Николай Карпан - Чернобыль. Месть мирного атома

Не все гладко и в других странах. Всеобщий рост цен на сырье и оборудование, отсутствие действенной международной договоренности и согласованности по вопросам безопасности и ликвидации отходов, разработка «конкурентами» альтернативных, более экономичных источников энергии - все это привело к застою в заказах на создание новых атомных станций и к постепенному отказу от использования ядерных технологий в условиях мирового рынка. В США все заказы на строительство реакторов, которые поступали с 1973 года, были впоследствии аннулированы и начиная с 1978 года компании не получили ни одного заказа на строительство атомного энергоблока.

В Канаде сегодня нет ни одного строящегося, или планируемого к возведению реактора. В Западной Европе строительство новых ядерных реакторов остановлено повсеместно, за исключением Франции и теперь обсуждается лишь один вопрос - когда закрывать 30% реакторов, ресурс которых заканчивается. В странах Восточной Европы и бывшего Советского Союза ядерные программы развития атомной энергетики тоже потерпели серьезные неудачи, особенно с 1986 года, после тяжелейшей Чернобыльской аварии.

Уже с 1988 года вклад атомной энергетики в систему всемирной энергосети опустился значительно ниже того уровня, который предсказывали ее апологеты. Прогноз МАГАТЭ (1974 г.) о величине ожидаемой к 2000 году выработке на АЭС 4 450 000 МВт оказался завышенным в 12 раз. Эта тенденция не случайна, она обусловлена недоверчивым отношением населения многих государств к атомной энергетике, неблагоприятной для нее конъюнктурой и настроениями в самом ядерном сообществе после неудавшейся попытки решить все «атомные» проблемы с наскока. А проблем накопилось много, и неприятности они сулят нешуточные, какие уж тут настроения. Однако хорошо уже то, что некоторые ученые и политики (пока немногие) признали наличие серьезных проблем в атомной отрасли и выделили самые важные из них:

• существующие АЭС потенциально опасны - ни один из современных энергоблоков не гарантирован от аварии типа Чернобыльской;

• использование энергии атома привело к радиационному и экологическому загрязнению огромных объемов воды, почвы, воздуха и материалов, используемых в атомной энергетике;

• взрывы ядерных устройств, аварии и обычная работа АЭС повысили радиационный фон планеты и, как следствие, оказывают влияние на здоровье людей.

В мае 1986 года в США экспертами был подготовлен специальный доклад, в котором говорилось, что в 14 западных странах с 1971 по 1984 год имел место 151 «инцидент, связанный с ядерной безопасностью».

Глава 6

БЕЗОПАСНОСТЬ АТОМНЫХ РЕАКТОРОВ

Обычный подход в оценке безопасности реакторов ограничивается определением степени его радиационного воздействия на персонал, окружающую среду, и население в различных условиях - нормальных и аварийных. При этом любой реактор считается безопасным, если радиационное воздействие от него не превышает директивно принятых значений небольшого числа параметров (допустимые выбросы радионуклидов через вентиляционную трубу, годовая доза облучения персонала и т.д.). Безусловно, принимается во внимание и количество отказов оборудования, уровень подготовки персонала и качество технической и эксплуатационной документации, но все это считается вторичным, а первичными являются физические параметры получения энергии в реакторе. Но почему-то они, как раз, и не рассматриваются. Хотя каждому понятно, что чем выше рабочее давление в реакторе, чем выше температура теплоносителя, чем агрессивнее теплоноситель по химическому составу - тем труднее удержать эти параметры в безопасных пределах, а значит и потенциальная опасность такого реактора выше.

Идем дальше, к делению атомного ядра, которое добавляет к теплотехническим параметрам еще два чрезвычайно опасных момента. Первый из них принципиально определяет уровень ядерной безопасности, и состоит в том, что для работы любого реактора нужно загрузить в его активную зону несколько критических масс делящегося вещества. Иначе реактор не сможет проработать и часа, а энерговыделением в его объеме нельзя будет управлять с помощью стержней - поглотителей нейтронов, они его сразу «заглушат». Налицо дилемма - загружая в реактор несколько критмасс - мы делаем из него бомбу, а если ограничимся загрузкой только одной критмассы - он вообще не будет работать. Отсюда вывод, если для получения энергии мы выбираем реакцию деления ядер (урана-235, или урана-238, или плутония-239) - то неизбежно переходим границу безопасности, поскольку грузим в реактор несколько критмасс (на практике - до сотни критмасс). Недаром И.В. Курчатов называл атомный реактор «тлеющей бомбой», а П.Л. Капица определил АЭС как «бомбы, вырабатывающие электричество».

В 1999 году к этому определению добавил свой штрих участник советского бомбового проекта физик Л.П. Феоктистов, написавший книгу «Оружие, которое себя исчерпало». В этой книге он отметил еще одну важную «ахиллесову» пяту реакторов. Речь идет о системе управления и защиты, основанной на введение в реактор стержней - поглотителей нейтронов. Сегодня все действующие корпусные атомные реакторы имеют внутреннее давление от 157 до 200 атмосфер. И стоит только эти системы управления (стержни), которые выходят за крышку реактора через сальниковые уплотнения, повредить (любым вариантом - диверсией, гранатой, самолетом) - стержни мгновенно вылетят из активной зоны. На этом основании все существующие реакторы академик Феоктистов назвал опасными, потому что «при извлечении регулирующих стержней из активной зоны в ней возникает значительная надкритичность. Цепная реакция в таких условиях будет развиваться настолько быстро, что никакая аварийная защита не поможет и реактор взорвется как бомба».

Все представляют, что будет, если бутылку шампанского нагреть и резко снять крепеж пробки. Пробка вылетит как пуля. Корпусные атомные реакторы уязвимы как раз по такому сценарию.

Напомню, что в атомной бомбе примитивного образца количество ядерной взрывчатки не превышает 15 килограммов. А в ядерном реакторе, например в ВВЭР - 1000 или в любом его зарубежном аналоге, загруженная масса делящегося изотопа (урана-235) равна тонне и больше.

Итак, все современные реакторы ядерноопасны. Но «тайна сия не нова есть», и попытки решить эту проблему были. Трудности здесь чисто технические, а значит решаемые. Например, для компенсации числа избыточных критмасс предлагалось вводить в реактор выгорающие поглотители нейтронов (гадолиний) и т.п. Были и другие предложения, но выбрали самую простую и опасную схему «тлеющей бомбы».

Второй нюанс принципиально определяет уровень радиационной безопасности всей атомной энергетики и состоит в выборе исходного делящегося вещества, от которого зависит спектр получаемых в реакторе трансурановых элементов. Выбрав для загрузки реактора уран-238, мы неизбежно придем к накоплению опаснейшего плутония-239. Именно этот