A "Csernobil" második epizódjában az HBO miniszterelnökei az 1986-os balesetről, amely az emberiség története során a legrosszabb nukleáris katasztrófa volt, a helyzet nagyon rossz. A csernobili atomerőmű 4. számú reaktorának romjaiban nagy tűz támad. A közeli Pripyat város kórházát túllépik a sugárzás áldozatai. A halálos radioaktív por végig sodródott a Szovjetunióból és Svédországba. A reaktor feletti levegő szó szerint izz, ahol az uránmag kitett. És a katasztrófaelhárítás vezetői úgy döntenek, hogy több ezer tonna homokot és bórt dobnak a magba.
Ez annál is kevésbé történt, mint az 1986. áprilisi katasztrófa idején. De miért használtak az első válaszadók homokot és bórt? És ha 2019-ben hasonló nukleáris katasztrófa bekövetkezik, akkor is ezt tennék a tűzoltók?
Tényleg nem akar szabadtéri tüzet egy kitett atommagról
Az égő nukleáris mag levegőnek való kitettsége legalább két szinten problémát jelent, ahogyan a nukleáris reaktor mérnöke és az Urbana-Champaign Illinoisi Egyetem professzora, Kathryn Huff professzor elmondta a Live Science-nek.
Az első probléma az, hogy folyamatban van a maghasadásos reakció. Az urán kiüríti a neutronokat, amelyek más uránatomokba csapódnak be és megosztják őket. Ezek az uránatomok még több energiát bocsátanak ki, és táplálják a teljes forró rendetlenséget. Ez a már nem visszatartott reakció szintén hihetetlen mértékű közvetlen sugárzást idéz elő, ami halálos veszélyt jelent mindenkinek, aki megpróbál közeledni.
A második, ezzel kapcsolatos - és sokkal komolyabb - problémád az, hogy a tűz sok füstöt, port és törmeléket bocsát ki a levegőbe. Mindez a szemét közvetlenül a nukleáris reaktorból jön ki, és valójában egy része közvetlenül a nukleáris magból származik. Ez magában foglalja a viszonylag könnyű elemek (vagy izotópok) választékát, amelyek uránatomok felbomlásakor alakulnak ki.
"Ez egy ilyen baleset veszélyes része" - mondta Huff. "Ezek az izotópok, némelyikük mérgező az emberekre. És néhányuk radioaktivitása sokkal inkább, mint amit napi életében tapasztalhatna. És néhányuk amellett, hogy meglehetősen mérgező és radioaktív, nagyon mobil a környezetben. "
A mobil, ebben az esetben azt jelenti, hogy ezek az izotópok bejuthatnak az élőlények testébe, hogy problémákat okozzanak. Vegyük például a jód-131-et, a jód radioaktív izotópját, amelyet az élő sejtek ugyanúgy kezelnek, mint a szokásos jód.
Egy olyan füstgumó, mint a Csernobil, sok jód-131-et tartalmaz, amely több száz mérföldön át tud sodródni. A folyókba kerülhet és növényekbe, állatokba és emberekbe juthat. Pajzsmirigy mirigyeink a jódra támaszkodnak, és ugyanúgy, mint a szokásos jód, felszívják a jód-131-et, hosszú távú súlyos sugárzás forrást hozva létre testünkben.
(Ez az oka annak, hogy a nukleáris katasztrófák közvetlen következményeként az érintett térségben élő embereknek jódtablettákat kell szedniük, hogy kitöltsék testük tartalékát, és megakadályozzák tiroidjaik bármelyik radioaktív izotóp felszívódását.)
Homok és bór
A homok és a bór dömpingje (a tényleges csernobili keverék agyagot és ólmot is tartalmazott) kísérlet mind az első, mind a második probléma megoldására.
A homok elfojtja a kitett reaktorot, meghúzva azt a halálos füstgolyót. És a bór elméletben kiválthatja a nukleáris reakciót.
"Egy atomreaktorban vannak olyan izotópok, amelyek megkönnyítik a reakciót, és izotópok, amelyek lassítják a reakciót" - mondta Huff.
Elmagyarázta, hogy ahhoz, hogy egy nukleáris láncreakció beinduljon, elegendő radioaktív izotópot kell megközelítenie egymáshoz közel, hogy neutronjaik, vadul lőtve az űrbe, hajlamosak más atommagokba csapódni, és megosztják azokat.
"Ha egy neutron kölcsönhatásba lép egy izotóppal, akkor bizonyos a valószínűsége annak magjának szerkezete miatt, hogy abszorbeálja a neutronot" - mondta. "Az urán, különösen az urán-235 hajlamos arra, hogy abszorbeálja a neutronot, majd azonnal szétváljon. De a bór hajlamos csak a neutron abszorpciójára. A nukleáris szerkezete miatt valamilyen neutronszomjas."
