В прошлых статьях «Теории катастроф» мы говорили о стихийных бедствиях — событиях угрожающих, но естественных для нашей планеты. Вооружившись научно-техническим прогрессом, человек научился создавать новые проблемы, иной раз — еще более разрушительные. Ведь если в борьбе со стихией все люди выступают на одной стороне, то в случае искусственных бедствий правительства нередко молчат, а то и вовсе действуют против своих граждан. Эта статья — о катастрофах, вызванных попытками человечества овладеть атомной энергией.
Да здравствует радиация!
Поэзия — та же добыча радия.
В грамм добыча, в год труды.
В. Маяковский, «Разговор с фининспектором о поэзии»
Радиоактивность известна чуть более века — Анри Беккерель открыл это явление в 1896 году. За прошедшее время отношение к ней резко изменилось: это сейчас знак радиационной угрозы знаком каждому, а поначалу новинка казалась чудесным подарком науки, который улучшит и облегчит жизнь всем и каждому.
рель за открытие ра-
диоактивности получил Нобелевскую премию по физике 1904 года.
Это интересно: международный знак радиационной опасности впервые появился в Радиационной лаборатории университета Беркли в 1946 году. Правда, тогда он был пурпурным на синем фоне.
Беккерель сделал свое открытие случайно: изучая люминесценцию солей урана, он завернул покрытую ими узорчатую пластинку после очередного эксперимента в плотную черную бумагу, а через некоторое время с удивлением обнаружил, что лежавшие рядом фотопластинки засвечены. Эксперименты показали, что соли урана испускают неизвестное излучение, схожее с тем, что открыл годом ранее Вильгельм Рентген: оба проникают сквозь непрозрачные вещества.
Волшебные лучи, позволяющие видеть кости сквозь плоть, поражали воображение публики. Хирургам они казались чудом, несказанно облегчившим лечение переломов. Поначалу врачи не делали снимков, а просто смотрели на экран рентгеноскопа, но от этого метода пришлось отказаться — операторы установок жаловались на самочувствие, у них появлялись плохо заживавшие язвы, ломались ногти, выпадали волосы. Оказалось, что таинственные лучи не только помогали спасать жизни.
Это интересно: вероятно, первым в коммерческих целях рентгеновские лучи использовал Эдисон. Он устроил выставку, на которой любой желающий мог посмотреть на свои кости на небольшом экране. Правда, вскоре ее пришлось закрыть — помощник, управлявший установкой, умер от лучевых ожогов.
Надо сказать, что дозы облучения, которые применяли даже с переходом на рентгенографию — метод более дорогой (ведь на каждый снимок нужна была фотопластинка и реактивы для проявки), но менее опасный, — были чудовищными. Так, в 1896 году один-единственный снимок сломанной лодыжки привел к тому, что больному в конце концов пришлось ампутировать ногу. В 1900 году допустимой считалась доза, приводившая к покраснению кожи; вероятно — около 500 рентген. В 1902 году уже рекомендовалось не превышать десяти рентген в день. Естественный радиационный фон, для сравнения, дает около 0,15-0,3 рентгена в год.
Отрезвление
На прилавках одно за другим появлялись такие чудесные средства, как зубная паста с радием и торием или подушечки с урановой рудой, «помогающие от артритов».
Начав принимать препарат, Байерс заявил, что чувствует себя куда лучше, и за два года выпил около 1400 флаконов — примерно три смертельных дозы радиации.
Однако врачи сами по себе, а публика по-прежнему в восторге. Долгое время считалось, что радиация может повредить, только если превышена некая пороговая доза. На прилавках одно за другим появлялись такие чудесные средства, как зубная паста с радием и торием — «силы природы очистят ваши зубы и десны от вредных бактерий и придадут зубам блеск!», — или подушечки с урановой рудой, «помогающие от артритов».
Ситуация стала меняться в начале 1930-х, после смерти известного персонажа светской хроники Эбена Байерса — в прошлом чемпиона США по гольфу среди любителей, впоследствии — главы сталелитейной компании. В 1927 году он ехал в поезде и упал с полки, повредив руку. Доктор посоветовал ему замечательное средство — напиток «Радитор». Создатель чудо-лекарства (выгнанный в свое время из университета) уверял, что содержащиеся в нем соли радия стимулируют организм и излечивают едва ли не все болезни. А для вящей убедительности предлагал врачам вознаграждение, если они будут прописывать «Радитор» своим пациентам.
Начав принимать препарат, Байерс заявил, что чувствует себя куда лучше, и за два года выпил около 1400 флаконов — примерно три смертельных дозы радиации. После этого он просуществовал еще почти два года — без челюсти, с пораженным мозгом и накопившимся в костях радием. Его смерть помогла остановить бесконтрольную продажу «тонизирующих напитков», но создатель «Радитора» не понес никакого наказания и дожил до старости богатым человеком — продавал афродизиаки, радиоактивные пряжки для поясов и устройства, делающие воду радиоактивной.
