У передчутті катастрофи: У Чорнобилі знову починаються ядерні реакції

Science
Science

Журнал Американської асоціації сприяння розвитку науки

У зоні ЧАЕС добудовують сховище для відпрацьованого ядерного палива Фото з відкритих джерел
Від моменту вибуху на Чорнобильській АЕС, що призвів до найстрашнішої ядерної аварії, минуло 35 років. Зараз там у масі уранового палива, похованого у глибині понівеченого реакторного залу, знову починаються реакції поділу.
 
Про це пише Science.

"Це як тліюче вугілля в мангалі", - говорить хімік Ніл Хайят (Neil Hyatt), що займається вивченням ядерних матеріалів у Шеффілдському університеті. Українські вчені в терміновому порядку намагаються визначити, чи згаснуть ці реакції самі по собі або знадобляться заходи надзвичайного втручання для запобігання новій аварії.

Датчики фіксують збільшення числа нейтронів, що виходять з одного недоступного приміщення, що свідчить про реакцію поділу. Про це минулого тижня під час дискусії про демонтаж реактора повідомив Анатолій Дорошенко з київського Інституту проблем безпеки атомних електростанцій (ІПБ АЕС). "Є безліч нез’ясованих моментів, - розповідає Максим Савельєв, який працює в цьому ж інституті. - Але ми не можемо виключити можливість аварії". За його словами, кількість нейтронів повільно збільшується, а це вказує на те, що у відповідальних за управління ситуацією ще є в запасі кілька років для пошуку шляхів усунення цієї загрози. Будь-які способи запобігання аварії, які Савельєв придумає зі своїми колегами, викличуть величезний інтерес в Японії, яка сама змушена ліквідувати наслідки ядерної катастрофи, що сталася 10 років тому в Фукусімі. "Там аналогічні параметри ризиків", - зазначає Хайят.

Новини за темою: Роковини трагедії на АЕС "Фукусіма-1": Чи змінився підхід до ядерної генерації?

Передчуття ланцюгової реакції поділу в ядерних руїнах давно вже переслідує Чорнобиль. Коли 26 квітня 1986 року розплавилася частина активної зони четвертого енергоблоку, уранові паливні стрижні, їх цирконієва оболонка, графітові керуючі стрижні та пісок, який скинули на активну зону, намагаючись загасити пожежу, перетворилися на лаву. Лава розтеклася по підвальних приміщеннях реакторного залу, а потім затверділа, утворивши розплав активної зони. У ньому приблизно 170 тонн радіоактивного урану, тобто 95% від загального обсягу палива.

ЧАЕС, зруйнований реактор Фото з відкритих джерел

Через рік після аварії над залишками четвертого енергоблоку побудували саркофаг зі сталі та бетону, що отримав назву "Укриття". Через нього всередину потрапляла вода. Оскільки вода уповільнює нейтрони, через що зростають шанси на поділ ядер урану, через сильні дощі число нейтронів іноді різко зростало. Після злив у червні 1990 року чорнобильський вчений-сталкер, незважаючи на загрозу опромінення, зайшов до пошкодженої реакторної зали та розбризкав там на паливовмісні матеріали розчин нітрату гадолінію, який поглинає нейтрони. Це було зроблено через те, що розплав міг досягти критичної маси, чого боялися фахівці. Через кілька років на даху "Укриття" були встановлені розбризкуючі пристрої для нітрату гадолінію. Але він не може проникнути в деякі підвальні приміщення, тому ефект від нього незначний.

Новини за темою: Топ-7 фактів про Прип’ять і Чорнобиль: Про що не говорять туристам

Керівництво Чорнобильської АЕС вважало, що ризик критичності зменшиться з установкою над "Укриттям" в листопаді 2016 року Нового безпечного конфайнменту (НБК). Ця конструкція вартістю півтора мільярда євро мала ізолювати "Укриття" таким чином, щоб стабілізувати його, а з часом дала можливість провести демонтаж. НБК також не пропускає всередину дощ, завдяки чому з його установкою кількість нейтронів у більшості точок укриття залишається стабільною або навіть зменшується.

Але нейтрони почали поступово з'являтися і накопичуватися в декількох нових місцях. За чотири роки їх кількість збільшилась майже удвічі у приміщенні 305/2, де під завалами знаходиться тонна розплаву. Підготовлена ІПБ АЕС модель вказує на те, що застигле паливо змушує нейтрони, які проходять через нього, більш ефективно розщеплювати ядра урану. "Це достовірні та переконливі дані", - говорить Хайят. - Нам просто незрозуміло, що це за механізм".

Цю загрозу не можна ігнорувати. Оскільки рівень води зменшується, є побоювання, що реакція поділу прискориться у прогресії, зазначає Хайят. А це призведе до неконтрольованого викиду ядерної енергії. Шансів на повторення трагедії 1986 року немає жодних, адже тоді вибух і пожежа породили радіоактивну хмару, яка пішла на Європу. Безконтрольна реакція поділу в розплаві може згаснути після того, як через високу температуру в результаті поділу випаруються залишки води. Але Савельєв зазначає, що хоча вибухову реакцію можна стримати, вона загрожує обрушити нестійкі елементи хиткого "Укриття", і тоді Новий безпечний конфайнмент наповниться радіоактивним пилом.

Новини за темою: Ядерний реактор третього покоління: Китай здійснив революцію в атомній галузі?

Вирішити цю нову проблему буде надзвичайно складно. Високий рівень радіації у приміщенні 305/2 виключає установку там датчиків. Розбризкати нітрат гадолінію - теж не варіант, так як розплав знаходиться під бетоном. Є ідея створити робота, здатного витримувати тривале опромінення, щоб той просвердлив отвори в розплаві та вставив в них циліндри з бором, які виконуватимуть функції керуючих стрижнів і поглинатимуть нейтрони. Водночас ІПБ АЕС має намір посилити спостереження за двома іншими ділянками, де розплав може дійти до критичного стану.

Відновлення реакцій поділу - не єдина проблема, з якою стикаються доглядачі Чорнобиля. Під впливом потужної радіації та високої вологості розплав розпадається, породжуючи ще більше радіоактивного пилу, що перешкоджає планам з демонтажу "Укриття". Спочатку радіоактивне утворення з лави під назвою "слоняча нога" було таким твердим, що вченим довелося стріляти з автомата Калашникова, щоб відколоти шматок для аналізу. "Зараз "нога" за своєю консистенцією більш-менш нагадує пісок", - говорить Савельєв.

Україна давно вже хоче видалити розплав і відправити його до сховища радіоактивних відходів у стійких геологічних утвореннях. До вересня вона за допомогою Європейського банку реконструкції та розвитку має намір підготувати комплексний план з проведення таких робіт. Але оскільки в "Укритті" все ще жевріють неспокійні останки реактора, буде надзвичайно складно їх поховати.

Річард Стоун
 
За матеріалами: ІноЗМІ

Редакція не несе відповідальності за думку, яку автори висловлюють у блогах на сторінках PNK.TV

*Якщо Ви знайшли помилку в тексті новини, виділіть її та натисніть Ctrl+Enter.