Тайны комнаты: реакции на Чернобыльской АЭС будут идти тысячи лет
Реакции в разрушенном энергоблоке атомной станции в Чернобыле продолжаются и будут идти еще тысячи лет, считают опрошенные «Известиями» специалисты по ядерной физике. Однако опасности этот процесс не представляет, утверждают эксперты. Так они прокомментировали материал журнала Science, в котором украинские специалисты заявили, что в Чернобыле назревает новая авария. Этот вывод был сделан из-за роста количества нейтронов, зафиксированного датчиками в одном из помещений бывшей АЭС. Этот факт может быть связан с работой самого оборудования или попаданием воды под саркофаг над станцией, объяснили российские специалисты.
Продолжение следует
Украинские специалисты отметили растущее количество нейтронов в одном из помещений Чернобыльской атомной электростанции на Украине. Такой сигнал исходил из помещения 305/2, которое содержит тонны топливосодержащего материала, погребенного под обломками, сообщил в публикации в Science Анатолий Дорошенко из Института проблем безопасности атомных электростанций (Украина).
В год аварии (1986) на АЭС был возведен саркофаг из бетона и стали, названный «Укрытие». Однако дождевая вода всё же могла просачиваться внутрь, где лежат 170 т облученного урана. Поскольку вода замедляет нейтроны и увеличивает их шансы поразить и расщепить ядра урана, сильные дожди иногда вызывали резкое увеличение количества нейтронов, сказано в публикации в Science.
Поэтому над «Укрытием» возвели массивный новый безопасный конфайнмент (от англ. confinement — удержание). Это арочное сооружение должно было изолировать саркофаг в том числе от дождя. В конце ноября 2016 года арку успешно надвинули на здание реактора. После продолжался монтаж оборудования, завершившийся в 2019 году. Вероятно, конфайнмент сработал, так как долгое время количество нейтронов в большинстве районов объекта было стабильным или снижалось.
Однако теперь украинские специалисты сообщают о медленном, но всё же росте количества нейтронов. Как предположили в Университете Шеффилда (Великобритания), высыхание топлива делает нейтроны, проходящие через него, более эффективными для расщепления ядер урана, поэтому возможна новая авария. После того как материл в Science вызвал резонанс в СМИ, Институт проблем безопасности АЭС (Украина) опубликовал сообщение, в котором заявил, что рост потока нейтронов еще происходит, но не превышает установленных пределов безопасности.
На воде замешано
Как известно из ядерной физики, нейтроны появляются в результате спонтанного деления ядер в зоне разрушенного четвертого энергоблока с момента аварии. Это физический процесс, который проходит в природе в изотопах разных элементов, например в уране-238. Однако в отработанном топливе остались изотопы, которые испускают нейтроны более интенсивно, в частности кюрий-244. Так как деление спонтанное, источник нейтронов сам по себе меняется медленно и определяется периодом полураспада соответствующих изотопов, следовательно, резкое изменение показаний детекторов возможно из-за окружающей среды, указал замдиректора Института ядерной физики и технологий НИЯУ МИФИ Георгий Тихомиров.
Опрошенные «Известиями» российские специалисты подтвердили возможность увеличения регистрируемого потока нейтронов, однако уверены, что опасности в этом нет. Часть экспертов считает, что причина заключается в изменении свойств топлива и количества воды, в которой замедляются нейтроны.
— В статье украинских специалистов указано, что нейтронов стало больше, и это может быть вызвано рядом причин, — пояснил Георгий Тихомиров. — К ним можно отнести и попадание воды в зону кориума (лавообразный сплав содержимого ядерного реактора. — «Известия»), и, наоборот, высыхание окружающих его материалов, вследствие чего там появились пустоты, которые пропускают нейтроны более эффективно. Однако говорить о принципиальном изменении ситуации некорректно.
Профессор Высшей школы атомной и тепловой энергетики Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого Евгений Федорович уверен, что внутри саркофага появилась вода, ведь без нее не могут образоваться нейтроны.
