Три от най-катастрофалните ядрени събития на XX век се случват в три града – два в Япония и един в Украйна. Вероятно всички знаем какво се е случило на тези места. По-малко очевидно обаче е защо днес хората могат да живеят нормално в Хирошима и Нагасаки, докато големи части от района около Чернобил продължават да бъдат необитаеми.

Какво всъщност се случва?

Историите на тези бедствия са добре известни, но си струва да припомним основните събития. В началото на август 1945 г., в самия край на Втората световна война, Съединените щати взривяват две атомни бомби – Little Boy и Fat Man – над японските градове Хирошима и Нагасаки с интервал от три дни. В резултат от атаките загиват общо между 129 000 и 226 000 души, повечето от които цивилни. Дори хората, които непосредствено след експлозиите се втурват към разрушените градове, за да помагат на пострадалите, скоро усещат тежките последици от излагането на радиация.

През следващите години сред много от оцелелите са регистрирани случаи на левкемия, други видове рак и тежки заболявания. При бременните жени, изложени на въздействието на взривовете, значително по-често се наблюдават спонтанни аборти и смъртност сред новородените. Децата, които оцеляват, са изложени на по-висок риск от нарушения в развитието, интелектуални затруднения, забавен растеж и онкологични заболявания. Повече за това как различните дози радиация въздействат върху човешкия организъм може да прочетете и в „Обекти“.

Бомбардировките над Хирошима и Нагасаки и до днес остават единствените случаи в историята, при които ядрено оръжие е използвано срещу населението на противникова държава. Катастрофата в Чернобил, от друга страна, е резултат от авария. Тя се случва през нощта на 26 април 1986 г., когато дефектен реактор експлодира и освобождава опасни радионуклиди в атмосферата. Взривът разпръсква радиоактивно замърсени вещества върху огромни територии от тогавашния Съветски съюз – в днешните Беларус, Украйна и Русия.

При самата експлозия загиват двама души, а още около 28 умират в рамките на следващата седмица. Впоследствие приблизително 600 000 души, участвали в операциите по овладяване на аварията и разчистване на последиците от нея – т.нар. „ликвидатори“ – са изложени на опасни нива на радиация.

Съветските власти известно време прикриват случилото се, а оскъдната и противоречива информация за бедствието прави изключително трудно определянето на действителния брой жертви. Според оценки на ООН около 50 души са починали като пряка последица от аварията, но през 2005 г. е прогнозирано, че вследствие на дългосрочните ефекти от радиационното облъчване броят на починалите може в крайна сметка да достигне около 4000 души.

Така имаме два на пръв поглед парадоксални случая. От едната страна са две огромни експлозии, отнели изключително много човешки животи за сравнително кратко време. От другата е далеч по-малък взрив, причинил по-малко непосредствени жертви, но оставил много по-мащабни и трайни последици за околната среда. Как се обяснява тази разлика?

Експлозиите и делящите се материали

Основната разлика се крие в характера на самите бедствия – и по-конкретно в това колко различни са експлозията на ядрена бомба и аварията в ядрен реактор.

Бомбите над Хирошима и Нагасаки са взривени високо над земната повърхност. Това увеличава максимално разрушителния ефект на ударната вълна и причинява огромни непосредствени поражения, но същевременно ограничава количеството радиоактивен материал, който остава концентриран на земята.

В Чернобил ситуацията е съвсем различна. Експлозията е значително по-малка и се случва на нивото на земята, но изхвърля в атмосферата над 400 пъти повече радиоактивен материал. Освен това в околностите остават огромни количества радиоактивни отломки – включително части от самия реактор, силно замърсени с радиация.

Друг съществен фактор е количеството делящ се материал, използвано във всеки от случаите. Повечето ядрени оръжия и реактори използват обогатен уран с висока концентрация на изотопа уран-235 (U-235). Именно този изотоп служи като гориво в ядрените реактори и позволява освобождаването на огромно количество енергия при ядрен взрив.

Процесът се основава на ядреното делене. Неутрони разцепват ядрата на атомите на U-235, при което се освобождава огромно количество енергия. При разпадането на един атом на U-235 се отделят и нови неутрони. Те на свой ред предизвикват деленето на други атоми, които освобождават още енергия и още неутрони. Така се развива ядрена верижна реакция.

При ядреното оръжие целта е възможно най-голяма част от наличния уран да участва в реакцията за възможно най-кратко време и така почти мигновено да се освободи огромно количество енергия. За предизвикването на мощна експлозия всъщност не е необходимо чак толкова голямо количество уран – 1 килограм U-235 може да освободи енергия, равностойна на приблизително 17 килотона тротил.

Little Boy – бомбата, хвърлена над Хирошима – съдържа 64 килограма уран, като делът на U-235 в него е около 80 процента.

В един ядрен реактор процесът протича по съвсем различен начин. Там се използват регулиращи пръти, които поглъщат част от свободните неутрони и така позволяват верижната реакция да бъде поддържана с много по-ниска интензивност, но в продължение на значително по-дълъг период. Затова реакторът се нуждае от много по-голямо количество ядрено гориво. В Чернобил например е имало около 180 тона гориво.

Защо последиците от Чернобил са толкова дълготрайни?

Ядрените реактори произвеждат и големи количества силно радиоактивни странични продукти. В зависимост от състава и активността им ядрените отпадъци обикновено се разделят на нискоактивни (LLW), средноактивни (ILW) и високоактивни (HLW).

В ядрените отпадъци присъстват различни радиоактивни вещества, като сред най-опасните са цезият и йодът. В реактори като този в Чернобил се използва и графит като забавител на неутроните.

Обикновено, когато ядреното гориво се изчерпи и вече не може ефективно да произвежда енергия, то се заменя и остава на съхранение в централата, докато бъде безопасно обезвредено или преработено за повторна употреба. При аварията в Чернобил обаче експлозията изхвърля тези материали директно в атмосферата и ги разпръсква в околната среда.

Много от образувалите се радиоактивни продукти имат дълъг период на полуразпад. С други думи, те запазват опасните си свойства в продължение на много години и представляват риск за човешкото здраве далеч след самата авария.

Именно затова възстановяването на райони, засегнати от ядрени бедствия, е толкова сложен и продължителен процес. След авариите в Чернобил и Фукушима например учените изследват дори възможността слънчогледи да се използват за извличане на радиоактивни замърсители от околната среда.

Именно съчетанието от всички тези фактори обяснява защо десетилетия след аварията районът около Чернобил остава негостоприемен за постоянно човешко обитаване, докато Хирошима и Нагасаки отдавна са възстановени и населени градове.

Източник: IFLScience; превод и редакция: Владимир Тодоров