Радию нашли и другое применение. Узнав, что он светится в темноте, американская танцовщица Лои Фуллер решила сделать костюм бабочки с крыльями, окрашенными радием. Ее идея осталась нереализованной, но вот циферблаты часов и авиационных приборов покрывали красками на основе радия весьма активно. С 1917 года «Радиевая корпорация Соединенных Штатов» наняла для такой работы около 4000 человек, в основном девушек. Начальство и ученые прекрасно знали об опасности и использовали свинцовую защиту, однако работниц уверяли, что никакого вреда здоровью не может и быть. Девушки то и дело облизывали кисточки, чтобы нанести тонкую разметку, иногда красили ногти смешной краской. Даже когда последствия стали ясны, получить компенсацию за разрушенное здоровье оказалось непросто — громкий судебный процесс «Радиевых девушек» стал вехой в защите прав рабочих.
Впрочем, эти эпизоды были еще цветочками. Ягодки поспели с изобретением атомной бомбы.
Это интересно: радиолюминисцентная подсветка применяется и сейчас, но для этой цели используют не радий, а изотоп водорода тритий: испускаемые им при распаде бета-частицы хорошо поглощаются защитным стеклом.
И грянул гром
Да соизволит он, однако, заметить, что его доводы доказуемы лишь в мире, столь же несуществующем, сколь и похожем на наш. Ибо в нашем атмосфера Земли, когда к этому приводила глобальная политическая ситуация, на протяжении десятков лет отравлялась радиоактивными осадками.
С. Лем, «Сумма технологии»
Опасность опасностью, но когда в дело включились военные, разговор пошел на другом языке: «допустимых потерь» и «неизбежных жертв экспериментов». Создание американской атомной бомбы не обошлось без инцидентов, и некоторые из них напоминают скорее о российском отношении к правилам и инструкциям. Например, в мае 1946 года в Лос-Аламоссой лаборатории во время демонстрационного эксперимента ученый вручную сближал два плутониевых полушария, используя простую отвертку вместо штатного ограничителя сближения. Отвертка соскользнула, и система перешла в критическое состояние. Ученый успел развести полушария, но сильно облучился и умер девять дней спустя. Пострадали и гости лаборатории, для которых устраивали демонстрацию.
Еще более дико выглядели эксперименты, которые проводили на людях вполне осознанно. Руководство «Манхэттенского проекта» сочло, что нельзя подвергать опасности облучения ценных работников, не зная точно степени риска, и запустило масштабную программу исследований. Больных и заключенных подвергали высоким дозам облучения и делали инъекции плутония, говоря, что лечат новыми «урановыми лекарствами». Однажды содержавшей радиоактивные элементы кашей накормили около сотни школьников. В общей сложности с 1940-х до 1970-х жертвами экспериментов стали около 23000 человек. Рассекретили эту информацию только в 1993-м.
Хватало и аварий. Трижды — в 1957, 1967 и 1969 годах — случались пожары на производившем плутоний заводе «Рокки-Флэтс» близ Денвера. В первый раз ситуацию усугубило то, что пожар тушили водой, которая попала в ближайшую реку вместе со смытой радиоактивной пылью. В 1967 году обнаружилось, что протекают стоящие на открытой площадке бочки с отходами. Инцидент был засекречен, и правда вышла наружу лишь после того, как в 1970 году принесенные ветром радиоактивные частицы были обнаружены в самом Денвере. Зараженную почву присыпали гравием и закатали асфальтом. Третий эпизод оказался самой серьезной на тот момент промышленной аварией в США — ликвидация последствий заняла два года.
ний, но и электричество для гражданских нужд.
Что было дальше: в 1970-е и 1980-е «Рокки-Флэтс» стал одной из главных целей борцов за мир. Они устраивали все более многочисленные акции рядом с заводом. Так, однажды 17000 человек, взявшись за руки, окружили кольцом всю его территорию. В то же время Агентство по защите окружающей среды и ФБР стали получать все больше тревожных сигналов о состоянии дел на заводе, и по результатам расследования в 1989 году владельцы были оштрафованы на 18,5 миллионов долларов за многочисленные нарушения экологического законодательства. С распадом СССР потребность в оружейном плутонии резко сократилась, и в 1992 году завод закрыли. В 2005 году провели глубокую очистку территории и создали заповедник.
