Мичио Каку - Физика будущего

Это означает, что при переходе от бензина к электричеству нам необходимо заменить угольные электростанции совершенно новым источником энергии.

Одна из возможностей создавать энергию, а не просто передавать ее из одного места в другое заключается в расщеплении атома урана. Преимущество этого метода в том, что ядерная энергетика не производит парниковых газов, как угольная и нефтяная, но технические и политические проблемы привели к тому, что «руки» атомной энергетики связаны уже не один десяток лет. Строительство последней атомной станции в США началось в 1977 г., незадолго до роковой аварии на Тримайл-Айленд, положившей в 1979 г. конец развитию коммерческой атомной энергетики. Затем Чернобыльская катастрофа 1986 г. на целое поколение определила ее печальную судьбу. В США и в большей части стран Европы все атомные проекты были попросту закрыты, а во Франции, Японии и России чуть теплились и держались только на правительственных субсидиях [16] В этот же период активно развивали ядерную энергетику Индия и Китай. — Прим. пер. .

При расщеплении урана возникает огромное количество атомных отходов, сохраняющих радиоактивность от тысяч до десятков миллионов лет. Стандартный 1000-мегаваттный реактор всего за год производит около 30 тонн высокоактивных атомных отходов. Они настолько радиоактивны, что буквально светятся в темноте, и хранить их приходится в специальных бассейнах выдержки. В США около 100 коммерческих реакторов; соответственно, ежегодно на них производятся тысячи тонн высокоактивных ядерных отходов.

Ядерные отходы представляют собой проблему по двум причинам. Во-первых, они остаются горячими даже после остановки реактора. Если в результате аварии вода в системе охлаждения отключится, как на Тримайл-Айленд, активная зона может расплавиться [17] Именно это произошло в марте 2011 г. на трех блоках японской АЭС «Фукусима-1», оставшихся без охлаждения в результате разрушений от последовательного воздействия 9-балльного землетрясения и цунами. — Прим. пер. . Расплавленный металл, соприкоснувшись с водой, может вызвать взрывное парообразование. Реактор при этом взорвется, выбросив в воздух тонны высокорадиоактивных обломков. В случае самой серьезной ядерной аварии 9-го уровня [18] Непонятно, о каких уровнях (классах) ядерных аварий рассуждает автор. Международная шкала ядерных событий INES включает три уровня происшествий (1–3), не влекущих повреждения оборудования реактора и не влияющих на жизнь за пределами площадки станции, и четыре уровня аварий (4–7), различающихся размерами последствий для станции и населения. Максимальный 7-й уровень присвоен авариям в Чернобыле и на «Фукусиме-1» (2011). Авария на Тримайл-Айленд была оценена уровнем 5. — Прим. пер. правительству, возможно, придется эвакуировать миллионы людей из 16–80-километровой зоны вокруг реактора. Между тем атомная станция Индиан-Пойнт расположена меньше чем в 40 километрах от Нью-Йорка. Согласно правительственным исследованиям, авария на станции Индиан-Пойнт могла бы привести к потерям в сотни миллиардов долларов только в виде компенсаций за утраченную собственность. Аварию на Тримайл-Айленд удалось остановить за несколько минут до серьезной катастрофы, от которой пострадал бы весь северо-восток страны. Работникам станции удалось вновь подать воду в систему охлаждения активной зоны менее чем за полчаса до того, как температура там достигла точки плавления диоксида урана.

В Чернобыле под Киевом ситуация развивалась гораздо хуже. Работники станции вручную отключили механизм безопасности (управляющие стержни). Произошел небольшой скачок мощности, который вывел реактор из-под контроля. Когда холодная вода внезапно попала на расплавленный металл, началось взрывное парообразование. Взрыв снес всю верхушку реактора и выбросил в воздух значительную часть активной зоны. Многие работники, посланные на станцию для ликвидации аварии, позже умерли ужасной смертью от радиационных ожогов. Реактор горел, и Советам пришлось привлечь к его ликвидации военно-воздушные силы. Специальным образом экранированные вертолеты заливали пылающий реактор борной водой. В конце концов активную зону пришлось полностью замуровать в бетонный саркофаг. Даже сегодня она по-прежнему нестабильна и продолжает выделять тепло и радиацию [19] Причины и механизм аварии на 4-м блоке Чернобыльской АЭС описаны автором неграмотно и неверно. Авария стала следствием группы причин, которые можно разделить на проектно-конструкторские и ситуативные. Серьезными конструктивными недостатками реактора были положительные паровой и мощностной коэффициенты реактивности и специфическое устройство стержней аварийной защиты, способных на начальном этапе движения в зону вносить положительную реактивность. Ситуативные причины включали продолжительную работу реактора на половинном уровне мощности, что привело к его отравлению и потребовало выведения большей части органов управления из активной зоны, и операции, выполненные персоналом по утвержденной программе с целью проведения эксперимента на турбогенераторе в момент остановки блока. Последние не были причиной аварии и, по-видимому, мало повлияли на ее развитие. Непосредственным толчком к разгону реактора, резкому скачку мощности и взрывному парообразованию стал ввод в активную зону стержней аварийной защиты с намерением заглушить его. — Прим. пер. .

Помимо проблем с расплавлением активной зоны и взрывами существует проблема хранения и переработки отходов. Куда их девать? Как ни печально, но ответа на этот вопрос по-прежнему нет, хотя с начала атомной эры прошло больше полувека. В прошлом было сделано немало дорогостоящих ошибок, связанных с попытками окончательно решить вопрос с отходами. Первоначально США и Россия просто сбрасывали отходы в океан или хоронили их в неглубоких шахтах. В 1957 г. на Урале одно хранилище отходов плутониевого производства взорвалось с катастрофическими последствиями, что потребовало массовой эвакуации жителей и вызвало радиоактивное заражение территории в 1000 км 2между Свердловском и Челябинском.

США в 1970-е гг. пытались захоранивать высокоактивные ядерные отходы в Лайонсе, штат Канзас, в соляных шахтах. Однако позже выяснилось, что соляные шахты использовать нельзя, так как они пронизаны множеством отверстий, пробуренных при разведке нефти и газа. Полигон в Лайонсе пришлось закрыть, и США вновь оказались перед трудноразрешимой проблемой.

В течение следующих 25 лет США истратили 9 млрд долларов на проектирование и строительство гигантского центра по глубокому захоронению отходов Юкка-Маунтин в штате Невада — только для того, чтобы президент Барак Обама в 2009 г. закрыл проект. Геологи заявили, что на полигоне Юкка-Маунтин отходы, скорее всего, не смогут пролежать 10 000 лет [20] Как требовалось в соответствии с американским законом 1982 г., конгресс США в итоге утвердил прекращение финансирования проекта Юкка-Маунтин, однако горячие дискуссии о способе и месте захоронения ядерных отходов продолжаются. — Прим. пер. . Этому полигону не суждено открыться, а коммерческие операторы атомных станций пока остаются без постоянного хранилища для отходов их деятельности.