Это должен знать каждый
Заместитель директора Института ядерной физики и технологий Национального исследовательского ядерного университета Георгий Тихомиров рассказывает о радиации и ядерных технологиях то, что нужно знать каждому жителю Земли.
Автор: Ирина Сухарева
Фото: Атомный эксперт, Росатом
Автор: Ирина Сухарева
Фото: Атомный эксперт, Росатом
О лекторе
Георгий Валентинович Тихомиров, доктор физико-математических наук, профессор.
В 1986 году с отличием окончил МИФИ по специальности «Физико-энергетические установки». После окончания аспирантуры работал в МИФИ научным сотрудником. В 2000 году начал преподавательскую деятельность в качестве доцента НИЯУ МИФИ. С 2012 по 2016 год исполнял обязанности декана физико-технического факультета. С 2016 года заместитель директора ИЯФиТ НИЯУ МИФИ. Член правления Ядерного общества России, эксперт госкорпорации «Росатом».
В 1986 году с отличием окончил МИФИ по специальности «Физико-энергетические установки». После окончания аспирантуры работал в МИФИ научным сотрудником. В 2000 году начал преподавательскую деятельность в качестве доцента НИЯУ МИФИ. С 2012 по 2016 год исполнял обязанности декана физико-технического факультета. С 2016 года заместитель директора ИЯФиТ НИЯУ МИФИ. Член правления Ядерного общества России, эксперт госкорпорации «Росатом».
Когда я был школьником (в 1970-х), то читал много научно-популярных книг о радиации и ядерных технологиях. В 1980-х я учился в МИФИ, проходил практику на исследовательском реакторе и работал с источниками ионизирующих излучений различного типа. Постепенно я стал убежденным сторонником ядерных и радиационных технологий и считаю, что некоторые факты о них должен знать каждый житель планеты Земля. Ядерные и радиационные технологии могут сделать нашу жизнь лучше, атмосферу Земли — чище.
Я хочу рассказать о важных вехах в истории освоения ядерных технологий и интересных фактах, с ними связанных. Я понимаю, что профессионалам многие факты покажутся очевидными, но мне хотелось бы привлечь к ним внимание всех читателей журнала «Атомный эксперт», в том числе не связанных с атомной отраслью. Это важно для профилактики радиофобии населения и формирования адекватного общественного мнения по вопросам использования ядерных и радиационных технологий.
Хочу начать с истории освоения ядерной энергии. Сто двадцать лет назад люди о радиации не знали ничего, и это позволяло им работать в урановых шахтах, совершенно не думая о последствиях. В 1896 году Анри Беккерель открыл явление радиоактивности. К изучению этого явления он привлек Пьера и Марию Кюри, совершивших научный подвиг. Мария Кюри стала выдающимся ученым, дважды нобелевским лауреатом. Дочери продолжили ее дело: Ирен Кюри тоже стала нобелевским лауреатом по химии, а Ева Кюри — видным общественным деятелем, популяризировавшим атомную отрасль. Собственно, главное фундаментальное открытие супругов Кюри заключалось в том, что радиация — вокруг нас: не только уран, но и продукты его распада производят излучение. Вся история физики начала ХХ века так или иначе связана с радиоактивностью: Эрнест Резерфорд и Нильс Бор, изучая феномен радиации, создали ядерную модель атома. Закладывались основы квантовой механики. Стало понятно, что внутри ядер сосредоточена большая энергия, начались поиски сфер ее применения. Стали появляться теории, объясняющие этот феномен.
Постепенно люди научились использовать ионизирующее излучение: рентген, открытый на год раньше, чем радиация, очень быстро внедрился в медицинскую практику и во время Первой мировой войны уже активно применялся для диагностики в госпиталях. Это позволило улучшить качество жизни десятков тысяч людей в послевоенный период.
Мария Кюри создала Радиевый институт, популяризировала использование радиации в человеческой жизни. В 1913 году Дьёрдем Хевеши был предложен метод изотопных индикаторов (меченых атомов). Умение детектировать ионизирующие излучения позволило начать их использование в различных областях: медицине, промышленности, сельском хозяйстве.
В 1932 году в Великобритании, в лаборатории Резерфорда, Джеймс Чедвик открыл нейтрон — и все встало на свои места, нашлось объяснение всем известным к тому времени ядерным реакциям. Ханс Бете фактически обосновывает термоядерные реакции, протекающие в звездах.
Решается ряд задач, которые в XIX веке не могли быть решены. Так, в XIX столетии Уильям Томсон (лорд Кельвин), один из выдающихся физиков того времени, определял возраст Земли как 100 млн лет: он знал размеры Солнца и рассчитал скорость остывания Земли, однако не мог найти источники энергии, благодаря которым оно светило так долго. Только с открытием ядерной энергии и термоядерных реакций стало понятно, что Солнце — это огромный источник радиации, который облучает Землю.
В 1938 году произошло событие, которое, на мой взгляд, разделило историю освоения ядерных технологий на два этапа: первый — наука и медицина; второй — собственно ядерные технологии. Было открыто явление деления ядер урана под воздействием медленных нейтронов. Открылись возможности массового использования ядерной энергии. В журналах появились статьи о том, что физики нашли возможность строить самолеты и автомобили с ядерными двигателями.
Во время Второй мировой войны разработки по ядерной энергетике были засекречены: всем стало очевидно, что с помощью этих технологий можно изготовить бомбу, в миллион раз более эффективную, нежели пороховые заряды, при той же массе. Перед учеными всего мира встала новая, гораздо более сложная цель, и для ее достижения было необходимо изобрести новые инженерные решения, построить новые производства; это требовало вовлечения сотен тысяч людей.
«Манхэттенский проект» — создание и испытание первого ядерного оружия — снова разделил историю человечества на «до» и «после». Необходимо признать: подобные проекты дали импульс масштабным инженерно-физическим исследованиям, результатом которых стало создание атомных подводных лодок, ледоколов, электростанций и так далее. Ядерная энергия начала использоваться очень широко: темпы роста атомной энергетики в 1970-х годах — строительство 30 блоков в год.
Я хочу рассказать о важных вехах в истории освоения ядерных технологий и интересных фактах, с ними связанных. Я понимаю, что профессионалам многие факты покажутся очевидными, но мне хотелось бы привлечь к ним внимание всех читателей журнала «Атомный эксперт», в том числе не связанных с атомной отраслью. Это важно для профилактики радиофобии населения и формирования адекватного общественного мнения по вопросам использования ядерных и радиационных технологий.
Хочу начать с истории освоения ядерной энергии. Сто двадцать лет назад люди о радиации не знали ничего, и это позволяло им работать в урановых шахтах, совершенно не думая о последствиях. В 1896 году Анри Беккерель открыл явление радиоактивности. К изучению этого явления он привлек Пьера и Марию Кюри, совершивших научный подвиг. Мария Кюри стала выдающимся ученым, дважды нобелевским лауреатом. Дочери продолжили ее дело: Ирен Кюри тоже стала нобелевским лауреатом по химии, а Ева Кюри — видным общественным деятелем, популяризировавшим атомную отрасль. Собственно, главное фундаментальное открытие супругов Кюри заключалось в том, что радиация — вокруг нас: не только уран, но и продукты его распада производят излучение. Вся история физики начала ХХ века так или иначе связана с радиоактивностью: Эрнест Резерфорд и Нильс Бор, изучая феномен радиации, создали ядерную модель атома. Закладывались основы квантовой механики. Стало понятно, что внутри ядер сосредоточена большая энергия, начались поиски сфер ее применения. Стали появляться теории, объясняющие этот феномен.
