Жидкости

В Японии землетрясения не редкость: архипелаг лежит на границе двух крупных тектонических плит. Станция была сконструирована так, чтобы противостоять этим землетрясениям, — и противостояла, как и остальные пятьдесят четыре японских ядерных реактора. Землетрясение 11 марта 2011 г. тоже не смогло повредить станцию. Однако, в соответствии с установленными законом процедурами безопасности, три из ее реакторов (первый, второй и третий) были заглушены (четвертый, пятый и шестой реакторы заглушили еще до землетрясения для плановой перезагрузки топлива). Ядерное топливо в реакторе невозможно «затушить» или «выключить». Когда он заглушен, топливо в нем по-прежнему излучает и выделяет тепло. Чтобы оксид урана не расплавился, реакторы необходимо активно охлаждать. При плановой остановке их охлаждение обеспечивалось вспомогательными дизель-генераторами, которые производят электричество для работы насосов, обеспечивающих циркуляцию охлаждающей воды.

Жертвами землетрясения 2011 г. стали 13 000 человек; но в момент, когда земля прекратила трястись, а реакторы были остановлены, 90 % этих людей были еще живы. Через пятьдесят минут на станцию обрушилась тринадцатиметровая волна цунами, двигавшаяся со средней скоростью 500 км/ч. Вода разрушила морские защитные сооружения станции и затопила здания, где стояли дизель-генераторы, охлаждавшие ядерные топливные стержни. Генераторы отказали, и в дело вступила вторая резервная система, берущая энергию от батареи электрических аккумуляторов. Емкости батарей должно было хватить на работу систем охлаждения в течение двадцати четырех часов. В нормальных условиях этого времени хватило бы, чтобы либо восстановить дизель-генераторы, либо привезти дополнительные аккумуляторы. Но цунами, оказавшееся крупнейшим в современной истории Японии, разрушило всё и вся на своем пути. Грубая сила воды снесла до основания города, разрушила 45 000 домов и четверть миллиона машин, превратила в хаос дороги и мосты региона. Жизнь в пострадавших районах замерла; там невероятно трудно было получить медицинскую помощь, а достать вовремя запасные аккумуляторы для станции, чтобы заменить батареи в системе охлаждения, было и вовсе невозможно. Через двадцать четыре часа после удара цунами аккумуляторы сели, и температура внутри реакторов начала расти.

Расплавленные стержни ядерного топлива очень напоминают вулканическую лаву, но эта жидкость намного горячее. Лава вытекает из вулкана раскаленная докрасна; как правило, ее температура составляет 1000 °C. Жидкое ядерное топливо — оксид урана — намного внушительнее; это раскаленная добела жидкость, температура которой превосходит 3000 °C. Она способна расплавить и растворить почти всё, с чем вступает в контакт. В «Фукусиме» она проплавила себе путь сквозь 25 см стали, которая ее удерживала, а затем продолжила прогрызать путь дальше, сквозь бетонный пол по крайней мере одного из реакторов. Но это было только начало.

Ядерное топливо в реакторе заключено в оболочку из сплава циркония. Он невероятно стоек к коррозии, но не при высоких температурах. При 3000 °C циркониевые сплавы активно реагируют с водой с выделением водорода. По оценкам экспертов, в результате расплавления в каждом из реакторов станции выделилось по тонне газообразного водорода. Он вступил в реакцию с воздухом внутри защитной оболочки реактора, и взрыв, в форме которого протекала реакция, разрушил комплекс (это случилось 12 марта).

Жидкости невероятно сложно удерживать, и в итоге значительная часть радиоактивного загрязнения от расплавления активной зоны реакторов проникла в местные водные системы, а затем и в море. Оттуда оно может попасть — и попадает — куда угодно. Вот почему главная забота всех инженеров, работающих с ядерными отходами, — предотвратить попадание воды в любые хранилища. Но большинство ядерных электростанций построено рядом с крупными водоемами не потому, что так безопаснее, а потому, что дешевле. Вода нужна для охлаждения: наличие поблизости большого водоема делает станцию значительно более рентабельной. Но, как мы видели на примере «Фукусимы», в случае катастрофы наш источник воды может пострадать от огромного количества радиоактивных отходов.

Это, конечно, проблема не только ядерной энергетики. Чуть ли не все крупные города мира построены на побережье, поскольку исторически торговля между странами требовала наличия портов. Но если уровень моря повысится в результате глобального изменения климата, действие цунами, ураганов и штормов сделает эти места — и их многочисленное население — еще более уязвимыми. Единственный способ защитить себя от этой угрозы — перебраться в более высокие места, а может быть, в воздух. Соблазнительная мысль, особенно если смотреть с моей позиции в самолете, где я в этот момент прихлебывал водичку и поглядывал вниз на громадный Атлантический океан. День был спокойный и ясный, и океан казался почти невинным.