De Secreto / О Секрете

Касательно же «массового героизма» персонала ЧАЭС, приведу лишь свидетельство В.П. Волошко, председателя Припятского горисполкома: «Из 5,5тысяч человек эксплуатационного персонала АЭС 4 тысячи исчезли в первый же день в неизвестном направлении…» ([1], с. 99)! Да, были там и настоящие герои — они перечислены в [1, 4] и других книгах, но не все из них искупили свою вину за аварию… Однако бросается в глаза и то, насколько дружно сотрудники ЧАЭС до сих пор ругают конструкторов реактора и винят именно их в аварии, причём чем дальше, тем больше!

5. Построение картины аварии

Для дальнейшего надо понять, что же происходит в самом ядерном реакторе (ЯР), для чего приведём некоторые сведения в стиле «Занимательной физики», тогда как достаточно полное, хотя и краткое, описание всего этого можно найти в параграфах 4 и 5 книги [24]. В ЯР типа РБМК загружается «горючее» в виде таблеток оксида урана UО₂, причём под знаком U скрываются две разновидности урана, называемые его изотопами. Это атомы — «близнецы», приписанные к одному номеру 92 (= заряду ядра, т. е. числу протонов в нём) в таблице Менделеева (сокр. М-таблица), ядра которых отличаются только числом нейтронов, и которые обычно имеют весьма различные физико-химические свойства. Так, уран имеет 14 изотопов, из которых в природе встречаются только три, но нам здесь интересны лишь два из них — ²³⁸U (уран-238), и ²³⁵U (уран-235), являющиеся главными акторами.

Дело в том, что только они, да ещё один изотоп, ²³³ U, могут делиться после поглощения их ядрами одиночных нейтронов, однако распад каждого из них происходит при весьма различных обстоятельствах и влечёт разные же последствия. Так, ядро «лёгкого» урана-235 при поглощении теплового нейтрона (т. е. имеющего энергию менее 0,1 Эв) распадается согласно следующей символической формуле:

²³⁵U + п=А,+А₂ + 2,5п + 200 МэВ (1)

Из формулы видно, что на выходе кроме ядер-осколков A ₍ и Я, (суммарная масса которых меньше массы исходного ядра) снова получаются два или три свободных нейтрона. Причём каждый из них в принципе способен вызвать распад других ядер посредством таких же реакций (1) — если попадет в них. Последняя оговорка весьма существенна — ведь в природном уране на одно ядро изотопа ²³⁵U приходится 139 ядер других изотопов урана!

И вот если два-три таких нейтрона при определённых обстоятельствах, о которых речь будет ниже, тоже породят реакции типа (1), тогда и получается цепная реакция деления (в данном случае — урана). Особо подчеркнём, что один тепловой нейтрон высвобождает в результате элементарного акта, т. е. процесса (1), энергию в сотни млн. раз большую!

Замечание 12. Это явление было открыто О. Ганом и Ф. Штрассманом, чуть позже объяснено О. Фришем и Л. Мейтнер, а затем полностью разъяснено теоретически на базе «капельной модели» ядра Н. Бором (в 1939 г.). А через год оно было подтверждено экспериментом, который показал, что ядра-осколки А₁ и А₂ являются изотопами элементов бария (№ 56 в М-таблице)¹³⁷Ва и радиоактивного криптона (№ 36 в М-таблице) ⁸⁴Кг соответственно.

Но и в СССР спонтанное деление урана независимо в том же 1940 г. обнаружили советские физики Г.Н. Флёров и К.А. Петржак.

В действительности оказалось, что при делении ядер урана большинство нейтронов вылетают из них сразу (это быстрые нейтроны, имеющие энергии порядка 1-15 МэВ), но есть и меньшая доля их, обычно меньше, чем 1–1,5 % (обозначаемая как Ь), нейтронов запаздывающих — вылетающих из осколков ядра некоторое время спустя — от долей секунды до минут ([9]), имеющих энергии до 0,1 эВ, и потому называемых также тепловыми (или медленными).

В большинстве работающих ныне ЯР используются нейтроны второго типа, и чтобы «включить в игру» часть быстрых нейтронов, используется замедлитель, т. е. вещество, способное «притормозить» их, превращая в тепловые, которые затем более эффективно поглощаются другими ядрами ²³⁵ U, вызывая их деление.

А ЯР является тем устройством, которое способно использовать энергию, выделяющуюся в реакциях типа (1), для нагрева теплоносителя, который применяют затем для выработки электроэнергии через турбогенератор (сокр. ТГ) [8]. Для реактора РБМК топливом служил слабо обогащённый (от 1,8 до 2 % — по ²³⁵ U) природный уран (впрочем, для корабельных ЯР необходимо обогащение топлива до более чем 20 % — по ²³⁵ U).