Ровно в 23:00 31 декабря 2009 года оба энергетических блока Игналинской АЭС были остановлен навсегда. Как сказала президент Литвы Даля Грибаускайте: "2010 год станет годом начала энергетической независимости Литвы".
Оставим в стороне ее рассуждения и посмотрим, что представляет Игналинская АЭС как опасный объект. В ее реакторах уже не идут реакции, но опасность не исчезла и не исчезнет еще несколько тысяч лет.
Правительством Литвы в 2002 году была принята стратегия "немедленного вывода энергоблоков из эксплуатации" до состояния "коричневой лужайки" с освобождением всех зданий от оборудования для возможного использования другим бизнесом. Реактор №1 должен был быть демонтирован к 2025 году, а реактор №2 — к 2030-му.
Это научно и экологически не обоснованное политическое решение, без технологической проработки, без учета новизны впервые в мире выполняемых, опасных для природы и человека работ. Отвечать за все риски будет только Литва — это ее решение и ее зона ответственности.
Чтобы понять, в чем именно риск, предлагаю потратить немного времени, чтобы вспомнить, что такое реакторы РБМК-1500. Аббревиатура расшифровывается как "реактор большой мощности, канальный, электрической мощностью 1500 мегаватт". Не стало понятнее? Попробуем разобраться — глубокого знания атомной физики здесь не требуется.
Силы в атомном ядре
Атом состоит из ядра и электронов, вращающихся вокруг него — так же как в Солнечной системе планеты вращаются вокруг Солнца. Ядро атома — не монолит, оно состоит из протонов и нейтронов. Протон имеет положительный электрический заряд, нейтрон электрически нейтрален. Одноименно заряженные частицы отталкиваются друг от друга — "минус" отскакивается от "минуса", "плюс" отскакивает от "плюса", но ядра атомов вполне стабильны, протоны в их составе держатся друг возле друга. В чем дело?
На микроскопических расстояниях, которые характерны для атомных ядер, в работу вступает еще одно взаимодействие, настолько мощное, что преодолевает силы электрического отталкивания и "склеивает" все протоны и нейтроны в единое целое. Физики, в общем-то, народ бесхитростный, они это мощное взаимодействие так и назвали — сильное. Но, как только расстояние между протонами превышает некую критическую величину, сильное взаимодействие отключается, тут же вступает в дело электрическое отталкивание — и протоны разлетаются в разные стороны.
Сильное взаимодействие — короткодействующее: оно сильное, пока расстояние маленькие, а на больших расстояниях не работает. Чем меньше частиц в ядре – тем оно стабильнее, ведь протонов и нейтронов в нем немного, расстояние между протонами минимальное. Чем больше частиц в ядре — тем оно менее устойчиво, поскольку расстояние между протонами увеличивается.
Самый тяжелый химический элемент на Земле — уран, в его ядре пытаются ужиться 92 протона. Представьте себе капельку росы, висящую на краешке листа. Блестит, переливается на солнышке, но стоит в нее ткнуть травинкой — и вот капелька уже рассыпалась на мелкие брызги. Собственно, то же самое происходит и с ядром урана, только вместо травинки физики научились использовать нейтрон. Электрического заряда у него нет, сквозь облачка электронов, окружающих ядро, он пролетает легко и — врезается в ядро.
Нейтрон, ударившись в ядро, разбивает его на части, при этом образуются уже два свободных нейтрона, которые ударяются уже в два ядра… При таком распаде ядра урана вся энергия, которая удерживала в нем протоны, буквально вырывается наружу — вот ее атомщики и используют, чтобы превратить в электрическую.
Для этого надо "забрать" энергию разбега-распада при помощи подходящего теплоносителя, который сможет "уйти с места событий" и унести тепловую энергию туда, где ее превратят в электрическую. В реакторах РБМК таким теплоносителем является обычная вода, только очищенная от всех химических примесей. Принимая тепло ядерной энергии, вода, как ей и положено, превращается в пар, который и направляют на ротор турбины, и тот, вращаясь, вырабатывает электрический ток.