В 1957 году, когда горел «Рокки-Флэтс», из-за ошибки операторов поднялась температура в реакторе английского комплекса «Виндскейл», выпускавшего такую же «продукцию». Пожар заливали четверо суток, а вода, испаряясь, уносила с собой радиоактивные частицы, выпавшие дождями не только в Англии и Ирландии, но и в нескольких странах северной Европы. Британское правительство предпочло скрыть инцидент, вызвавший около тысячи смертей, чтобы «не подрывать доверия к атомной программе и не ставить под угрозу национальную безопасность», и почти ничего не делало для устранения последствий.
Что было дальше: «Виндскейл» переименовали в «Селлафилд», но что толку? До начала 2000-х там произошло еще девятнадцать инцидентов разной степени серьезности. Ирландское море, куда сбрасывались отходы, считается одним из самых «грязных» — одного плутония в донных осадках скопилось около 200 кг. Входившая в комплекс атомная станция Кэлдер-холл перестала нарабатывать оружейный плутоний в 1995 году, а в 2003-м окончательно остановлена и сейчас демонтируется. На территории осталось много радиоактивных отходов — в частности, с 1970-х, когда их просто не успевали перерабатывать, во время забастовок шахтеров станция работала на износ. Сейчас в «Селлафилде» действует центр по утилизации отработанного ядерного топлива.
Большинству атомных станций топливом служит диоксид урана. Таблетки в 1-3 сантиметра диаметром собраны в герметично закрытые трубки длиной несколько метров — тепловыделяющие элементы (ТВЭЛ), объединенные в тепловыделяющие сборки (ТВС). В реакторе уран постепенно «выгорает» — ядра его атомов делятся на части, за счет чего и выделяется тепло, благодаря которому, в конечном итоге, пар вращает турбину генератора. Однако осколки деления поглощают нейтроны, и по мере их накопления в топливе больше не может поддерживаться цепная реакция — примерно через шесть лет его заменяют свежей порцией.
Отработанное топливо — это на 96% тот же уран, 3% — осколки его деления, остальное — трансурановые элементы, в основном плутоний. За счет продуктов деления оно очень активно и на воздухе саморазогревается примерно до 300°C. Поэтому сначала отработанные ТВЭЛы помещают на 2-5 лет в бассейн выдержки — многометровый слой воды служит и для охлаждения, и для защиты от радиации.
Последующая переработка (сейчас чаще всего применяется так называемый пьюрекс-процесс) позволяет выделить уран и плутоний, в том числе для повторного использования в качестве топлива. А вот избавление от образующихся отходов — серьезная и не решенная на данный момент проблема.
Маяк, который не светит
Область загрязнения протяну- лась на 300 километров при ширине 30-50. Сейчас она известна под названием Восточно-Уральский Радиоактивный След. В то время на этой территории жили 272 000 человек.
Если вы возьмете карту России и поищете в восточных предгорьях Урала озера Иртяш и Увильды, то рядом легко найдете названный в их честь город — Озерск. На советских картах его нет. Челябинск-40, или «Сороковка», с 1966 года Челябинск-65 — закрытый город, строительство которого начали в ноябре 1945 года. Все его жители были прописаны в Ленинском районе Челябинска и давали подписку о неразглашении места жительства и работы. Они делились на две категории: те, кто строил химический комбинат «Маяк», и те, кто на нем работал.
Главной функцией «Маяка», тогда называвшегося просто «База-10», была наработка плутония для первой советской атомной бомбы. В его состав должны были войти «Завод А» — уран-графитовый реактор на природном уране, «Завод Б», где из облученного урана выделяли плутоний, и «Завод В» по получению особо чистого металлического плутония. 18 июня 1948 года «Аннушка», как называли «Завод А» работники, была запущена. А уже 25 июля советские атомщики получили уникальный опыт ремонта работающего реактора: останавливать наработку плутония было нельзя. За годы работы комплекса не раз происходили самопроизвольные цепные реакции — то в осевшем в трубах обогащенном уране-235, то в растворе плутония. Стоит ли говорить, что весь персонал неоднократно переоблучался...
Впрочем, опасно было не только работать на «Маяке». Почти два года, с марта 1949-го по ноябрь 1951-го, комбинат сбрасывал в реку Теча без всякой очистки жидкие радиоактивные отходы — тогда считалось, что большого вреда они не нанесут. Пострадало около 124 000 человек, живших по берегам реки, около 8000 были переселены. А вторая самая опасная авария в истории, уступающая только Чернобыльской, случилась 29 сентября 1957 года.