Постепенно люди научились использовать ионизирующее излучение: рентген, открытый на год раньше, чем радиация, очень быстро внедрился в медицинскую практику и во время Первой мировой войны уже активно применялся для диагностики в госпиталях. Это позволило улучшить качество жизни десятков тысяч людей в послевоенный период.
Мария Кюри создала Радиевый институт, популяризировала использование радиации в человеческой жизни. В 1913 году Дьёрдем Хевеши был предложен метод изотопных индикаторов (меченых атомов). Умение детектировать ионизирующие излучения позволило начать их использование в различных областях: медицине, промышленности, сельском хозяйстве.
В 1932 году в Великобритании, в лаборатории Резерфорда, Джеймс Чедвик открыл нейтрон — и все встало на свои места, нашлось объяснение всем известным к тому времени ядерным реакциям. Ханс Бете фактически обосновывает термоядерные реакции, протекающие в звездах.
Решается ряд задач, которые в XIX веке не могли быть решены. Так, в XIX столетии Уильям Томсон (лорд Кельвин), один из выдающихся физиков того времени, определял возраст Земли как 100 млн лет: он знал размеры Солнца и рассчитал скорость остывания Земли, однако не мог найти источники энергии, благодаря которым оно светило так долго. Только с открытием ядерной энергии и термоядерных реакций стало понятно, что Солнце — это огромный источник радиации, который облучает Землю.
В 1938 году произошло событие, которое, на мой взгляд, разделило историю освоения ядерных технологий на два этапа: первый — наука и медицина; второй — собственно ядерные технологии. Было открыто явление деления ядер урана под воздействием медленных нейтронов. Открылись возможности массового использования ядерной энергии. В журналах появились статьи о том, что физики нашли возможность строить самолеты и автомобили с ядерными двигателями.
Во время Второй мировой войны разработки по ядерной энергетике были засекречены: всем стало очевидно, что с помощью этих технологий можно изготовить бомбу, в миллион раз более эффективную, нежели пороховые заряды, при той же массе. Перед учеными всего мира встала новая, гораздо более сложная цель, и для ее достижения было необходимо изобрести новые инженерные решения, построить новые производства; это требовало вовлечения сотен тысяч людей.
«Манхэттенский проект» — создание и испытание первого ядерного оружия — снова разделил историю человечества на «до» и «после». Необходимо признать: подобные проекты дали импульс масштабным инженерно-физическим исследованиям, результатом которых стало создание атомных подводных лодок, ледоколов, электростанций и так далее. Ядерная энергия начала использоваться очень широко: темпы роста атомной энергетики в 1970-х годах — строительство 30 блоков в год.
Радиация вокруг нас
Каждого человека на Земле окружают природные радиоактивные нуклиды. Их довольно много, но я бы выделил несколько.
Первый — это уран, содержащий два изотопа: ²³⁵U, который делится нейтронами всех энергий; и ²³⁸U, который делится только быстрыми нейтронами. Этот факт позволяет разрабатывать технологии обогащения урана, создавать ядерные реакторы как на природном, так и на обогащенном уране.
С помощью урана стало возможным определить возраст Земли. ²³⁸U имеет период полураспада 4,5 млрд лет. Есть минерал циркон, в котором часто содержится уран. Анализируя его состав, в частности наличие в нем свинца, который является конечным звеном в цепочке распада, можно судить о том, когда циркон образовался. Оказалось, что самые древние цирконы имеют возраст около 4,5 млрд лет. Следовательно, Солнечной системе — Земле и ближайшим планетам, включая метеориты, — порядка 5 млрд лет. Благодаря геологическим изысканиям удалось установить, что жизнь на Земле зародилась порядка 3,5 млрд лет назад. Сегодня человечество имеет стройную модель развития Вселенной и истории Земли.
Второй широко распространенный изотоп — ⁴⁰К, период его полураспада — 1,3 млрд лет. Там, где есть калий (а он содержится, например, в бананах), есть и радиация. Каждый человек радиоактивен, потому что в каждом из нас, кроме ⁴⁰К, есть и другие радиоактивные изотопы, включая уран и торий.
Очень интересен ¹⁴С с периодом полураспада 5700 тыс. лет. Он образуется в атмосфере, поэтому присутствует в каждом живом организме в определенной концентрации. Как только органическая ткань умирает, ¹⁴С начинает распадаться. На этом основан радиоуглеродный метод датирования останков: анализируя соотношение количеств ¹⁴С и других изотопов углерода, можно уверенно определять возраст находок в диапазоне от 500 до 10 тыс. лет. Этот метод применялся, например, при исследовании Туринской плащаницы — с его помощью плащаницу датировали XIII веком, что не соответствует канонической версии. Возможно, впрочем, что датировке помешали, например, пожары или многочисленные прикосновения к ткани человеческих рук.
Мир изотопов сегодня хорошо изучен, создана карта радиоактивных нуклидов — она гораздо больше таблицы Менделеева, и каждый квадратик на ней — конкретный изотоп.
Цепочки радиоактивных распадов, начало которым дают изотопы урана, приводят к появлению изотопов радия, радона, полония и других элементов. Радон мы получаем, вдыхая воздух, он попадает в наши легкие и производит внутреннее облучение. Радон в разных концентрациях есть везде. Больше всего этого изотопа в пещерах, где есть выходы гранитов и урана, в рудниках. Хорошо известны радоновые ванны — процедуры, излечивающие ряд легочных заболеваний.
Источником естественной радиации является и так называемый солнечный ветер. Это поток ионизированных частиц, которые сталкиваются в атмосфере и рождают другие частицы, среди них есть очень интересные и редкие. Анализ взаимодействия этих частиц с воздухом и разнообразными материалами позволяет выдвигать различные гипотезы, например, об источнике этих частиц в космосе и о том, как можно получать такие частицы.
Один из интереснейших примеров использования атомной энергии в космосе — РИТЭГи (радиоизотопные термоэмиссионные генераторы), помогающие получать энергию на протяжении длительного времени. В 1970-х годах в дальний космос были запущены американские аппараты Voyager. В 2007 году они пересекли границу Солнечной системы и до сих пор продолжают полет. Ни один химический источник не смог бы обеспечить связь с ними, кроме РИТЭГов, стоящих на их борту и позволяющих им работать в течение десятков лет.
Давно существует мечта о ядерной батарейке — пускай с небольшими вольтами, — способной обеспечить бесперебойную автономную работу источников питания на десятки лет. Уже есть определенные подвижки на этом пути. Это еще одно применение энергии радиоактивного распада.
Если говорить о воздействии радиации на живые организмы, то следует помнить: природный радиационный фон неравномерно распределен по Земле. В Швеции и Финляндии есть выходы гранитов, и в этих местах фон в два-три раза выше, чем в Москве.
