Глава 3
Битва с ядерным драконом
Освобожденная энергия атомного ядра многое поставила под сомнение, в том числе и наш образ мысли. Если человек так и не сможет думать по-новому, мы неизбежно будем двигаться навстречу беспрецедентной катастрофе.
Читая многодневные «сводки с полей» из Фукусимы, кажется, что ликвидаторы аварии сражаются с каким-то непобедимым многоголовым чудовищем, который будто играет ними: только удастся взять под контроль ситуацию на одном реакторе – проблемы возникнут на втором, работники станции ринутся их устранять – полыхнет на третьем, потом – снова на первом, и так далее. В адрес компании TEPCO было высказано достаточно критики за нерешительность, нерасторопность, халатное отношение к опаснейшему объекту. Действительно, в некоторые моменты казалось, что компания просто не знает, что делать, и опускает руки или, что немногим лучше, горестно хватается этими руками за голову. К тому же, как выяснилось, система безопасности станции действительно была не до конца продумана и не рассчитана на землетрясение и цунами такой силы. Однако справедливости ради надо сказать, что справиться с ядерным реактором (а тем более четырьмя) с выведенными из строя системами охлаждения – задача не из легких. Ядерная реакция – не та вещь, которую можно взять и отключить нажатием кнопки. Произошедшее в Фукусиме наглядно показало, что ядерная энергия при всей своей прогрессивности и экологичности (пока она находится под контролем) все еще одно из самых неуправляемых достижений человечества, и управляться с ней надо с крайней осторожностью.
В предыдущей главе мы восстановили внешний ход событий по дням, а иногда и часам. Теперь же попробуем разобраться, что случилось внутри реактора? Как именно стихия нарушила его нормальную работу? Почему случились многочисленные взрывы и выбросы пара? Наконец, почему работникам станции никак не удавалось все это остановить?
Поскольку вся Япония находится в сейсмически активной зоне, на каждой атомной станции в этой стране установлены высокоточные сейсмические датчики, которые регистрируют любое движение земной коры и при малейшей опасности дают сигнал об остановке реактора. Так произошло и в этот раз – 11 марта датчики зафиксировали первые свидетельства мощнейшего землетрясения, и сразу был запущен процесс заглушки трех первых реакторов станции, которые работали в тот момент.
Как уже было сказано, реактор нельзя взять и отключить нажатием одной кнопки, этот процесс требует времени. Сначала в активную зону реактора погружаются специальные регулирующие стержни, которые поглощают избыточные нейтроны (нейтроны выделяются при распаде ядра урана или плутония и, обладая огромной скоростью, способствуют распаду других ядер – это и называется цепной реакцией) и замедляют таким образом ядерную реакцию, снижая мощность реактора. На «Фукусиме-1» это было сделано сразу после поступления сигнала о землетрясении, и через три минуты реакторы работали на 10 % своей мощности, а через десять – полностью перестали производить энергию.
Однако погружение регулирующих стержней – только первый этап остановки реактора. Даже когда все нейтроны поглощаются и новых распадов ядер урана не происходит, продолжается распад продуктов разложения урана, что все равно сопровождается выделением огромного количества тепла, которое необходимо от реактора отводить. Процесс охлаждения идет постепенно – в нормальных условиях он занимает несколько дней. Но буквально через несколько минут после остановки реакторов случилось новое бедствие – на станцию, практически не затронутую собственно землетрясением, обрушилось цунами.
Как уже было сказано, охлаждение реактора происходит за счет циркуляции холодной воды, которую качают мощные насосы, работающие от общей электросети, а также подключенные к запасным дизельным генераторам на случай перебоев с электроэнергией. Эти генераторы и были разрушены цунами, которое уничтожило все связи станции с общей энергетической сетью и привело к ее обесточиванию. Этот удар гигантской волны и стал источником всех тех дальнейших бед, с которыми целые недели боролись герои Фукусимы. Таким образом, еще раз подтвердилась истина, которую хорошо знают японцы: самое страшное – это не землетрясение, каким бы сильным оно ни было, самое страшное – это то, что приходит после землетрясения: беспощадное цунами.