В радиоактивных отходах продолжаются реакции деления, при которых выделяется тепло. Отходы, относимые к низкоактивным, практически не нагреваются, среднеактивные при хранении не требуют охлаждения, а вот от высокоактивных нужно постоянно отводить тепло. Из-за неисправности системы охлаждения температура в одной из емкостей поднялась до 350°C. Сначала испарились остатки охлаждающей воды, а затем прогремел взрыв мощностью в 70-100 тонн в тротиловом эквиваленте. Бетонная крышка емкости в два с лишним метра толщиной была отброшена на 25 метров в сторону, и содержимое емкости вырвалось на свободу. 90% осело на территории комбината — дозу более ста рентген получили около 5000 человек. Оставшихся 10% хватило, чтобы область загрязнения протянулась на 300 километров при ширине 30-50. Сейчас она известна под названием Восточно-Уральский Радиоактивный След. В то время на этой территории жили 272 000 человек.
Это интересно: это событие часто называют Кыштымской аварией: Кыштым — ближайший к месту аварии город, значившийся на картах и до 1990 года.
Крупнейшая проблема ядерной энергетики — отходы, остающиеся смертельно опасными в течение тысяч лет. Существует множество проектов — от отправки их в космос или земную мантию до создания реакторов нового типа, которые будут использовать эти отходы как топливо, однако пока наиболее реалистичным выглядит долговременное хранение. На первом этапе отходы витрифицируют — смешивают со стеклянными шариками и сплавляют вместе: это гарантирует, что опасные вещества не будут вступать в химические реакции. Далее стекло заливают в стальные цилиндры со сроком службы в 100 000 лет... и в большинстве случаев оставляют на том же месте. Постройка хранилищ, в которых отходы будут в безопасности сотни тысяч лет, — дело непростое и недешевое и к тому же не встречающее энтузиазма местных жителей. Так, в России они хранятся на ПО «Маяк» и Сибирском химическом комбинате в Северске (бывший Томск-7).
В США хранилище для военных «наработок» открыли в 1999 году в штате Нью-Мексико. Пилотная станция по изоляции отходов находится на глубине в 655 метров в огромном пласте поваренной соли: природная вода помогает цементировать малейшие трещины, благодаря чему, по расчетам ученых, даже если контейнеры разрушатся, их содержимое не выйдет наружу.
А вот отходы АЭС по прежнему лежат на самих станциях. Постройка хранилища «Юкка-Маунтин» в Неваде вызвала протесты местного населения и стала предметом политического торга. Администрация Обамы резко сократила финансирование проекта, и завершение его по графику — к 2017 году — маловероятно.
Это интересно: отдельная задача — объяснить нашим потомкам, что содержимое хранилища чрезвычайно опасно, ведь неизвестно, будут ли понятны современные языки через две-три тысячи лет. Над созданием предупредительных знаков работает большая группа ученых разных специальностей (результатов от них ждут к 2028 году), а информацию о хранилищах планируют рассылать по всему миру.
Последний крупный инцидент на «Маяке» произошел весной 1967 года. Если высокоактивные отходы хранились на предприятии, то средне- и низкоактивные сбрасывались в пруды-отстойники. За несколько жарких лет одно из таких озер — Карачай — уменьшилось в размере, из-за чего обнажилось около пяти гектаров дна. Сильные ветры подняли радиоактивную пыль, годами оседавшую на дне, и разнесли ее по территории в 1800 км², на которой проживало около 40000 человек.
Что было дальше: комбинат действует и сейчас — в частности, перерабатывает отработанное ядерное топливо с АЭС, как российских, так и зарубежных. Средне- и низкоактивные отходы переработки все так же сбрасывают в каскад прудов, откуда их часть с грунтовыми водами попадает в многострадальную реку Течу. Экологи полагают, что эта часть не так уж мала и далеко не безвредна. Около 1000 км² земель, загрязненных в 1957 году, так и остаются ненаселенными.
Мирный атом
— Вы нарушили Великую конвенцию, использовав атомное оружие против...
— Я использовал атомное оружие против естественной преграды в пустыне, — сказал Пол. — Она находилась на моем пути, а я спешил на свидание с вами, ваше величество.
Ф. Герберт, «Дюна»
«В свое время и порох был изобретен для убийства, но потом широко использовался для благих целей. У ядерного взрыва есть огромная область и научных применений, а почему промышленность, народное хозяйство должны быть в стороне?» — говорил академик Борис Литвинов, работавший над программой «мирного атома».
В итоге промышленные ядерные взрывы широко использовали только в СССР.
Казалось, мощь атомного взрыва позволяет реализовать самые смелые проекты. В 1950—1960-х годах было немало планов, предполагавших использование десятков и сотен зарядов: соединение Мертвого моря с Красным или Средиземным, канал через полуостров Малакка и еще один — через Панамский перешеек (всего триста взрывов!), позднее — известный проект поворота северных рек. Однако в итоге промышленные ядерные взрывы широко использовали только в СССР.