В среднем природный фон составляет 2−2,5 миллизиверта в год — эту цифру можно взять за точку отсчета. Доказано, что, если превысить эту норму в несколько раз, никакого вреда для организма не будет — возможно, это даже окажется полезно. Существует такое понятие, как «гормезис» — способность организма мобилизовать ресурсы для восстановления или преодоления внешнего воздействия. Она проявляется, например, при занятиях спортом — планомерный рост нагрузок на тренировках рассчитывается так, чтобы постепенно человек становился сильнее и выносливее.
В 1980-х годах была сформулирована гипотеза радиационного гормезиса: превышение нормы облучения в определенное количество раз может стимулировать ресурсы организма. Проводились интересные опыты с растениями: первая группа растений выращивалась вообще без радиационного фона, вторая — в условиях природного фона, третья — с его увеличением в несколько раз. Листья растений первой группы были наиболее чахлыми, цветы — наименее яркими. А небольшое увеличение радиационного фона шло растениям на пользу.
Лучевая болезнь у людей начинается при превышении природного фона в тысячу раз, и только при превышении в 10 тыс. раз наступает летальный исход. Это знание стоило людям жизней, но ведь любая технология опасна. В России каждый год в результате ДТП погибает более 15 тыс. человек. А если подсчитать, сколько смертей приходится на единицу выработанной энергии, то оказывается, что атомная энергетика — самая безопасная.
При неукоснительном соблюдении мер безопасности эксплуатация атомных реакторов, источников ионизирующего излучения, медицинских установок практически безвредна для человека.
Кроме того, не стоит забывать об удивительном свойстве человеческого организма — его регенеративности. Примерно за год клеточная структура организма полностью меняется. Эта способность организма восстанавливать (замещать) поврежденные клетки очень важна для его выживаемости. Радиация порождает свободные радикалы, повреждающие наши клетки. Повреждения восстанавливаются благодаря механизмам обновления организма. Непрерывное стимулирование этих механизмов в течение жизни благодаря природному радиационному фону — естественный процесс.
Когда люди начали осваивать рентген, то было замечено, что постоянная работа с ионизирующим излучением вредит здоровью. В 1928 году была создана международная комиссия, которая начала изучать воздействие радиации на человеческий организм. Потом она превратилась в Международную комиссию по радиационной защите (МКРЗ). Сегодня несколько международных организаций следят за использованием ядерных технологий: кроме МКРЗ это, например, Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ), в котором есть ряд комитетов, изучающих воздействие радиации на человека, и научный комитет ООН по действию атомной радиации (НКАДР).
Каждого человека на Земле окружают природные радиоактивные нуклиды. Их довольно много, но я бы выделил несколько.
Первый — это уран, содержащий два изотопа: ²³⁵U, который делится нейтронами всех энергий; и ²³⁸U, который делится только быстрыми нейтронами. Этот факт позволяет разрабатывать технологии обогащения урана, создавать ядерные реакторы как на природном, так и на обогащенном уране.
С помощью урана стало возможным определить возраст Земли. ²³⁸U имеет период полураспада 4,5 млрд лет. Есть минерал циркон, в котором часто содержится уран. Анализируя его состав, в частности наличие в нем свинца, который является конечным звеном в цепочке распада, можно судить о том, когда циркон образовался. Оказалось, что самые древние цирконы имеют возраст около 4,5 млрд лет. Следовательно, Солнечной системе — Земле и ближайшим планетам, включая метеориты, — порядка 5 млрд лет. Благодаря геологическим изысканиям удалось установить, что жизнь на Земле зародилась порядка 3,5 млрд лет назад. Сегодня человечество имеет стройную модель развития Вселенной и истории Земли.
Второй широко распространенный изотоп — ⁴⁰К, период его полураспада — 1,3 млрд лет. Там, где есть калий (а он содержится, например, в бананах), есть и радиация. Каждый человек радиоактивен, потому что в каждом из нас, кроме ⁴⁰К, есть и другие радиоактивные изотопы, включая уран и торий.
Очень интересен ¹⁴С с периодом полураспада 5700 тыс. лет. Он образуется в атмосфере, поэтому присутствует в каждом живом организме в определенной концентрации. Как только органическая ткань умирает, ¹⁴С начинает распадаться. На этом основан радиоуглеродный метод датирования останков: анализируя соотношение количеств ¹⁴С и других изотопов углерода, можно уверенно определять возраст находок в диапазоне от 500 до 10 тыс. лет. Этот метод применялся, например, при исследовании Туринской плащаницы — с его помощью плащаницу датировали XIII веком, что не соответствует канонической версии. Возможно, впрочем, что датировке помешали, например, пожары или многочисленные прикосновения к ткани человеческих рук.
Мир изотопов сегодня хорошо изучен, создана карта радиоактивных нуклидов — она гораздо больше таблицы Менделеева, и каждый квадратик на ней — конкретный изотоп.
Цепочки радиоактивных распадов, начало которым дают изотопы урана, приводят к появлению изотопов радия, радона, полония и других элементов. Радон мы получаем, вдыхая воздух, он попадает в наши легкие и производит внутреннее облучение. Радон в разных концентрациях есть везде. Больше всего этого изотопа в пещерах, где есть выходы гранитов и урана, в рудниках. Хорошо известны радоновые ванны — процедуры, излечивающие ряд легочных заболеваний.
Источником естественной радиации является и так называемый солнечный ветер. Это поток ионизированных частиц, которые сталкиваются в атмосфере и рождают другие частицы, среди них есть очень интересные и редкие. Анализ взаимодействия этих частиц с воздухом и разнообразными материалами позволяет выдвигать различные гипотезы, например, об источнике этих частиц в космосе и о том, как можно получать такие частицы.
Один из интереснейших примеров использования атомной энергии в космосе — РИТЭГи (радиоизотопные термоэмиссионные генераторы), помогающие получать энергию на протяжении длительного времени. В 1970-х годах в дальний космос были запущены американские аппараты Voyager. В 2007 году они пересекли границу Солнечной системы и до сих пор продолжают полет. Ни один химический источник не смог бы обеспечить связь с ними, кроме РИТЭГов, стоящих на их борту и позволяющих им работать в течение десятков лет.
Давно существует мечта о ядерной батарейке — пускай с небольшими вольтами, — способной обеспечить бесперебойную автономную работу источников питания на десятки лет. Уже есть определенные подвижки на этом пути. Это еще одно применение энергии радиоактивного распада.
Если говорить о воздействии радиации на живые организмы, то следует помнить: природный радиационный фон неравномерно распределен по Земле. В Швеции и Финляндии есть выходы гранитов, и в этих местах фон в два-три раза выше, чем в Москве.
В среднем природный фон составляет 2−2,5 миллизиверта в год — эту цифру можно взять за точку отсчета. Доказано, что, если превысить эту норму в несколько раз, никакого вреда для организма не будет — возможно, это даже окажется полезно. Существует такое понятие, как «гормезис» — способность организма мобилизовать ресурсы для восстановления или преодоления внешнего воздействия. Она проявляется, например, при занятиях спортом — планомерный рост нагрузок на тренировках рассчитывается так, чтобы постепенно человек становился сильнее и выносливее.
