În cel de-al doilea episod din „Cernobâl”, miniseria HBO despre accidentul din 1986 care a devenit cel mai grav dezastru al energiei nucleare din istoria umană, situația este destul de proastă. Un mare incendiu stârnește în ruinele reactorului nr. 4 al Centralei Nucleare din Cernobâl. Un spital din orașul Pripyat din apropiere este depășit cu victime ale radiațiilor. Praful radioactiv mortal s-a abătut până la ieșirea din Uniunea Sovietică și în Suedia. Aerul de deasupra reactorului strălucește literalmente unde nucleul de uraniu a devenit expus. Iar oamenii care conduc răspunsul la dezastre decid să arunce mii de tone de nisip și bor pe miez.
Acest lucru este cu atât mai puțin ceea ce s-a întâmplat în timpul dezastrului real din aprilie 1986. Dar de ce primii respondenți au folosit nisip și bor? Și dacă în 2019 ar fi avut loc un dezastru nuclear similar, asta ar mai face pompierii?
Chiar nu vrei un foc în aer liber pe un nucleu nuclear expus
Expunerea unui nucleu arzător în aer este o problemă pe cel puțin două niveluri, după cum a spus Kathryn Huff, Live Science, inginerul de reactor nuclear și Universitatea din Illinois, la profesoara Urbana-Champaign, Kathryn Huff.
Prima ta problemă este că ai o reacție în curs de fisiune nucleară. Uraniul trage din neutroni, care se trântesc în alți atomi de uraniu și îi împart. Acei atomi de uraniu eliberează încă mai multă energie și hrănesc întreaga mizerie fierbinte. Această reacție, care nu mai este conținută, transmite și niveluri incredibile de radiații directe, ceea ce reprezintă un pericol mortal pentru oricine încearcă să se apropie de ea.
Cea de-a doua problemă, înrudită - și mult mai gravă - este că focul degajă mult fum și praf și resturi în aer. Toată acea gunk iese chiar dintr-un reactor nuclear și o parte din ea este de fapt materie directă din nucleul nuclear. Aceasta include un sortiment de tipuri (sau izotopi) de elemente relativ ușoare care se formează atunci când atomii de uraniu se împart.
"Aceasta este partea periculoasă a unui accident ca acesta", a spus Huff. "Acești izotopi, unii dintre ei, sunt toxici pentru oameni. Și unii dintre ei sunt mai radioactivi decât ceea ce ai întâlni în viața ta de zi cu zi. Și unii dintre ei, pe lângă faptul că sunt destul de toxici și radioactivi, sunt foarte mobil în mediu. "
Mobilul, în acest caz, înseamnă că acești izotopi pot intra în corpul unor vieți vii pentru a cauza probleme. Luăm, de exemplu, iodul-131, un izotop radioactiv de iod pe care celulele vii îl tratează la fel ca iodul obișnuit.
O plumă de fum, precum cea de la Cernobâl, conține o mulțime de iod-131, care poate în derivă sute de kilometri. Poate ajunge în râuri și să-și croiască drum în plante, animale și oameni. Glandele tiroide se bazează pe iod și vor absorbi iod-131 la fel ca iodul obișnuit, creând o sursă de radiații serioase pe termen lung în corpul nostru.
(Acesta este motivul pentru care, în perioada imediat următoare a dezastrelor nucleare, oamenii din zona afectată trebuie să ia pastile de iod, să-și completeze rezervele corpului și să împiedice tiroida lor să absoarbă izotopii radioactivi.)
Nisip și bor
Nisipul și borul (amestecul real de la Cernobîl a inclus și argilă și plumb) este o încercare de a rezolva atât prima, cât și a doua problemă.
Nisipul ucide reactorul expus, stârnind acel mortal fum. Iar borul, în teorie, ar putea stânjeni reacția nucleară.
"Într-un reactor nuclear, există izotopi care fac reacția să meargă și izotopi care fac reacția lentă", a spus Huff.
Pentru a obține o reacție în lanț nuclear, a explicat ea, trebuie să obțineți suficient de mulți izotopi radioactivi încât neutronii lor, trăgând sălbatic în spațiu, tind să se trântească în alte nuclee atomice, împărțindu-le.
„Când un neutron interacționează cu un izotop, există o anumită probabilitate, datorită structurii nucleului său, ca acesta să absoarbă neutronul”, a spus ea. "Uraniul, în special uraniul-235, are tendința de a absorbi neutronul și apoi de a se despărți imediat. Dar borul tinde să absoarbă doar neutronul. Datorită structurii sale nucleare, este un fel de sete de neutroni."
