Константин Куцылло
Японское землетрясение 11 марта 2011 года было вызвано одним из самых сильных сейсмических ударов, инструментально зарегистрированных на Земле с конца XIX века, - магнитудой 9 по шкале Рихтера. Оно встало в один ряд с такими мощными сейсмическими событиями, как чилийское землетрясение 1960 года (9,5 магнитуд), аляскинское 1964 года (9,2) и суматранское 2004 года (9,1).
Поднятое тектоническим ударом в тихоокеанских глубинах цунами прошло на многие километры в глубь прибрежных провинций Японии, унесло тысячи жизней и стало причиной самой масштабной аварии на атомной электростанции со времен Чернобыльской трагедии. Высота обрушившегося на АЭС "Фукусима-1" цунами составила 14-15 метров, более чем в два раза превысив максимальную расчетную в 6,5 метра, и, хотя сами энергоблоки не были повреждены, разрушение инфраструктуры АЭС после прохода цунами привело к аварийным отказам систем обеспечения, пожарам, взрывам и радиационному загрязнению как окружающей местности, так и акватории Тихого океана.
Реакторы "Фукусимы-1" были заглушены, то есть переведены в так называемый подкритический режим, когда скорость цепной ядерной реакции падает до технологического минимума. Эмиссия нейтронов в активной зоне реактора резко снижается при введении поглощающих стержней, однако остаточное тепловыделение в топливных элементах сохраняется достаточно высоким - порядка 6-7% от номинальной мощности сразу после аварийной остановки; лишь затем идет постепенное снижение разогрева топливных сборок. Из-за вызванного проходом цунами повреждения аварийных электрогенераторов и насосных станций, обеспечивавших циркуляцию воды в контурах энергоблоков, уровень воды в активной зоне реакторов снизился, обнажив топливные элементы.
Лишенные охлаждения урановые стержни стали разогреваться, достигнув температуры выше 1200 градусов Цельсия, при которой начинается разрушение циркониевых оболочек топливных капсул. При этой температуре цирконий горит в воде, отбирая у молекул H2O кислород. Высвободившийся водород скапливался внутри внешней защитной оболочки реактора, проникая туда из активной зоны через систему охлаждения, а затем, когда японские операторы были вынуждены открыть клапаны для сброса избыточного давления, грозившего разрушить сам ядерный реактор, как это произошло на Чернобыльской АЭС, взрывоопасный газ проник под крышу внешней конструкции энергоблока.
Этот газ, образовав гремучую смесь с атмосферным кислородом, и взорвался на первом и третьем энергоблоках "Фукусимы-1". В окружающую среду были выброшены летучие продукты ядерного деления, - прежде всего, изотопы йода и цезия. На втором блоке взрыв водорода произошел внутри системы охлаждения, в нижней части реактора, вызвав утечку воды и создав серьезную угрозу загрязнения грунтовых вод.
Бассейны выдержки отработанного ядерного топлива после разрушения крыши оказались под открытым небом. Из-за испарения от высоких температур и вероятного нарушения герметичности стенок, вызванного землетрясением, из бассейнов ушла вода, служащая естественным замедлителем реакции, и стержни оголились. На воздухе они стали греться и разрушаться, испуская радиоактивные аэрозоли в атмосферу. Бассейны выдержки пытались заливать водой с вертолетов и из пожарных машин, чтобы охладить хранящееся там топливо и снизить выброс радиоактивных частиц.
- По нашим, оценкам, на первом блоке Фукусимы под крышу ушло примерно 10 килограммов водорода, - рассказал директор Института проблем безопасного развития атомной энергетики (ИБРАЭ РАН) член-корреспондент РАН Леонид Большов, - что эквивалентно 300 кг взрывчатки, потому что соотношение обычно такое: 1 кг водорода - 30 кг тротила по взрывной мощности".
В первые же дни после аварии на японской АЭС, продолжает Большов, российские ученые-атомщики совместно с американскими коллегами рассчитали наиболее тяжелый вариант последствий для нашего Дальнего Востока. То есть: что бы произошло, если бы разрушились все шесть ядерных реакторов "Фукусимы", с выбросом твердых частиц топлива, как это случилось в Чернобыле, и ветер бы дул в сторону Владивостока и принес обильные осадки. Выводы показали, что уровень радиоактивного загрязнения территорий на Курилах, Камчатке и в Приморье остался бы на незначительном уровне превышения естественного радиоактивного фона и не вышел бы за пределы норм, считающихся безопасными для здоровья человека.