В 1980-х годах была сформулирована гипотеза радиационного гормезиса: превышение нормы облучения в определенное количество раз может стимулировать ресурсы организма. Проводились интересные опыты с растениями: первая группа растений выращивалась вообще без радиационного фона, вторая — в условиях природного фона, третья — с его увеличением в несколько раз. Листья растений первой группы были наиболее чахлыми, цветы — наименее яркими. А небольшое увеличение радиационного фона шло растениям на пользу.
Лучевая болезнь у людей начинается при превышении природного фона в тысячу раз, и только при превышении в 10 тыс. раз наступает летальный исход. Это знание стоило людям жизней, но ведь любая технология опасна. В России каждый год в результате ДТП погибает более 15 тыс. человек. А если подсчитать, сколько смертей приходится на единицу выработанной энергии, то оказывается, что атомная энергетика — самая безопасная.
При неукоснительном соблюдении мер безопасности эксплуатация атомных реакторов, источников ионизирующего излучения, медицинских установок практически безвредна для человека.
Кроме того, не стоит забывать об удивительном свойстве человеческого организма — его регенеративности. Примерно за год клеточная структура организма полностью меняется. Эта способность организма восстанавливать (замещать) поврежденные клетки очень важна для его выживаемости. Радиация порождает свободные радикалы, повреждающие наши клетки. Повреждения восстанавливаются благодаря механизмам обновления организма. Непрерывное стимулирование этих механизмов в течение жизни благодаря природному радиационному фону — естественный процесс.
Когда люди начали осваивать рентген, то было замечено, что постоянная работа с ионизирующим излучением вредит здоровью. В 1928 году была создана международная комиссия, которая начала изучать воздействие радиации на человеческий организм. Потом она превратилась в Международную комиссию по радиационной защите (МКРЗ). Сегодня несколько международных организаций следят за использованием ядерных технологий: кроме МКРЗ это, например, Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ), в котором есть ряд комитетов, изучающих воздействие радиации на человека, и научный комитет ООН по действию атомной радиации (НКАДР).
Ядерная энергия: мир до и после
В чем же тайна атомной энергии? Она очень эффективна с точки зрения затрат на единицу. Для работы тепловой электростанции мощностью один гигаватт электрический энергии необходимы два состава по 60 вагонов угля или аналогичное количество газа или нефти в сутки. При этом в атмосферу выбрасывается СО₂, а если сжигается уголь — то и другие вещества, например, сера, азот и тяжелые металлы. А вот для атомной электростанции аналогичной мощности потребуется всего один вагон ядерного топлива в год. При этом в атмосферу практически ничего не выбрасывается.
Концентрация энергии внутри АЭС очень высока, поэтому инциденты, которые там происходят, могут быть гораздо опаснее, чем на электростанциях иного типа. Соответственно, технологии развития атомной энергетики направлены на полное исключение тяжелых аварий. Современные проекты АЭС имеют многоэшелонированную защиту и практически исключают попадание радиоактивных изотопов в окружающую среду в опасных для населения объемах при любых событиях.
Если говорить о воздействии атомной энергии на человечество в целом, то, конечно, нельзя обойти тему Хиросимы и Нагасаки. 1945 год, Вторая мировая война, после капитуляции Гитлера Япония остается в войне, и американцы сбрасывают на японские города две атомные бомбы. Одномоментно погибает около 200 тыс. человек, еще около 200 тыс. облучены. Трагедия? Безусловно. Однако, по оценкам ряда историков, благодаря этой трагедии были спасены миллионы жизней солдат японской, американской и советской армий. После атомных бомбардировок Япония капитулировала.
После изобретения ядерного оружия мир изменился. В лучшую или худшую сторону? Вопрос риторический. Однако после 1945 года не было глобальных войн. Некоторые эксперты связывают это с наличием ядерного оружия как балансирующего фактора: руководители всех стран понимают, что при массовом применении ядерных зарядов человечество будет уничтожено.
В результате бомбардировок Хиросимы и Нагасаки образовалась когорта пострадавших — людей, подвергшихся облучениям. В Японии они называются хибакуши, или хибакуся. Их около 100 тыс. Все они, а также их дети находились и находятся под наблюдением. Кроме того, была сформирована контрольная группа людей, которые по своему социальному статусу и другим показателям примерно соответствовали пострадавшим. Исследования продолжаются до сих пор. Сегодня выводы следующие: частота заболеваний онкологией у людей, подвергшихся облучению, на 10% выше, чем у тех, кто облучению не подвергался. При этом курение увеличивает вероятность заболеть раком в 17 раз (1700%).
И еще одна картинка стоит у меня перед глазами.
Я был на Семипалатинском полигоне в Казахстане, и нас вывозили в район эпицентра одного из первых в Советском Союзе ядерных взрывов. Степь уже все «съела», следов взрыва практически нет. А в эпицентре — зеленая трава.
Еще один аспект, который не всегда осознаётся: вокруг ядерной отрасли активно развивается наука. Ядерная наука объединила лучшие умы своих стран и до сих пор дает много новых ростков. Например, параллельно с разработкой ядерного оружия изобретались средства его доставки, компактные источники энергии, были изобретены установки для работы в дальнем космосе и так далее. Ядерные центры — это не только институты, в которых разрабатываются прикладные ядерные технологии, но и Объединенный институт ядерных исследований, и CERN — Европейский центр ядерных исследований, и многие другие научные учреждения. В них ведутся разработки на переднем крае ядерной науки. Многие проекты развиваются как международные коллаборации ученых. Помимо исследований, в ядерных центрах ведутся работы в области лазерных и плазменных технологий, нанотехнологий, IT и так далее. Кстати, в 1989 году в CERN был изобретен Интернет — это фактически побочный продукт работы ядерных физиков.
В чем же тайна атомной энергии? Она очень эффективна с точки зрения затрат на единицу. Для работы тепловой электростанции мощностью один гигаватт электрический энергии необходимы два состава по 60 вагонов угля или аналогичное количество газа или нефти в сутки. При этом в атмосферу выбрасывается СО₂, а если сжигается уголь — то и другие вещества, например, сера, азот и тяжелые металлы. А вот для атомной электростанции аналогичной мощности потребуется всего один вагон ядерного топлива в год. При этом в атмосферу практически ничего не выбрасывается.
Концентрация энергии внутри АЭС очень высока, поэтому инциденты, которые там происходят, могут быть гораздо опаснее, чем на электростанциях иного типа. Соответственно, технологии развития атомной энергетики направлены на полное исключение тяжелых аварий. Современные проекты АЭС имеют многоэшелонированную защиту и практически исключают попадание радиоактивных изотопов в окружающую среду в опасных для населения объемах при любых событиях.
Если говорить о воздействии атомной энергии на человечество в целом, то, конечно, нельзя обойти тему Хиросимы и Нагасаки. 1945 год, Вторая мировая война, после капитуляции Гитлера Япония остается в войне, и американцы сбрасывают на японские города две атомные бомбы. Одномоментно погибает около 200 тыс. человек, еще около 200 тыс. облучены. Трагедия? Безусловно. Однако, по оценкам ряда историков, благодаря этой трагедии были спасены миллионы жизней солдат японской, американской и советской армий. После атомных бомбардировок Япония капитулировала.