Tehát, döntsön elegendő mennyiségű bórt a kitett 4. reaktor magjába, az elmélet ment, és ez annyira felszívja ezeket a vadul tüzelõ neutronokat, hogy a reakció leálljon.
Csernobil esetében azonban a bór- és más neutron-abszorbenseknek a reaktorba történő lerakása kiderült, hogy nem működik, részben az ad hoc helikopter-dömping megközelítés miatt, amelyet az üzem tervezése megkövetel.
"Az intenzív sugárzás több pilótát megölt" - jelentette be a BBC 1997-ben, és hozzátette: "Most már ismert, hogy ezen áldozatok ellenére szinte egyetlen semleges neutron-abszorber sem érte el a magot."
Huff szerint azonban a szovjetek által alkalmazott elv - neutronabszorpciók a reakció leállítására, anyagokkal párosítva, hogy a radioaktív izotópokat a levegőből kiszabadítsák - helyes volt. És hasonló ma hasonló katasztrófa esetén a reagáló csoportok ugyanazon mögöttes elmélet alapján fognak megközelítést alkalmazni.
A nagy különbség - mondta -, hogy a modern atomerőműveket (legalábbis az Egyesült Államokban) úgy tervezték, hogy sok ilyen munkát maguk végezzenek.
A modern reaktorok sokkal biztonságosabbak és sokkal jobban fel vannak készülve a problémákra, ám a bórot továbbra is használják sürgősségi kézikönyveikben
Huff hosszasan rámutatott, hogy az Egyesült Államok (és más megfelelően fejlett) nukleáris reaktorok sokkal kevésbé valószínű, hogy bármilyen katasztrófát szenvedjenek el, mint Csernobil, bármilyen katasztrófát szenvedjenek el - soha nem forrósodnak meg és szilárdabb hajókban működnek. És magukat az épületeket úgy tervezték, hogy nagy részét a nukleáris reaktor tüzet és egy radioaktív szennyeződést megsemmisítsék - tette hozzá.
A modern reaktorok olyan kémiai permetekkel vannak felszerelve, amelyek elrejtik a reaktor épületét, és a radioaktív izotópokat a levegőből ürítik, mielőtt elmenekülhetnek. A csernobili ellentétben az Egyesült Államok nukleáris létesítményeit teljes egészében zárt cement- és rácsos szerkezetek tartalmazzák (megerősített acélrácsok hálója). Ezeket a lezárt kagylókat olyan mértékben fejlesztették ki, hogy legalábbis elméletileg még egy jelentős robbanás sem rontaná meg őket. Lehet, hogy egy kis sugárhajtót lerobbant az egyik épület oldalára, és ez nem teheti ki a magot. Valójában egy teszt részeként az Egyesült Államok kormánya éppen ezt tette egy üres tárolóedényre 1988-ban. Az NRC kijelenti, hogy a nagy sugárhajtású járművekre vonatkozó vizsgálatok továbbra is folyamatban vannak.
Mindez valószínűtlenné teszi a csernobili katasztrófát, bár az Érintett Tudósok Szövetsége azt írja, hogy a kisebb (de még mindig veszélyes) sugárzási szivárgások valódi fenyegetés, amelyre az Egyesült Államok nincs megfelelően felkészítve.
Ugyanakkor az Egyesült Államok Nukleáris Szabályozási Bizottsága (NRC) az országban működő 98 atomerőmű-reaktor mindegyikére több száz oldalas vészhelyzeti kézikönyveket készített. Ezek útmutatást tartalmaznak arra vonatkozóan, hogy a reagálóknak mit kell tenni mindenféle, kissé hihető és nagyon valószínűtlen vészhelyzet esetén.
Ezek a kézikönyvek egyszerű angol nyelven érhetők el az NRC honlapján. Itt áll a Palo Verde, egy nagy növény Arizonában nyugaton. Megtalálhatja azokat az utasításokat, amelyek szerint mikor kell sok bórt a magba vezetni (amint a reaktor nem képes normál módon leállni). Látta, hogy mit kell tenni, ha ellenséges erők támadják meg a növényt (többek között kezdje el regionális evakuálást készíteni, mihelyt nyilvánvalóvá válik, hogy az erők jelentős sugárzási szivárgást okozhatnak). És ha jelentős mennyiségű radioaktív anyag jut el a légkörbe, azt mondja, ki hirdeti az evakuálást (Arizonai kormányzó, a helyszíni felügyelők ajánlása alapján).
Ezek a tervek nem alakulnak részletesebben a csernobili stílusú eseményekkel kapcsolatban, bár szeptember 11 óta az NRC iránymutatásokat dolgozott ki a szélsőségesebb katasztrófák elhárítására. Huff szerint azonban a tűz elleni küzdelem az exponált uránmagra mindig a bór és a homok többé-kevésbé képzeletbeli változataihoz vezet.
