Выбросы радиоактивных веществ при разрушении атомных реакторов

 

Несмотря на значительные расхождения в подходе к оценке выбросов радиоактивных веществ при ударе по атомным реакторам, в настоящей работе рассматриваются три вероятных последствия такого удара. В общем не вызывает сомнений, что в самих реакторах, отработанных тепловыделяющих элементах, на заводах по регенерации ядерного топлива и в хранилищах радиоактивных отходов накоплены огромные запасы долгожи-вущих изотопов. Разногласия возникают при обсуждении масштаба и вероятности осуществления такой атаки. Даже если принять точку зрения, в соответствии с которой должны быть рассмотрены все возможные случаи, в вопросе о количественном описании выбросов радиоактивных веществ сохраняются существенные расхождения. Некоторые из принятых в настоящем разделе допущений о распространении радиоактивных веществ ряд исследователей считают крайне маловероятными. Поэтому представленные результаты нельзя рассматривать в отрыве от предположений, на основе которых они были получены; кроме того, нельзя забывать о значительной неопределенности этих результатов. В ядерной войне атомная электростанция мощностью 1 ГВт может быть важной целью. Если выбор целей осуществляется на основе концепции, в соответствии с которой при атаке на промышленное предприятие должна уничтожаться наибольшая возможная доля валового национального продукта (одна из возможных характеристик ущерба, наносимого противнику), то мощные атомные электростанции (1000 МВт (эл.)) становятся целями первостепенной важности для удара боеголовками относительно малой (< 125 кт) мощности (Chester, Chester, 1976). В США примерно 100 таких целей, а по всему миру их около 300. Существуют также военные реакторы и заводы по производству ядерного оружия. Эти цели также могут быть атакованы. Следовательно, выбросы радиоактивных веществ при разрушении реакторов необходимо рассматривать среди других радиологических последствий ядерной войны.
Возможны ли в этом случае выбросы радиоактивных веществ, подобные тем, которые наблюдаются при взрыве боеголовок, — вопрос дискуссионный. Как правило, ядерный реактор находится в железобетонном сооружении со стенами метровой толщины, покрытыми изнутри сантиметровым слоем стали;
В самом здании имеется множество стальных структурных элементов, и, наконец, реактор заключен в корпус толщиной около 10 см. Внутреннее покрытие корпуса реактора и тепловыделяющие элементы способны выдерживать высокие температуры и давления. Чтобы произошел такой же выброс радиоактивности, как при ядерном взрыве, все эти барьеры должны быть разрушены. При взрыве по крайней мере часть радиоактивных веществ, содержащихся в реакторе, будет раздроблена и испарится, так что эти вещества попадут в поднимающееся облако взрыва, возможно, вместе с сотнями килотонн раздробленного и испаренного грунта из кратера и расположенных поблизости строений, включая толстый бетонный фундамент реакторного. чала. При определенных условиях реактор может расплавиться, что приведет к выбросу легко испаряющихся радионуклидов в окружающую среду. В этом случае, однако, зона заражения, будет меньше, чем при разрушении и испарении реактора в результате ядерного взрыва.
Некоторые исследователи полагают, что если реактор окажется в пределах кратера, то содержащиеся в нем радиоактивные вещества могут увеличить локальное и глобальное заражение. Другие считают, что выбросы радиоактивности в случае разрушения реактора будут происходить по-другому, нежели при атомных взрывах. С учетом повышения точности наведения боеголовок на конечной стадии полета представляется вероятным, что здание, где находится реактор, окажется в пределах кратера и огненного шара, если по нему будет нанесен удар и взрыв будет наземным.
Если реактор в течение нескольких лет работал с полной нагрузкой, то с точки зрения долговременных последствий (более года) наибольшую потенциальную опасность представляют отработанные тепловыделяющие элементы, хранящиеся в прудах на территории АЭС, а не сам реактор. Поскольку хранилища отработанных топливных элементов не защищены ни зданием, ни стальной оболочкой, они гораздо более уязвимы. В тех случаях, когда хранилища расположены неподалеку от реакторного зала, при их разрушении может усилиться локальное заражение местности.
Другие источники радиоактивных веществ также могут оказаться важными. С экономической точки зрения заводы по восстановлению ядерного топлива являются менее значимыми объектами, чем АЭС; на их территории, однако, находится огромное количество радиоактивных веществ, выброс которых может заметно увеличить глобальное заражение. В списке важнейших военных целей могут оказаться реакторы, используемые для производства ядерного оружия, и соответствующие восстановительные предприятия. Запасы радиоактивных веществ на территории этих объектов также весьма велики. Первоочередными целями могут быть и атомные военные корабли. Корабельные реакторы, как правило, имеют меньшую мощность, чем промышленные (60—250 МВт (тепл.)) (Ambio Advisors, 1982). В этих реакторах, однако, может содержаться значительное количество радиоактивных веществ, зависящее от количества выработанных после заправки мегаватт-часов. В (нескольких) ядерных реакторах крупного корабля, рассчитанных на многолетнюю работу без дозаправки топливом, может содержаться почти столько же долгоживущих изотопов (например, 90Sr), сколько в функционирующем промышленном реакторе (Rickover, 1980). Кроме того, корабельные реакторы могут оказаться более уязвимыми.
Первые несколько дней радиоактивность продуктов взрыва больше радиоактивности, возникшей из-за разрушения реактора. Аналогично, в течение первого года радиоактивность, возникшая из-за разрушения реактора с водяным охлаждением, выше, чем при разрушении десятилетних хранилищ отработанного топлива. В последующие годы радиоактивность отходов будет выше. Из-за большего количества долгоживущих изотопов мощность дозы, обусловленной выбросом отработанного в течение 10 лет топлива, уже через 2 месяца будет больше, чем после ядерного взрыва мощностью 1 Мт.
Таким образом, при попадании в реактор боеголовки мощностью 1 Мт радиоактивность продуктов взрыва в течение примерно 5 сут будет сопоставима по величине с радиоактивностью, возникшей при разрушении. Через 2 месяца радиоактивность продуктов взрыва уменьшится примерно в 1000 раз по сравнению с ее уровнем, который будет через час после взрыва реактора. Через год вызванное взрывом заражение станет пренебрежимо малым по сравнению с радиоактивностью за счет излучения реакторного горючего, однако уровень заражения в это время уже будет недостаточно высок, чтобы вызвать острые эффекты.