После изобретения ядерного оружия мир изменился. В лучшую или худшую сторону? Вопрос риторический. Однако после 1945 года не было глобальных войн. Некоторые эксперты связывают это с наличием ядерного оружия как балансирующего фактора: руководители всех стран понимают, что при массовом применении ядерных зарядов человечество будет уничтожено.
В результате бомбардировок Хиросимы и Нагасаки образовалась когорта пострадавших — людей, подвергшихся облучениям. В Японии они называются хибакуши, или хибакуся. Их около 100 тыс. Все они, а также их дети находились и находятся под наблюдением. Кроме того, была сформирована контрольная группа людей, которые по своему социальному статусу и другим показателям примерно соответствовали пострадавшим. Исследования продолжаются до сих пор. Сегодня выводы следующие: частота заболеваний онкологией у людей, подвергшихся облучению, на 10% выше, чем у тех, кто облучению не подвергался. При этом курение увеличивает вероятность заболеть раком в 17 раз (1700%).
И еще одна картинка стоит у меня перед глазами.
Я был на Семипалатинском полигоне в Казахстане, и нас вывозили в район эпицентра одного из первых в Советском Союзе ядерных взрывов. Степь уже все «съела», следов взрыва практически нет. А в эпицентре — зеленая трава.
Еще один аспект, который не всегда осознаётся: вокруг ядерной отрасли активно развивается наука. Ядерная наука объединила лучшие умы своих стран и до сих пор дает много новых ростков. Например, параллельно с разработкой ядерного оружия изобретались средства его доставки, компактные источники энергии, были изобретены установки для работы в дальнем космосе и так далее. Ядерные центры — это не только институты, в которых разрабатываются прикладные ядерные технологии, но и Объединенный институт ядерных исследований, и CERN — Европейский центр ядерных исследований, и многие другие научные учреждения. В них ведутся разработки на переднем крае ядерной науки. Многие проекты развиваются как международные коллаборации ученых. Помимо исследований, в ядерных центрах ведутся работы в области лазерных и плазменных технологий, нанотехнологий, IT и так далее. Кстати, в 1989 году в CERN был изобретен Интернет — это фактически побочный продукт работы ядерных физиков.
Знаем о ядерных технологиях все
Однажды на конференции я услышал фразу, которая мне очень понравилась: «В мире есть две страны, которые знают о ядерных технологиях все. Это Россия и США». Современный Росатом, Курчатовский институт, институты Академии наук, занимающиеся ядерными технологиями, — это сотни тысяч людей, сотни предприятий, в которых рождается будущее. Не случайно одной из компаний, которой передано курирование нашей программы цифровой трансформации, стал Росатом.
Вспомним историю. В 1942 году в Чикагском университете под руководством Энрико Ферми был построен первый в мире ядерный реактор. В 1946 году подобный реактор — Ф-1 — был построен в СССР. Эти первые реакторы стали важной вехой в освоении ядерной энергии, продемонстрировав реальность осуществления цепной ядерной реакции. Они имели почти нулевую мощность, у них не было практического применения, кроме юстировки датчиков, анализа физических процессов и так далее.
Следующий этап — первая АЭС, запущенная в Обнинске в 1954 году. Человечество осознало, что появилась возможность получения электричества компактно, без добычи и транспортировки больших масс угля, нефти или газа. Начался ядерный энергетический бум. Сегодня во всем мире эксплуатируется около 450 реакторов, строится 54, в России — 36 и шесть реакторов соответственно. Последние 20 лет количество работающих реакторов почти не меняется. Почему? С 2009 по 2018 год, по данным МАГАТЭ, в мире было пущено 59 реакторов и 50 остановлено. Эти 450 блоков — некое динамическое равновесие. Россия не увеличивает количество ядерных энергоблоков, так как в стране достигнут энергетический баланс, проводится политика замещения реакторов поколения II на более совершенные, поколений III и III+.
Сегодня Росатом имеет договоренности о строительстве более 30 блоков за рубежом и курирует эксплуатацию более 40 блоков по всему миру, производит ядерное топливо и обогащенный уран, выводит их на мировой рынок. Россия занимает около 40% мирового рынка обогащенного урана и производит топливо для реакторов не только российского, но и западного дизайнов. Кроме того, Росатом занимает около 17% по рынку ТВС, а каждая ТВС — это изделие, которым можно гордиться: для их производства требуются высокие технологии.
Россия — одна из стран, развивающих быструю ядерную энергетику и реализующих проект вовлечения ²³⁸U в ядерный топливный цикл. Такой проект необходим человечеству — это станет понятно, если попытаться заглянуть на 100 лет вперед. Надежды на возобновляемые источники энергии не оправдываются. Значительно снизить цену на электроэнергию, которую они производят, не удается. ВИЭ занимают большие площади и при этом не являются абсолютно безопасными — травматизм при их эксплуатации все равно присутствует, наносится определенный вред окружающей среде.
Потребление электричества и сезонно, и суточно меняет свой ритм, поэтому необходимы надежные источники, которые обеспечивают базовую нагрузку, и источники, которые могут легко изменять мощность. Для решения этих задач идеально подходит концепция «зеленого квадрата»: АЭС и гидростанции работают в базовом режиме, солнце и ветер — в режиме накопления и покрытия пиковых нагрузок.
В России успешно развиваются различные проекты ядерных реакторов: тепловые и быстрые, большой и малой мощности. Пуск первой в мире плавучей АЭС «Академик Ломоносов» станет началом очень интересного проекта по обеспечению удаленного, изолированного региона атомным электричеством. Мобильный блок после того, как отработает свое время, может быть отбуксирован и утилизирован. Наличие подобного референтного блока позволит Росатому оценить все риски массового производства таких реакторов. Сегодня многие страны положительно оценивают перспективы малой атомной энергетики.
В эпоху бурного развития атомных технологий исследовательских реакторов в мире было построено даже больше, чем энергоблоков. По данным МАГАТЭ, сегодня в мире работают 224 такие установки, причем количество стран, имеющих исследовательские реакторы, превышает количество стран, имеющих ядерную энергетику. В рамках этих исследований ведутся поиски новых сфер применения нейтронов. С помощью исследовательских реакторов можно изучать новые материалы, которые позволят развить реакторы следующего, IV поколения: быстрые, жидкосолевые, высокотемпературные, со сверхкритическими параметрами воды. В мире сейчас строится девять исследовательских реакторов, в том числе три — в России. Один из них — проект МБИР — многоцелевой быстрый исследовательский реактор. В России сегодня эксплуатируются 53 исследовательские ядерные установки. В это число входят не только исследовательские ядерные реакторы, но и критические, и подкритические стенды.
Задача вывода из эксплуатации объектов использования атомной энергии сейчас особенно актуальна, вокруг нее будет формироваться новый бизнес. Это наследие использования ядерной энергии, но точно такое же наследие есть в любой технологической сфере: и на тепловых станциях, и на нефтепереработке есть объекты, которые надо утилизировать. Одна из идей для использования компетенций России в этой области — участие в тендере на вывод из эксплуатации объектов за рубежом. Если мы сможем предложить надежные решения, то в очередной раз продемонстрируем свои компетенции на международной арене.