Началось все с проекта строительства водохранилищ в Средней Азии. Ядерным взрывом можно создать глубокую воронку — а значит, озеро большого объема будет иметь маленькую площадь испарения! Чтобы не загрязнять окрестности, разработали «чистые» заряды — 94% ядерной начинки сгорало в реакции, а не разлеталось по окрестностям. Первый такой взрыв мощностью 170 килотонн прогремел 15 января 1965 года на Семипалатинском полигоне. Весной воронка диаметром 430 и глубиной 100 метров была соединена с рекой Чаган.
И заверте... Под Астраханью и Уральском создали подземные газохранилища. В Хибинах прямо под землей дробили руду, чтобы облегчить ее добычу. В Башкирии увеличивали продуктивность нефтяных скважин, тушили пожары на газовых месторождениях в Средней Азии. Проводили эксперименты и по строительству каналов, а уже в конце 1990-х разрабатывали проект уничтожения подземными взрывами химического и биологического оружия.
Это интересно: в числе прочих рассматривался и проект изготовления при ядерном взрыве искусственных алмазов.
11 марта 1958 года на дере- веньку Марс Блафф в Южной Каролине упала ядерная бомба. Если быть совсем точным — в паре сотен метров от домов.
Однако в любом деле иногда что-нибудь идет не по плану: то неправильно пробурят шахту, как во время сейсморазведочного взрыва «Кратон-3» в 1978 году, то не учтут проходящий рядом водяной пласт — в результате радиоактивные продукты выходили на поверхность.
Проблемы возникали и в тех случаях, когда абсолютно все шло по плану, — в окрестностях «Чагана» радиоактивный фон сейчас составляет 2-3 мР/ч (в сто раз выше нормы), а после тройного взрыва, проложившего 700 метров канала «Печора-Колва», образовался след загрязнения в 25 км.
Что было дальше: последний промышленный взрыв в СССР был произведен в Архангельской области в 1988 году. Существует целый ряд перспективных проектов — от «взрывной энергетики» до защиты Земли от столкновения с астероидами, — однако все они далеки от реализации.
Подарки с небес
От кобальтового дождя, о Боже, избави нас.
От стронциевого дождя, о Боже, избави нас.
От выпадения цезия, о Боже, избави нас.
От проклятия Радиоактивных Осадков, о Боже, избави нас.
От рождения чудовищ, о Боже, избави нас.
У. Миллер, «Гимн Лейбовичу»
11 марта 1958 года на деревеньку Марс Блафф в Южной Каролине упала ядерная бомба. Если быть совсем точным — в паре сотен метров от домов. Произошло это так: бомбардировщик B-47 вылетел в Англию с бомбой Mark 6 на борту — к войне с Советским Союзом американские ВВС были готовы, как пионеры. Однако вскоре экипаж обнаружил, что та неверно закреплена, и попытался прямо в полете исправить ситуацию. Получилось так себе — бомба окончательно сорвалась, под ее весом открылся бомболюк, и она упала рядом с деревней, никак не ждавшей такого сюрприза. К счастью, атомная «начинка» хранилась на самолете отдельно, так что рванула только обычная взрывчатка, оставив воронку глубиной десять метров. Один дом снесло до основания, еще несколько были повреждены, но жители отделались легкими ранениями.
За пять недель до этого другой B-47 столкнулся в воздухе с истребителем и сбросил свою бомбу в устье реки недалеко от города Саванна в штате Джорджия. Что случилось с бомбой? Она утонула. Рыбы, вероятно, впечатлились, но в поисках не помогли: больше месяца водолазы тщетно обшаривали дно. А потом бомба упала на Марс Блафф — и все внимание переключилось туда. Первую бомбу просто записали как утерянную. Сейчас ее занесло пятью метрами песка, так что власти США спокойны: если какие-то террористы и решат получить ядерное оружие любой ценой, откопать ее там — один из самых дорогих способов.
 | Оболочки ядерных бомб, упавших недалеко от испанской деревни Пало- марес, сейчас выставлены в Национальном Атомном музее в Альбукерке. |
Прямой путь к катастрофе — дозаправка в воздухе с ядерной бомбой на борту. В 1959 году над США B-52 столкнулся в воздухе с самолетом-заправщиком, оба самолета разбились, но бомбы остались целы. В 1966 году точно такой же инцидент произошел уже на чужой территории: в безоблачном небе над Испанией. Взрыв был не ядерным, но засеял обширную территорию плутонием. Испанские власти, разумеется, не желали выяснять, какими будут всходы, и потребовали от США провести масштабную очистку, которая обошлась примерно в 120 миллионов долларов.
Еще два года спустя B-52 загорелся в воздухе над Гренландией и врезался в лед. «На воле» оказались 3,8 кг плутония и около 15 кг урана-235. 8 месяцев 700 человек собирали радиоактивный снег и лед, паковали в бочки и отправляли на хранение в США. По счастью, значительную часть работ удалось закончить до оттепели.