Атомный реактор
Ничего сложного, но есть несколько нюансов. Свободные нейтроны, образующиеся после распада ядра урана, разлетаются с разными скоростями, порой слишком большими, чтобы вызвать деление следующих ядер. Чтобы реакция имела цепной характер, свободные нейтроны нужно замедлить — заставить пролететь сквозь слой какого-нибудь химического элемента, который сможет их "притормозить".
В РБМК таким замедлителем служит графит — нейтроны пролетают сквозь его слой, не поглощаясь, но теряя скорость. Вот, собственно, и все. Теперь мы можем мысленно построить реактор. Нам нужен уран, вдоль которого может проноситься вода, снимая избыток тепла. Нам нужен графит, который будет отделять одну порцию урана от другой. Нам нужно, чтобы вода превратилась в пар, нам надо уметь направить струю пара на лопатки турбины, остывший в турбине пар нужно уметь куда-то отвести. Лучше всего, если этот пар удастся конденсировать в воду — тогда ее можно снова отправить вдоль урана.
Активная зона реактора РБМК — это блоки графита размером 25 кубических сантиметров. В центре каждого просверлен вертикальный канал, в него вставлена циркониевая трубка (этот металл способен выдерживать большие температуры, давление и радиацию) — ее и называют "каналом". В канал вставляют тепловыделяющую сборку (ТВС) — пучок тонких трубок, внутри которых и спрятан уран.
Между трубочками есть небольшое расстояние — так, чтобы вода, под напором поступающая снизу, могла омывать каждую, забирая тепло. Поднимаясь по каналу, вода приобретает температуру кипения и превращается в смесь пара и воды (почти 40 процентов — пар, 60 процентов — вода). Выйдя из активной зоны, эта смесь поступает в сепаратор, в котором воду отделяют от пара. Пар — на турбину, воду — на следующий круг. Пар, остывший на турбине, — в конденсатор, полученную воду — тоже на следующий круг.
Графит, металл, бетон…
Ну и хватит о хорошем. Количество графита в активной зоне каждого из реакторов Игналинской АЭС — 1800 тонн, и, пока реактор работал, этот графит набирал и набирал радиацию. В нем накоплен радиоактивный углерод С-14, который прекрасно распространяется и замечательно усваивается живыми организмами, не распадаясь несколько тысяч лет.
Активная зона реактора была окружена метровым слоем все того же графита. Дело в том, что часть свободных нейтронов неизбежно покидает активную зону, а этот слой графита замедляет их почти до нуля, и их легко останавливает слой бетона, окружающего графит. Но и защитный графит тоже набирает радиоактивность, так что и эти два раза по 200 тонн тоже представляют собой опасность. Радиоактивным стал и бетон защитного слоя — еще 2000 тонн опасности.
Но и это не все. Вода, которая бегала вдоль стержней с ураном, тоже набирала радиоактивность и аккуратно передавала ее сепараторам. Сепараторов на АЭС было восемь штук, каждый из них весит 300 тонн — вот еще 2400 тонн радиоактивных материалов. И вся эта "красота" осталась на площадке АЭС, и со всем этим богатством что-то предстоит сделать.
Вот только что именно сделать — никто в мире не знает. Литва добровольно стала тем местом, где впервые в истории мирового атомного проекта проходит масштабный эксперимент. В отличие от Литвы все реакторы РБМК в России, все три реактора РБМК Чернобыля находятся в ожидании реализации стратегии отложенного демонтажа.
Если кто-то думал, что статья закончится оптимистично, — он ошибался. Если кто-то думал, что в этой статье перечислены все радиационные проблемы Литвы, — он ошибался. Что тут еще и чего можно ждать — в следующем рассказе.
Мнение автора может не совпадать с позицией редакции.