- Мы получили ответ, что и при самом худшем сценарии не потребуется контрмер, - заверяет Большов. - Ни укрытия населения, ни йодной профилактики, ни эвакуации. Угрозы для здоровья населения не было бы.
Необходимо различать повышение радиационного фона, о котором говорят метеорологи, обнаруживая в пробах атмосферного воздуха радионуклиды, объяснил Большов, и тот уровень радиоактивности, который действительно опасен для человека и при котором имеет смысл проводить какие-то антирадиационные мероприятия. На Дальнем Востоке такого бы не произошло даже при наихудшем развитии событий.
В мире давно существует система контроля за проведением ядерных испытаний, которая регистрирует количество радионуклидов в атмосфере. По всей планете разбросаны станции, которые регулярно ведут наблюдения за концентрацией радиоактивных частиц в приземном слое воздуха. Если где-то произойдет выброс радиации, радиоактивный взрыв, то обязательно какое-то количество нуклидов через некоторое время будет уловлено станциями слежения.
- Облако выброса от Фукусимы обогнуло земной шар, прошло через Америку, Европу, вернулось на Дальний Восток, - но нигде какого-то заметного повышения радиационного фона не произошло. Естественно, постепенно по всему миру эти считанные нуклиды появились, но их концентрация была настолько ничтожна, что повышение дозы облучения в том смысле, в каком мы говорим о влиянии на здоровье человека, просто не рассматривается.
Поэтому, продолжает Большов, нужно быть очень внимательным в терминологии, и когда Гидрометцентр сообщает о замеченном повышении уровня радиации на Курилах или во Владивостоке, нужно понимать, что метеостанции зарегистрировали какое-то количество радионуклидов в пробах воздуха.
И неправильно ставить на один уровень аварии в Японии и в Чернобыле, считает ученый.
- На Чернобыльской АЭС произошла реактивностная авария, диспергирование топлива до уровня размера зерен, а потом еще и паровой взрыв, когда происходит еще большее измельчение частиц топлива. И после этого выброс в атмосферу, к тому же еще длительное горение графита. Ну и, видимо, главный фактор, что в Чернобыле выброс произошел на высоту до полутора километров, из-за чего большие площади были подвергнуты загрязнению.
На Фукусиме же были разрушения только зданий двух блоков, оболочки реакторов не повреждены, мощность взрывов была сравнительно небольшой. Первые четыре дня ветер дул в сторону океана - практически все уходило туда. Потом ветер поменялся, произошел взрыв водорода в системе охлаждения второго энергоблока - вот тогда часть облака прошла над самой Японией и были загрязнены территории к северо-западу от АЭС.
На первом блоке Фукусимы под крышу ушло примерно 10 кг водорода, что эквивалентно 300 кг взрывчатки
Фото: AP
- Японии здорово повезло: выбросилось немного и на небольшие высоты. Площадка АЭС, конечно же, сильно загрязнена, но по сравнению с чернобыльскими делами там все гораздо спокойнее. Вся зона Чернобыля была в частицах топлива. В Японии же это только йод, который уже практически распался, и цезий, который будет распадаться еще 30 лет, - но не тысячи. Выброса ни урана, ни плутония не было. За пределами 20-километровой зоны только на северо-западе есть небольшое пятно, где сейчас превышение фона в сотню раз.
Состояние дел на АЭС месяц спустя после землетрясения и цунами, заверил Большов, более-менее контролируемое. В 1-м и 3-м блоках уже налажена штатная система охлаждения, в остальных пока работает временная схема. Самая большая проблема - бассейны выдержки отработанного топлива требуют большого количества воды. Куда-то воду девать надо, предстоит сделать оборотную систему охлаждения - пока то, что они туда заливают, льется наружу. Слаборадиоактивную воду им пришлось выпустить в море, поскольку в море разбавление, благодаря большим глубинам у японского побережья и сильным течениям, работает хорошо, а на ее место они закачали более загрязненную. Но технологии, как нужно обращаться с жидкими радиоактивными отходами, - испарение, стеклование, захоронение, - японцам известны, они ими владеют, и они справятся.