Только после этого эпизода американские самолеты перестали брать на боевое дежурство ядерное оружие.
Ужас из космоса
8 месяцев 700 человек собирали радиоактивный снег и лед, пако- вали в бочки и отправляли на хранение в США.
...950 г плутония-238 заметно повысили радиационный фон на всей планете.
С самого начала космической эры встала проблема надежных источников энергии. Наиболее простым и дешевым был бы вариант с солнечными батареями, однако в те годы они еще были несовершенны и быстро теряли эффективность. И никак не помогали на теневых участках орбиты — а значит, надо было тащить в космос еще и тяжелые аккумуляторы. Сейчас технологии шагнули вперед, и основным стал именно «солнечный» способ, но в 1960-е был выбран другой вариант — радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РИТЭГ). Устройство, по меркам атомных технологий, почти примитивное: электричество вырабатывают термопары, один конец которых закреплен на стенках контейнера с топливом, а второй соединен с радиатором. Контейнер нагревается за счет идущего внутри ядерного распада, и разница температур между концами термопар приводит к появлению напряжения за счет термоэффекта. Мощность таких источников невелика — десятки, реже сотни ватт, но зато работать они могут очень долго.
Первая авария космического аппарата с ядерным источником энергии на борту произошла 21 апреля 1964 года. Американский навигационный спутник Transit-5BN-3 не вышел на расчетную орбиту и разрушился над Индийским океаном севернее Мадагаскара. 950 г плутония-238 заметно повысили радиационный фон на всей планете. Но куда более известно другое ЧП, произошедшее в 1970 году.
«Хьюстон, у нас проблема» — это сообщение, переданное с борта «Аполлона-13», стало началом длительной борьбы за жизнь экипажа корабля, поврежденного взрывом кислородного баллона. Причиной была небольшая ошибка: нагреватель кислородного бачка был рассчитан на 28 вольт, а не на 65, которые подали после репетиции запуска корабля. Из-за перегрева повредилась изоляция проводов. На третий день полета произошло короткое замыкание, и в кислородной атмосфере начался пожар, повредивший в том числе главный двигатель. Экипаж воспользовался лунным модулем Aquarius, в конечном итоге скорректировал орбиту и вернулся на Землю. 17 апреля, за час до входа в атмосферу, астронавты отсоединили ставшую ненужной посадочную ступень модуля. В ней находился реактор, а в нем примерно 2,5 кг плутония. К счастью, она упала не на сушу, а в Тихий океан и сейчас находится где-то неподалеку от Фиджи, на глубине около 6 км в желобе Тонга. Поднять ее оттуда не пытались: реактор заключен в антикоррозийную оболочку, которая должна продержаться 870 лет — 10 периодов полураспада плутония-238.
Что было дальше: РИТЭГи применялись на аппаратах, отправленных в дальние уголки Солнечной системы и за ее пределы, — например, на «Галилее», «Викингах» и «Вояджерах». В СССР их ставили на первые спутники связи и на «Луноходы». Кроме того, около тысячи РИТЭГов использовалось как источники энергии для маяков вдоль Северного морского пути. Сейчас их состояние вызывает большое беспокойство — часть пострадала в авариях, содержимое нескольких украдено. Между тем их «начинка» вполне подойдет для изготовления «грязной бомбы».
К сожалению, кроме простоты и надежности конструкции достоинств у РИТЭГов немного. Главный же недостаток — низкая мощность. Он стал особенно актуален, когда в СССР началась разработка разведывательного спутника УС-А, радар которого оказался весьма прожорлив. Для него была разработана установка БЭС-5 «Бук» с ядерным реактором на быстрых нейтронах. С 1970 по 1988 годы было запущено тридцать два таких аппарата. Без проблем не обошлось.
24 января 1978 года спутник «Космос-954» с 31 кг урана-235 вошел в атмосферу и разрушился над севером Канады. Заражены были 124 000 км². В результате масштабной операции (позднее примерно на 20% оплаченной СССР) удалось собрать около 90% радиоактивных веществ. Другой такой же спутник, «Космос-1402», в 1983 году сгорел над Южной Атлантикой. Еще в нескольких случаях срабатывали системы, отделяющие реактор и выводящие его на высокую орбиту, — за несколько веков, которые пройдут до его падения на Землю, радиоактивные вещества в значительной мере распадутся.
Что было дальше: последним советским кораблем с ядерной установкой был «Марс-8», который должен был отправиться к Красной планете в 1996 году. Аппарат был успешно выведен на орбиту, но его разгонный двигатель не включился. Спустя сутки он упал в Тихий океан в районе острова Пасхи.