Deci, aruncați suficient bor pe nucleul expus al reactorului nr. 4, teoria a mers și ar absorbi atât de mulți dintre acei neutroni care trag în mod sălbatic încât reacția s-ar opri.
În cazul Cernobîl, totuși, aruncarea borului și a altor amortizoare de neutroni pe reactor s-a dovedit a nu funcționa, în parte datorită abordării ad-hoc cu elicoptere pe care proiectul uzinei o impunea.
"Radiația intensă a ucis câțiva piloți", a relatat BBC în 1997, adăugând: "Se știe acum că, în ciuda acelor sacrificii, aproape niciun absorbant de neutroni nu a atins miezul."
Cu toate acestea, a spus Huff, principiul pe care îl foloseau sovieticii - absorbitori de neutroni pentru a opri reacția, cuplat cu materiale pentru a arunca izotopii radioactivi din aer - era solid. Și în cazul unui dezastru similar astăzi, echipele de răspuns ar adopta o abordare bazată pe aceeași teorie de bază.
Marea diferență, a spus ea, este că centralele nucleare moderne (cel puțin în Statele Unite) sunt concepute pentru a lucra singure mult.
Reactoarele moderne sunt mult mai sigure și mult mai pregătite pentru probleme - dar totuși folosesc bor în manualele lor de urgență
Huff a subliniat de lungă durată că reactoarele nucleare americane (și alte avansate corespunzător) sunt mult mai puțin probabile decât Cernobîl să întâmpine orice fel de dezastru - nu funcționează niciodată la fel de cald și funcționează în vase mai stricte. Și clădirile în sine sunt proiectate să facă mare parte din lucrări pentru a stinge un incendiu al reactorului nuclear și un penaj radioactiv, a adăugat ea.
Reactoarele moderne sunt echipate cu spray-uri chimice care pot inunda o clădire a reactorului, aruncând izotopii radioactivi din aer înainte de a putea scăpa. Și spre deosebire de Cernobîl, instalațiile nucleare din S.U.A. sunt conținute în întregime în structuri sigilate de ciment și rebar (o plasă de bare de oțel armate). Aceste coji sigilate sunt supra-proiectate până la punctul că, cel puțin teoretic, chiar și o explozie semnificativă nu le-ar încălca. Ai putea prinde un jet mic în partea uneia dintre aceste clădiri și nu ar expune miezul. De fapt, ca parte a unui test, guvernul Statelor Unite a făcut doar asta unei nave de izolare goală în 1988. NRC afirmă că studiile privind impacturile mari ale jetului sunt încă în curs.
Tot ceea ce face ca un dezastru la scară de la Cernobîl să fie improbabil, deși Uniunea Cercetătorilor Preocupați scrie că scurgerile de radiații mai mici (dar încă periculoase) sunt o amenințare reală pentru care Statele Unite nu sunt pregătite în mod adecvat.
Acestea fiind spuse, Comisia de reglementare nucleară a Statelor Unite (NRC) a elaborat, pentru fiecare dintre cele 98 de reactoare de energie nucleară care operează în țară, manuale de urgență de peste sute de pagini. Acestea prezintă instrucțiuni pentru ce ar trebui să facă respondenții în caz de tot felul de oarecum plauzibil pentru situații de urgență extrem de puțin probabil).
Aceste manuale sunt disponibile în engleză simplă pe site-ul web al NRC. Iată cea pentru Palo Verde, o plantă mare din vestul Arizona. Puteți găsi instrucțiuni cu privire la momentul în care ar trebui să plasați o mulțime de bor în miez (imediat ce reactorul nu se oprește normal). S-a văzut ce să facă dacă forțele ostile atacă uzina (printre altele, încep să pregătească o evacuare regională în momentul în care devine clar că forțele ar putea provoca o scurgere semnificativă a radiațiilor). Și, în cazul în care cantități semnificative de materiale radioactive s-au scăpat în atmosferă, acesta spune cine declară o evacuare (guvernatorul Arizona, pe baza recomandărilor supraveghetorilor de la șantier).
Aceste planuri nu intră în detalii deosebite cu privire la evenimentele în stil Chernobyl, deși de la 11 septembrie, NRC a elaborat linii directoare pentru dezastre mai extreme. Cu toate acestea, a spus Huff, lupta cu un incendiu pe un miez de uraniu expus va scădea întotdeauna la versiuni mai mult sau mai puțin fanteziste ale borului și nisipului.