Однажды на конференции я услышал фразу, которая мне очень понравилась: «В мире есть две страны, которые знают о ядерных технологиях все. Это Россия и США». Современный Росатом, Курчатовский институт, институты Академии наук, занимающиеся ядерными технологиями, — это сотни тысяч людей, сотни предприятий, в которых рождается будущее. Не случайно одной из компаний, которой передано курирование нашей программы цифровой трансформации, стал Росатом.
Вспомним историю. В 1942 году в Чикагском университете под руководством Энрико Ферми был построен первый в мире ядерный реактор. В 1946 году подобный реактор — Ф-1 — был построен в СССР. Эти первые реакторы стали важной вехой в освоении ядерной энергии, продемонстрировав реальность осуществления цепной ядерной реакции. Они имели почти нулевую мощность, у них не было практического применения, кроме юстировки датчиков, анализа физических процессов и так далее.
Следующий этап — первая АЭС, запущенная в Обнинске в 1954 году. Человечество осознало, что появилась возможность получения электричества компактно, без добычи и транспортировки больших масс угля, нефти или газа. Начался ядерный энергетический бум. Сегодня во всем мире эксплуатируется около 450 реакторов, строится 54, в России — 36 и шесть реакторов соответственно. Последние 20 лет количество работающих реакторов почти не меняется. Почему? С 2009 по 2018 год, по данным МАГАТЭ, в мире было пущено 59 реакторов и 50 остановлено. Эти 450 блоков — некое динамическое равновесие. Россия не увеличивает количество ядерных энергоблоков, так как в стране достигнут энергетический баланс, проводится политика замещения реакторов поколения II на более совершенные, поколений III и III+.
Сегодня Росатом имеет договоренности о строительстве более 30 блоков за рубежом и курирует эксплуатацию более 40 блоков по всему миру, производит ядерное топливо и обогащенный уран, выводит их на мировой рынок. Россия занимает около 40% мирового рынка обогащенного урана и производит топливо для реакторов не только российского, но и западного дизайнов. Кроме того, Росатом занимает около 17% по рынку ТВС, а каждая ТВС — это изделие, которым можно гордиться: для их производства требуются высокие технологии.
Россия — одна из стран, развивающих быструю ядерную энергетику и реализующих проект вовлечения ²³⁸U в ядерный топливный цикл. Такой проект необходим человечеству — это станет понятно, если попытаться заглянуть на 100 лет вперед. Надежды на возобновляемые источники энергии не оправдываются. Значительно снизить цену на электроэнергию, которую они производят, не удается. ВИЭ занимают большие площади и при этом не являются абсолютно безопасными — травматизм при их эксплуатации все равно присутствует, наносится определенный вред окружающей среде.
Потребление электричества и сезонно, и суточно меняет свой ритм, поэтому необходимы надежные источники, которые обеспечивают базовую нагрузку, и источники, которые могут легко изменять мощность. Для решения этих задач идеально подходит концепция «зеленого квадрата»: АЭС и гидростанции работают в базовом режиме, солнце и ветер — в режиме накопления и покрытия пиковых нагрузок.
В России успешно развиваются различные проекты ядерных реакторов: тепловые и быстрые, большой и малой мощности. Пуск первой в мире плавучей АЭС «Академик Ломоносов» станет началом очень интересного проекта по обеспечению удаленного, изолированного региона атомным электричеством. Мобильный блок после того, как отработает свое время, может быть отбуксирован и утилизирован. Наличие подобного референтного блока позволит Росатому оценить все риски массового производства таких реакторов. Сегодня многие страны положительно оценивают перспективы малой атомной энергетики.
В эпоху бурного развития атомных технологий исследовательских реакторов в мире было построено даже больше, чем энергоблоков. По данным МАГАТЭ, сегодня в мире работают 224 такие установки, причем количество стран, имеющих исследовательские реакторы, превышает количество стран, имеющих ядерную энергетику. В рамках этих исследований ведутся поиски новых сфер применения нейтронов. С помощью исследовательских реакторов можно изучать новые материалы, которые позволят развить реакторы следующего, IV поколения: быстрые, жидкосолевые, высокотемпературные, со сверхкритическими параметрами воды. В мире сейчас строится девять исследовательских реакторов, в том числе три — в России. Один из них — проект МБИР — многоцелевой быстрый исследовательский реактор. В России сегодня эксплуатируются 53 исследовательские ядерные установки. В это число входят не только исследовательские ядерные реакторы, но и критические, и подкритические стенды.
Задача вывода из эксплуатации объектов использования атомной энергии сейчас особенно актуальна, вокруг нее будет формироваться новый бизнес. Это наследие использования ядерной энергии, но точно такое же наследие есть в любой технологической сфере: и на тепловых станциях, и на нефтепереработке есть объекты, которые надо утилизировать. Одна из идей для использования компетенций России в этой области — участие в тендере на вывод из эксплуатации объектов за рубежом. Если мы сможем предложить надежные решения, то в очередной раз продемонстрируем свои компетенции на международной арене.
Аварии на АЭС: мифы и факты
Вокруг аварий на АЭС всегда ходит много легенд. Читая в конце 1980 — начале 1990-х годов отчеты о чернобыльской аварии, я ужасался передергиванию фактов: говорилось о десятках тысяч погибших, о миллионах пострадавших…
Давайте вспомним три крупнейшие аварии за всю историю атомной энергетики и постараемся разобраться в их последствиях.
Авария на американской АЭС «Три-Майл Айленд» случилась 28 марта 1979 года; в результате неправильных действий персонала произошло расплавление активной зоны блока «Три-Майл Айленд-2». Это стало шоком для американской нации, более 10 тыс. человек были эвакуированы, в обществе началась паника. С 1979 по 2012 год в США не выдавались лицензии на строительство новых реакторов.
Но что происходило на АЭС дальше?
Первый блок станции, который не работал в 1979—1984 годах, был подключен к сети в 1985 году и эксплуатируется до сих пор. При этом кориум (расплав топлива и конструкции) из разрушенной активной зоны реактора № 2 был извлечен, упакован и увезен, то есть сейчас на поврежденном блоке практически нет опасных источников радиации. 95% населения прилегающих территорий вернулось обратно. Более десятка крупных независимых исследований подтвердили: эта авария не нанесла вреда здоровью людей и окружающей среде.
Итоги расследования аварии привели к переосмыслению стандартов безопасности АЭС и роли в ней человеческого фактора. Комиссия по ядерному регулированию США была реорганизована, надзор за эксплуатацией атомных станций — усилен. Был создан Институт эксплуатации ядерной энергии для обучения персонала управлению атомными станциями. Культура безопасности на АЭС США находится на очень высоком уровне. Сегодня американская атомная промышленность — одна из самых развитых в мире, в США эксплуатируется около 100 реакторов, строятся два блока PWR-1200.
Авария на Чернобыльской АЭС 26 апреля 1986 года. Написано много книг о ее причинах. Часто обвиняют в некомпетентности персонал, забывая о том, что он работал по регламенту и проводил плановый эксперимент. У каждой аварии множество причин, в том числе стечений обстоятельств. В Чернобыле соединилось сразу несколько факторов: недостатки конструкции реактора, несовершенные эксплуатационные регламенты, перенос времени начала планового эксперимента, неподготовленность персонала к нештатным ситуациям.