В начале 2000-х НАСА запустила программу «Прометей» по созданию корабля с ядерным двигателем, первой целью которого должны были стать луны Юпитера. Однако в 2005 году приоритетом объявили пилотируемые полеты, и программу свернули.
Электричество без угля
У почерневших стен, шероховатых от высокой температуры, развивавшейся в этих камерах, стояли согнутые скелеты магнитов. Между ними когда-то проносились осколки атомов, рождая силу и движение, теперь же все было покрыто пылью.
С. Лем, «Магелланово облако»
Проектам мирного использования атомной энергии пришлось подождать, пока с новой игрушкой не освоятся военные. Между бомбардировкой Хиросимы и днем, когда реактор впервые выдал электричество, прошло более шести лет. 20 декабря 1951 года экспериментальный реактор EBR-I в Арко, штат Айдахо, поначалу всего лишь зажег четыре 200-ваттные лампочки, но затем вышел на мощность в 100 кВт, которой вполне хватало на обеспечение энергией здания лаборатории.
А вот первая промышленная АЭС, подключенная к электрической сети, была построена в СССР, в поселке Обнинское Калужской области, вскоре ставшем городом Обнинском. Реактор АМ-1, что расшифровывалось как «Атом мирный», был запущен 27 июня 1954 года, а 1 июля «Правда» с гордостью сообщила: «Впервые промышленная турбина работает не за счет сжигания угля или других видов топлива». Сравнение этой новости с разорвавшейся бомбой будет, пожалуй, не вполне уместным, но ситуацию отразит верно: на Западе не ожидали, что СССР может вырваться вперед в этой области. В последующие годы первую АЭС, генерировавшую 5 МВт, посетили множество гостей — и ученых с мировыми именами, и политиков.
Что было дальше: станция проработала до 2002 года, а сейчас стала музеем.
АЭС выгоднее ТЭЦ почти по всем показателям: к ним не надо ежедневно подвозить эшелоны с топливом, они не сжигают кислород и не выбрасывают вместо него тысячи тонн продуктов сгорания. Недостатков же, по большому счету, два. Во-первых, надо что-то делать с отработанным ядерным топливом. Во-вторых, об экологической чистоте можно говорить только до тех пор, пока станция работает без аварий. А разного рода инцидентов на АЭС по всему миру — десятки. Я не буду останавливаться на Чернобыле — его история хорошо известна, да и на страницах ЛКИ была подробно освещена. Приведу лишь один факт: с экономической точки зрения, убытки от чернобыльской катастрофы превысили суммарную выгоду от эксплуатации всех советских АЭС за все время их существования.
Это интересно: ТЭЦ на угле ежедневно выбрасывают больше радиации, чем АЭС. Дело в том, что в угле содержится небольшое количество естественных радиоактивных веществ, которые почти полностью попадают во внешнюю среду.
Сейчас в России действуют десять АЭС, вырабатывающих около 16% всей электроэнергии. Это Балаковская (Саратовская область), Белоярская (Свердловская область), Билибинская (Чукотский АО), Калининская (Тверская область), Кольская (Мурманская область), Курская, Ленинградская, Нововоронежская, Ростовская и Смоленская. В планах — Балтийская АЭС в Калининградской области и вторые Ленинградская и Нововоронежская станции. Кроме того, в 2013 году должна войти в строй плавучая АЭС «Академик Ломоносов». Она предназначена для обеспечения энергией труднодоступных территорий, в первую очередь — на севере страны.
Кроме того, в наследство от СССР осталось несколько недостроенных станций. Завершена была только Ростовская, к моменту остановки строительства готовая на 95% — она была запущена в 2001 году. В 2008 возобновились работы по сооружению Костромской — ее предполагается ввести в строй в 2017. Возможна достройка и Башкирской АЭС, но не ранее 2020 года.
Наиболее известна Крымская АЭС на полуострове Казантип, о достройке которой речи не идет. В 90-х там проходил фестиваль «Республика КаZантип», а в 2007-м — съемки «Обитаемого острова».
Самый известный случай преднамеренной атаки ядерного объекта — разрушение иракского исследовательского комплекса в пустыне Тхувайтха. Купленный во Франции реактор, по уверениям специалистов, был спроектирован так, чтобы наработка оружейного плутония для бомбы была делом даже не лет, а десятилетий. Однако противников Ирака эти аргументы не убеждали. 30 сентября 1980 года его пытались уничтожить иранские самолеты, но нанесли лишь легкие повреждения. Полностью разрушили реактор ВВС Израиля 7 июня 1981 года. Международное сообщество формально осудило налет, но втайне все вздохнули с облегчением. Ирак заявил, что все равно добьется своего, — но долгая ирано-иракская война не позволила этим планам осуществиться. Впрочем, в 2009 году иракское правительство заявило, что будет требовать от Израиля компенсации за нанесенный ущерб.