— Для того чтобы атомная реакция шла, необходимы критическая масса и критические размеры уранового топлива, — пояснил эксперт. — Внутри энергоблока это могло сохраниться. Вполне вероятно, что там возникла самоподдерживающаяся цепная реакция.
В отличие от коллег, заместитель директора ИБРАЭ РАН по информационно-аналитической поддержке комплексных проблем ядерной и радиационной безопасности Игорь Линге полагает, что дело не в изменении потока нейтронов, а в том, какую его часть регистрируют детекторы. Эксперт пояснил: прибор расположен на определенном расстоянии от топливной массы. До него добираются не все нейтроны — многие из них замедляются в воде. Таким образом, уход воды мог увеличить количество нейтронов, добирающихся до датчика, а не их фактическое количество.
Безопасная случайность
Даже если количество нейтронов действительно увеличилось, это не представляет опасности, сказал профессор Военно-морского политехнического института Анатолий Благовещенский.
— Когда начинается ядерная реакция, происходит разогрев топлива в реакторе, повышение температуры и передача теплоносителю, — рассказал профессор. — При делении ядра урана на два осколка эти осколки разлетаются, тормозятся в веществе и передают свою энергетическую энергию веществу, которое нагревается. Следовательно, там должен начаться разогрев. Система находится под атмосферным давлением. В этих условиях вода закипает при температуре 100 градусов, после чего превращается в пар. Автоматически прекращается цепная реакция, потому что если нет воды, то нет и замедления нейтронов, следовательно, и цепной реакции.
Согласен с тем, что нет оснований для тревоги, и начальник учебно-научного центра «Исследовательский ядерный реактор» Томского политехнического университета Артем Наймушин.
— Наличие нейтронного излучения и его небольшие изменения во времени в объеме разрушенного энергоблока ЧАЭС — это вполне естественное и ожидаемое явление, — сказал эксперт. — Но в любом случае если есть подозрение, что ситуация развивается по негативному сценарию, то необходимо не обсуждать ситуацию в СМИ, а собирать комиссии по чрезвычайным ситуациям с привлечением научного сообщества, проектировщиков и эксплуатационщиков реакторов типа построенного в Чернобыле.
Всё под контролем
Развитие ситуации сложно прогнозировать из-за отсутствия информации, говорят специалисты. Конкретные данные о плотности потоков нейтронного излучения и о других параметрах, а также их изменениях не опубликованы, указали эксперты. После того как материл в Science вызвал резонанс в СМИ, Институт проблем безопасности АЭС опубликовал сообщение, в котором заявил, что рост потока нейтронов еще происходит, но не превышает установленных пределов безопасности.
— Уверен, что специалисты, работающие на станции, разберутся и предоставят отчеты, — сказал «Известиям» Георгий Тихомиров. — Конечно, можно и убрать расплавленное топливо, захоронив его в особых контейнерах. Технологии для этого процесса существуют, к ним уже прибегают японцы для устранения последствий «Фукусимы». Однако даже если вообще ничего не делать, никакой опасности для населения нет. Радиация есть и в природе. Сейчас вариант рассматривать «Укрытие» и ранее построенный саркофаг как естественное контролируемое хранилище намного более привлекателен, чем пытаться вывезти отработанное топливо.
У кюрия-244 это время полураспада составляет 18 лет, поэтому от него активности ожидать почти не стоит. У изотопов урана-235 этот период составляет миллионы лет. Реакции будут идти, пока не кончится обогащенный уран, подтвердил заведующий лабораторией методов и средств обеспечения радиационной безопасности при космических полетах ИМБП РАН Вячеслав Шуршаков. Однако при цепной реакции, которая идет в останках четвертого энергоблока, выгорание топлива идет быстрее — поэтому процесс займет тысячи, а не миллионы лет, считает эксперт. В качестве примера он привел «природный атомный реактор» в Габоне (Западная Африка), где обогащенный уран находится в слоях песка. Там ядерные реакции протекают сотни тысяч лет.