Необходимо трезво оценивать последствия Чернобыля. Произошло вынужденное выселение людей из города Припять, имели место героические работы по тушению пожара на разрушенном реакторе, возведению саркофага, очистке территории АЭС от радиоактивных продуктов, выброшенных во время взрыва реактора, и многое другое. Как и в любом большом событии, были подвиги, ошибки, достижения. Формировались легенды и мифы. У каждого, соприкоснувшегося с этим событием, сформировался свой образ Чернобыля.
Если анализировать последствия с точки зрения развития атомной энергетики, на мой взгляд, Чернобыль научил человечество тому, что надо правильно эксплуатировать атомные станции, быть готовыми к возможным инцидентам. Вышли специальные отчеты Международной консультативной группы по ядерной безопасности (INSAG) при МАГАТЭ: «Итоговый доклад о совещании по рассмотрению причин и последствий аварии в Чернобыле» (1988), «Основные принципы безопасности атомных электростанций» (1989), «Безопасность ядерной энергетики» (1991) и другие.
Также эта авария позволила повысить культуру обращения с радиоактивными отходами, с зараженными территориями.
Сегодня в России действует отличная система отслеживания радиационной обстановки, работают службы утилизации радиационных отходов. МЧС обучено оперативному реагированию на подобные инциденты.
Вокруг аварий на АЭС всегда ходит много легенд. Читая в конце 1980 — начале 1990-х годов отчеты о чернобыльской аварии, я ужасался передергиванию фактов: говорилось о десятках тысяч погибших, о миллионах пострадавших…
Давайте вспомним три крупнейшие аварии за всю историю атомной энергетики и постараемся разобраться в их последствиях.
Авария на американской АЭС «Три-Майл Айленд» случилась 28 марта 1979 года; в результате неправильных действий персонала произошло расплавление активной зоны блока «Три-Майл Айленд-2». Это стало шоком для американской нации, более 10 тыс. человек были эвакуированы, в обществе началась паника. С 1979 по 2012 год в США не выдавались лицензии на строительство новых реакторов.
Но что происходило на АЭС дальше?
Первый блок станции, который не работал в 1979—1984 годах, был подключен к сети в 1985 году и эксплуатируется до сих пор. При этом кориум (расплав топлива и конструкции) из разрушенной активной зоны реактора № 2 был извлечен, упакован и увезен, то есть сейчас на поврежденном блоке практически нет опасных источников радиации. 95% населения прилегающих территорий вернулось обратно. Более десятка крупных независимых исследований подтвердили: эта авария не нанесла вреда здоровью людей и окружающей среде.
Итоги расследования аварии привели к переосмыслению стандартов безопасности АЭС и роли в ней человеческого фактора. Комиссия по ядерному регулированию США была реорганизована, надзор за эксплуатацией атомных станций — усилен. Был создан Институт эксплуатации ядерной энергии для обучения персонала управлению атомными станциями. Культура безопасности на АЭС США находится на очень высоком уровне. Сегодня американская атомная промышленность — одна из самых развитых в мире, в США эксплуатируется около 100 реакторов, строятся два блока PWR-1200.
Авария на Чернобыльской АЭС 26 апреля 1986 года. Написано много книг о ее причинах. Часто обвиняют в некомпетентности персонал, забывая о том, что он работал по регламенту и проводил плановый эксперимент. У каждой аварии множество причин, в том числе стечений обстоятельств. В Чернобыле соединилось сразу несколько факторов: недостатки конструкции реактора, несовершенные эксплуатационные регламенты, перенос времени начала планового эксперимента, неподготовленность персонала к нештатным ситуациям.
Необходимо трезво оценивать последствия Чернобыля. Произошло вынужденное выселение людей из города Припять, имели место героические работы по тушению пожара на разрушенном реакторе, возведению саркофага, очистке территории АЭС от радиоактивных продуктов, выброшенных во время взрыва реактора, и многое другое. Как и в любом большом событии, были подвиги, ошибки, достижения. Формировались легенды и мифы. У каждого, соприкоснувшегося с этим событием, сформировался свой образ Чернобыля.
Если анализировать последствия с точки зрения развития атомной энергетики, на мой взгляд, Чернобыль научил человечество тому, что надо правильно эксплуатировать атомные станции, быть готовыми к возможным инцидентам. Вышли специальные отчеты Международной консультативной группы по ядерной безопасности (INSAG) при МАГАТЭ: «Итоговый доклад о совещании по рассмотрению причин и последствий аварии в Чернобыле» (1988), «Основные принципы безопасности атомных электростанций» (1989), «Безопасность ядерной энергетики» (1991) и другие.
Также эта авария позволила повысить культуру обращения с радиоактивными отходами, с зараженными территориями.
Сегодня в России действует отличная система отслеживания радиационной обстановки, работают службы утилизации радиационных отходов. МЧС обучено оперативному реагированию на подобные инциденты.
Цитата
Е. О. Адамов
«Не благодаря, а вопреки»
«Психологическая травма (после чернобыльской аварии. — Прим. ред.) действительно чудовищна, прежде всего из-за отсутствия достоверной информации и недостаточного уровня образования. Заявления о миллионах пострадавших звучали громко, принадлежали либо политикам, делавшим на трагедии карьеру, либо лжеученым, специализировавшимся на сенсационных открытиях, никогда не получивших реального научного подтверждения».
Остались факты. Смертей, непосредственно связанных с аварией — при пожарах, облучении, ликвидации, — не более 150.
Уже к ноябрю 1986 года над четвертым энергоблоком был воздвигнут «саркофаг». Тогда же, осенью 1986 года, заработали блоки №№ 1 и 2, осенью следующего года был запущен блок № 3. Чернобыльская АЭС эксплуатировалась до 2000 года и продолжает работать в режиме вывода из эксплуатации. В июле нынешнего, 2019 года над четвертым блоком был введен в эксплуатацию новый конфайнмент, ставший самой большой наземной передвижной конструкцией. Его срок службы оценивается в 100 лет. Это международный проект, вокруг него объединены усилия нескольких стран.
Когорта ликвидаторов Чернобыльской аварии — около 200 тыс. человек. Отчеты Института биофизики за 2001 год свидетельствуют о том, что смертность среди ликвидаторов за 15 лет была достоверно ниже, чем среди соответствующего населения (контрольной группы) СССР и России.
В 2000 году начался ренессанс атомной энергетики. Китай, Индия и другие страны начали массово развивать это направление. Но в марте 2011 года случилась авария на АЭС «Фукусима-1».
«Фукусима» как явление, на мой взгляд, свидетельствует о безопасности атомной энергетики: реакторы выдержали землетрясение, никаких повреждений с точки зрения контейнмента не было. После этого на территорию АЭС обрушилось цунами. Японцы вроде бы были готовы и к нему — вокруг станции был возведен специальный барьер; однако конструкции были рассчитаны на цунами высотой до семи метров — выше никогда не бывало. А цунами оказалось высотой 14 метров. Оно унесло 20 тыс. жизней населения прибрежных районов, разрушило инфраструктуру нескольких городов, вызвало множество пожаров и затоплений. АЭС оказалась отсечена от окружающего мира. Никто не мог ожидать того, что она останется без электричества и будут залиты даже резервные генераторы. В условиях жесточайшего дефицита времени и ресурсов начались работы по ликвидации последствий и сохранению работоспособности блоков.