Неужели строители станции были настолько недальновидны, что не учли возможность удара цунами? Учли, но не такой силы. Напротив станции недалеко от берега была построена стена, призванная как раз защищать ее от цунами (ее легко увидеть на многочисленных фотографиях АЭС со спутника), но эта стена рассчитана на волну высотой 5,7 метра, что считается бедствием невиданной силы. В этот же раз высота волны составила 14 метров! То есть в два с половиной раза выше запланированной при строительстве. Атака стихии 11 марта 2011 года была совершенно невиданной даже для Японии силы, и к ней не были готовы даже привыкшие к постоянной опасности жители этой страны. Конечно, задним числом можно сказать, что ученые могли и должны были предвидеть и столь разрушительные бедствия, но история, как известно, не знает сослагательного наклонения, и что случилось, то случилось.
После выхода из строя дизельных генераторов станция еще некоторое время охлаждалась с помощью резервных батарей, рассчитанных на работу только во время кратковременного ремонта генераторов и совершенно неспособных их заменить. Через несколько часов они разрядились, и вода по реактору циркулировать перестала, начав нагреваться от раскаленной (и продолжающей нагреваться, так как распад продуктов разложения урана продолжался) активной зоны. Естественно, вода стала быстра закипать и, превратившись в пар, повышать давление внутри корпуса, угрожая превысить предел его прочности и вырваться наружу, нарушив таким образом герметичность оболочки, а это, в свою очередь, чревато попаданием большого количества сильно радиоактивных веществ в окружающую среду.
Чтобы предотвратить разрушение оболочки, инженеры станции субботним утром произвели запланированный выброс пара на первом реакторе – открыли аварийные клапаны и выпустили пар из контейнмента, куда он сбрасывался в результате повышения температуры в самом реакторе. Внешний корпус энергоблока к тому времени оказался уже не вполне герметичным (под действием температуры, а отчасти, возможно, и из-за землетрясения), что привело к резкому росту радиации поблизости. Однако это было меньшее из зол – вероятная разгерметизация активной зоны грозила куда более значительным заражением территории. После этого с помощью мобильной электростанции в реактор для его охлаждения была подана вода (раньше это сделать было нельзя, так как она бы тут же испарилась и только еще сильнее повысила внутреннее давление).
Вместе с паром наружу попал так называемый реакторный газ – смесь летучих радиоактивных компонентов, образующихся в активной зоне реактора, которые, однако, не усваиваются человеческим организмом и быстро рассеиваются в атмосфере. Поэтому сам по себе выход наружу горячего пара не представлял бы большой опасности – однако вскоре после этого в атмосфере возле станции обнаружили продукты разложения урана – радиоактивные и очень опасные для человека цезий, стронций и йод. Это могло означать только одно – что успела расплавиться оболочка по крайней мере части твэлов и продукты распада из них попали в состав газа, а значит, можно ждать дальнейших серьезных выбросов радиации. Внутри контейнмента ее уровень уже тогда в сотни раз превышал норму.
К сожалению, этих мер оказалось недостаточно. Остававшаяся в реакторе вода от соприкосновений с раскаленными циркониевыми твэлами и под действием радиации превращалась в кислород и водород, который скапливался под куполом реактора в таком количестве, что его давление уже через несколько часов превысило запас прочности, и на первом реакторе прогремел взрыв. Об этом и следующих взрывах в новостях будут говорить, что «над станцией внезапно поднялся белый дым» – этот дым и есть водород, вырвавшийся наружу. Только, в отличие от запланированного выброса пара, в этот раз разбушевавшийся газ не очень заботился о сохранности реактора, а потому корпус энергоблока серьезно пострадал. В следующие дни подобные взрывы произойдут также на втором и третьем реакторах, где происходили те же самые процессы, что и на первом, только несколько медленнее. Однако важно понимать, что эти взрывы не связаны с детонированием непосредственно ядерного топлива и произошли вне активной зоны – над ней и сбоку, что снизило их силу и уберегло сами реакторы от разрушения. Особенности конструкции реактора такого типа также уберегли его от пожара после взрыва – там, по сути, просто нечему гореть.
Когда стало понятно, что реактор уже не спасти и даже если кризис удастся преодолеть, он все равно больше никогда не сможет работать из-за сильного разрушения активной зоны, руководство компании TEPCO решилось на охлаждение реактора морской водой – мера, которая при любом раскладе делает его в