Это интересно: как оказалось, за полчаса до израильского налета солдаты ПВО исследовательского центра ушли на обед, выключив радар, чтобы не мешал.
Куда чаще причиной аварий становился не злой умысел, а человеческие ошибки. В 1969 году оператор на французской станции «Сен-Лоран» загрузил в топливный канал не тепловыделяющую сборку, а устройство для регулирования расхода газов — в итоге реактор был остановлен на год. В 1975 году на АЭС «Браун Ферри» в Алабаме проверяли герметичность кабельных вводов в реакторном зале... пламенем свечки. От неосторожного движения загорелась изоляция, и пожар не могли потушить семь часов.
В 1976 году произошла авария при выгрузке топлива на чехословацкой станции «Богунице». Двое сотрудников погибли, потому что аварийный выход был заблокирован, «чтобы предотвратить воровство». Через год эту станцию и вовсе пришлось остановить. С одной из сборок перед загрузкой забыли удалить защитную оболочку — в итоге произошла утечка тяжелой воды, вызвавшая повреждение многих ТВЭЛов и такое загрязнение реактора, что восстановительные работы сочли экономически нецелесообразными.
Это необычно: в 1982 году на территории АЭС, строившейся около Лиона, разорвались пять ракет, украденных у французской армии. Взявший на себя ответственность человек объявил себя «пацифистом и экологом».
Американский Чернобыль
До 1986 года самой крупной аварией на АЭС были события на американской станции «Три-Майл Айленд» 28 марта 1979 года. И в этом случае не обошлось без ошибок персонала.
Началось все с остановки насосов во втором контуре охлаждения. Сработала автоматика, проблема была устранена — но открывшийся аварийный клапан системы охлаждения самого реактора, заклинило, и он более двух часов спускал воду. Операторы не обратили на это внимания и отключили аварийные насосы, восполнявшие недостачу. Реактор разогрелся до 2200°C, так что тепловыделяющие элементы расплавились, и уран с цирконием потекли вниз. К счастью, приехавший инженер разобрался в ситуации и включил аварийные насосы: запаса воды хватило, чтобы предотвратить дальнейшее разрушение реактора. Систему охлаждения смогли перезапустить только через 15 часов.
К счастью, раскаленная масса не прожгла корпус реактора, и радиоактивные вещества в основном остались внутри. Не пришлось даже проводить эвакуацию окрестного населения — для большей части жителей средняя доза была примерно такой же, как при флюорографии. Однако на устранение последствий аварии понадобилось 14 лет и почти миллиард долларов.
Это интересно: за несколько дней до аварии в прокат вышел фильм «Китайский синдром», герои которого боролись с последствиями почти идентичной аварии на АЭС. Фильм был номинирован на несколько наград, и в итоге получил приз за лучший сценарий от Гильдии сценаристов.
Ядерные катастрофы в играх
Если в игре упоминаются ядерные технологии, почти наверняка речь идет об оружии. Если же речь идет об атомных технологиях, то это, как правило, что-то, что злобные они соорудили на погибель всему человечеству, а нам, как обычно, расхлебывать.
Из ролевок в первую очередь вспоминается переживший атомную войну мир Fallout. Здесь приходилось и бродить по зараженным территориям, и чинить реакторы АЭС. Тут кстати упомянуть про Wasteland, прямым потомком которой и был Fallout — просто права на название принадлежали другой фирме, потому пришлось придумать новое, ставшее культовым для любителей ролевых игр.
Из боевиков, конечно, вспомним про S.T.A.L.K.E.R., в котором вы отправитесь гулять непосредственно по ЧАЭС. О том, сколько игра взяла от реального Чернобыля, у нас тоже была большая статья. А в Crysis вы можете лично позапихивать в корабельный реактор замедлители, чтобы предотвратить еще один взрыв.
А вот в стратегиях АЭС встречаются не так редко. К примеру, в C&C: Generals китайские электростанции могли некоторое время давать 150% номинальной мощности — пока не взрывались от перегрузки, загаживая окрестную территорию. Но если там загрязнение было легким неудобством, то в SimCity денег на АЭС жалеть не надо: если рванет, мало не покажется. А в Hearts of Iron 2 развивать технологии до постройки АЭС можно... но не имеет смысла: если вы доживете до этого события, легко выиграете и без них.
Обойдется ли человечество без ядерной энергии в реальном мире — вопрос спорный. В 2009 году АЭС произвели 14% всей электроэнергии, и эта доля все растет. Но есть вероятность, что будущее за более экологичными — и, будем надеяться, мирными — технологиями.
Vova