Я читал отчет МАГАТЭ, в котором поминутно описаны действия персонала, и могу сказать: японцы сделали все, что могли. Взрывами скопившегося водорода были разрушены внешние оболочки реакторных зданий трех блоков, но все контейнменты активных зон сохранили герметичность и удержали практически весь объем радиоактивных элементов внутри. Выход радиации наружу оказался небольшим и был связан с газообразными продуктами деления, которые из-за высокого давления были «сброшены» в помещения АЭС через специальные клапаны. Объем этих выбросов несравним с чернобыльским. Сегодня ведется активная деятельность по выводу из эксплуатации АЭС «Фукусима-1». К 2040 году планируется полностью ликвидировать последствия аварии. В сущности, землетрясение и цунами принесли людям гораздо больше бед, нежели авария: массовых облучений населения зафиксировано не было.
После этой аварии планы развития атомной энергетики в Японии и мире были скорректированы. Однако сегодня Япония уже вышла из фазы останова большинства блоков, и в 2018 году 6% электричества было получено на атомных станциях. Я думаю, эта цифра будет расти. В 2015 году МАГАТЭ выпустило новый релиз основных принципов безопасности, где учтены последствия «Фукусимы». Конструкции реакторов подверглись переосмыслению, сегодня строятся реакторы поколения III+, соответствующие постфукусимским требованиям безопасности и способные выдержать экстремальное воздействие внешних факторов. Каждая серьезная авария делает мировую атомную энергетику более безопасной.
Хочу завершить свою лекцию интересным фактом, свидетельствующим о том, что атомная энергия не является противоестественной. Два миллиарда лет назад на Земле уже работали ядерные реакторы! В африканской провинции Габон, где добывался уран, было обнаружено несоответствие обогащения ²³⁵U всем другим месторождениям урана на Земле. Сначала были найдены образцы, где обогащение было 0,7% вместо 0,72% по изотопу ²³⁵U; потом — отдельные образцы с обогащением 0,5%. Анализ ситуации привел к следующему выводу: два миллиарда лет назад обогащение урана по изотопу ²³⁵U было около 2%, что позволяло природной уран-водной смеси быть критичной. В этом месте шла цепная самоподдерживающаяся ядерная реакция деления. Эти «природные реакторы» работали в течение десятков, а может быть, даже сотен тысяч лет. В настоящее время реакция прекратилась в связи с уменьшением концентрации изотопа ²³⁵U в природном уране из-за его более быстрого распада. Когда я узнал об этом, я был студентом 4-го курса. Этот факт меня поразил и придал импульс более подробному изучению специальных предметов.
Уже к ноябрю 1986 года над четвертым энергоблоком был воздвигнут «саркофаг». Тогда же, осенью 1986 года, заработали блоки №№ 1 и 2, осенью следующего года был запущен блок № 3. Чернобыльская АЭС эксплуатировалась до 2000 года и продолжает работать в режиме вывода из эксплуатации. В июле нынешнего, 2019 года над четвертым блоком был введен в эксплуатацию новый конфайнмент, ставший самой большой наземной передвижной конструкцией. Его срок службы оценивается в 100 лет. Это международный проект, вокруг него объединены усилия нескольких стран.
Когорта ликвидаторов Чернобыльской аварии — около 200 тыс. человек. Отчеты Института биофизики за 2001 год свидетельствуют о том, что смертность среди ликвидаторов за 15 лет была достоверно ниже, чем среди соответствующего населения (контрольной группы) СССР и России.
В 2000 году начался ренессанс атомной энергетики. Китай, Индия и другие страны начали массово развивать это направление. Но в марте 2011 года случилась авария на АЭС «Фукусима-1».
«Фукусима» как явление, на мой взгляд, свидетельствует о безопасности атомной энергетики: реакторы выдержали землетрясение, никаких повреждений с точки зрения контейнмента не было. После этого на территорию АЭС обрушилось цунами. Японцы вроде бы были готовы и к нему — вокруг станции был возведен специальный барьер; однако конструкции были рассчитаны на цунами высотой до семи метров — выше никогда не бывало. А цунами оказалось высотой 14 метров. Оно унесло 20 тыс. жизней населения прибрежных районов, разрушило инфраструктуру нескольких городов, вызвало множество пожаров и затоплений. АЭС оказалась отсечена от окружающего мира. Никто не мог ожидать того, что она останется без электричества и будут залиты даже резервные генераторы. В условиях жесточайшего дефицита времени и ресурсов начались работы по ликвидации последствий и сохранению работоспособности блоков.
Я читал отчет МАГАТЭ, в котором поминутно описаны действия персонала, и могу сказать: японцы сделали все, что могли. Взрывами скопившегося водорода были разрушены внешние оболочки реакторных зданий трех блоков, но все контейнменты активных зон сохранили герметичность и удержали практически весь объем радиоактивных элементов внутри. Выход радиации наружу оказался небольшим и был связан с газообразными продуктами деления, которые из-за высокого давления были «сброшены» в помещения АЭС через специальные клапаны. Объем этих выбросов несравним с чернобыльским. Сегодня ведется активная деятельность по выводу из эксплуатации АЭС «Фукусима-1». К 2040 году планируется полностью ликвидировать последствия аварии. В сущности, землетрясение и цунами принесли людям гораздо больше бед, нежели авария: массовых облучений населения зафиксировано не было.
После этой аварии планы развития атомной энергетики в Японии и мире были скорректированы. Однако сегодня Япония уже вышла из фазы останова большинства блоков, и в 2018 году 6% электричества было получено на атомных станциях. Я думаю, эта цифра будет расти. В 2015 году МАГАТЭ выпустило новый релиз основных принципов безопасности, где учтены последствия «Фукусимы». Конструкции реакторов подверглись переосмыслению, сегодня строятся реакторы поколения III+, соответствующие постфукусимским требованиям безопасности и способные выдержать экстремальное воздействие внешних факторов. Каждая серьезная авария делает мировую атомную энергетику более безопасной.
Хочу завершить свою лекцию интересным фактом, свидетельствующим о том, что атомная энергия не является противоестественной. Два миллиарда лет назад на Земле уже работали ядерные реакторы! В африканской провинции Габон, где добывался уран, было обнаружено несоответствие обогащения ²³⁵U всем другим месторождениям урана на Земле. Сначала были найдены образцы, где обогащение было 0,7% вместо 0,72% по изотопу ²³⁵U; потом — отдельные образцы с обогащением 0,5%. Анализ ситуации привел к следующему выводу: два миллиарда лет назад обогащение урана по изотопу ²³⁵U было около 2%, что позволяло природной уран-водной смеси быть критичной. В этом месте шла цепная самоподдерживающаяся ядерная реакция деления. Эти «природные реакторы» работали в течение десятков, а может быть, даже сотен тысяч лет. В настоящее время реакция прекратилась в связи с уменьшением концентрации изотопа ²³⁵U в природном уране из-за его более быстрого распада. Когда я узнал об этом, я был студентом 4-го курса. Этот факт меня поразил и придал импульс более подробному изучению специальных предметов.
ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ #5_2019