Сейчас идет среднесрочная фаза аварии; если все будет делаться как надо, ситуация разрешится в течение нескольких месяцев, а затем пойдет счет на годы, когда надо будет чистить площадки, закрывать здания реакторов, принимать решение о выгрузке топлива и либо захоронении его на месте, либо вывозе на переработку.
Два энергоблока из шести на "Фукусиме-1" не сильно повреждены и могли бы быть запущены вновь, но японское правительство уже приняло решение о закрытии атомной станции. Эксплуатация АЭС "Онагава", "Фукусима-2" и "Токай", также пострадавших от землетрясения, будет продолжена.
Директор ИБРАЭ считает, что оснований для повышения уровня опасности на "Фукусиме-1" до высшего, "чернобыльского" седьмого, нет. Причины недавнего объявления Японией о повышении уровня до седьмого могут лежать в коммерческой плоскости и касаться как меры ответственности правительства страны, так и страховых обязательств компаний.
- Седьмой уровень предполагает немалое количество жертв, а здесь жертв просто нет. Двух рабочих на АЭС привалило обломками - и это все. Я считал с самого начала, когда японцы говорили, что это четвертый уровень (явно занижали), что на Фукусиме шестой, - то есть существенное повреждение активных зон с выходом радиоактивности за пределы станции. Это вполне объективная категория, - заключает Большов.
Говоря о причинах тяжелых последствий цунами на "Фукусиме-1", Леонид Большов отметил важный конструктивный просчет при проектировании АЭС и попытки персонала справиться своими силами.
- Ровно такая же станция в 50-60 км к северу от Фукусимы - Онагава, - там ничего страшного не произошло по одной-единственной причине: дизель-генераторы там были подняты высоко. А на Фукусиме они находились в подвальных помещениях. Их просто залило.
В мире сегодня существует тенденция преувеличивать как возможные последствия ядерных аварий, так и последствия уже случившихся в прошлом инцидентов.
- Есть одна цифра, которую знают все профессионалы-атомщики, а общество не знает совсем. Это число смертей от радиации во всем атомном комплексе Советского Союза и России - включая Чернобыль, аварии на ускорителях в Сарове, на "Маяке" в Челябинской области, - в общей сложности это 72 человека. Это много, конечно же, и об этом можно только сожалеть. Но это не сотни и не тысячи, как думают некоторые. В Хиросиме и Нагасаки во время ядерной бомбардировки погибло 240 тыс. человек. Когда людей в опросах спрашивают "а сколько погибло от радиации после этого", то называются цифры в сотни тысяч или "очень много". На самом же деле за все эти годы умерло 468 человек - от болезней, непосредственно связанных с радиацией.
Другими словами, психосоциальный аспект последствий ядерных аварий имеет гораздо большее значение, чем реальные последствия радиоактивного загрязнения окружающей среды. С этим связаны не только страхи обывателя перед радиацией, "невидимой смертью", но и конкретные денежные компенсации, которые компании и правительства стран должны выплачивать людям, так или иначе пострадавшим от аварий. Неудивительно, что число "жертв" неуклонно растет, перекрывая в разы количество попавших в зону реально опасного для здоровья человека излучения.
- Ваш покорный слуга тоже с трудом избежал искушения зачислиться в чернобыльские ликвидаторы (в 1986 году начальник лаборатории троицкого филиала Института атомной энергии им. Курчатова Леонид Большов участвовал в ликвидации последствий чернобыльской аварии. - Наука), - признался Леонид Большов. - А из коммерческих соображений в японской рыбе радиацию будут находить еще много-много лет, хотя ее там, может быть, давно нет.
Сравнительная летальность
Источник энергииУровень смертности (человек/террават-час)Уголь (во всем мире) 161 (26% от мировой энергии, 50% от электроэнергии) Уголь (в Китае)278Уголь (в США)15Нефть36 (36% от мировой энергии)Природный газ4 (21% от мировой энергии)Биотопливо12Торф12Солнечная энергия0,44 (менее 0,1% от мировой энергии)Энергия ветра0,15 (менее 1% от мировой энергии)Гидроэнергия 0,10 (уровень смертности по Европе, 2,2% от мировой энергии) Гидроэнергия (во всем мире) 1,4 (около 2500 млрд кВтч/год, с учетом 171 000 погибших при катастрофе плотины Баньцяо, КНР) Атомная энергия0,04 (5,9% от мировой энергии)
По данным международной неправительственной организации Lifeboat Foundation
