I den andre episoden av "Tsjernobyl", HBO-miniseriene om ulykken i 1986 som ble den verste atomkraftkatastrofen i menneskets historie, er situasjonen ganske dårlig. En stor brann raser i ruinene av reaktoren nr. 4 fra Tsjernobyl kjernekraftverk. Et sykehus i den nærliggende byen Pripyat er overkjørt med strålingsofrene. Dødelig radioaktivt støv har drevet helt ut av Sovjet og inn i Sverige. Luften over reaktoren lyser bokstavelig talt der urankjerne har blitt utsatt. Og menneskene som leder katastrofeaksjonen bestemmer seg for å dumpe tusenvis av tonn sand og bor på kjernen.
Dette er mer mindre hva som skjedde under selve katastrofen i april 1986. Men hvorfor brukte de første respondentene sand og bor? Og hvis en lignende atomkatastrofe skulle inntreffe i 2019, er det da brannmannskapene fortsatt ville gjort?
Du vil virkelig ikke ha en friluftsbrann på en utsatt atomkjerne
Å utsette en brennende atomkjerne for luften er et problem på minst to nivåer, som kjernefysiologer og University of Illinois ved Urbana-Champaign-professor Kathryn Huff fortalte Live Science.
Det første problemet ditt er at du har fått en pågående kjernefysisk reaksjon. Uran skyter av nøytroner, som smeller inn i andre uranatomer og deler dem opp. Disse uranatomene frigjør enda mer energi og mater hele det varme rotet. Denne reaksjonen, som ikke lenger er inneholdt, sprøyter også utrolige nivåer av direkte stråling, og utgjør en dødelig fare for alle som prøver å komme nær den.
Det andre, relaterte - og mye mer alvorlige - problemet er at brannen slipper mye røyk og støv og rusk ut i luften. Alt det søppel kommer rett ut av en atomreaktor, og noe av det er faktisk materie rett fra atomkjernen. Det inkluderer et utvalg av typer (eller isotoper) av relativt lette elementer som dannes når uranatomer splittes.
"Dette er den farlige delen av en ulykke som denne," sa Huff. "Disse isotopene, noen av dem, er giftige for mennesker. Og noen av dem er mer radioaktive enn hva du vil møte i ditt daglige liv. Og noen av dem, i tillegg til å være ganske giftige og radioaktive, er veldig mobil i miljøet. "
Mobile betyr i dette tilfellet at disse isotoper kan komme inn i kroppene til levende ting for å forårsake problemer. Ta for eksempel jod-131, en radioaktiv isotop av jod som levende celler behandler akkurat som vanlig jod.
En røykflue som Tsjernobyl inneholder mye jod-131, som kan drive hundrevis av miles. Den kan havne i elver og komme seg inn i planter, dyr og mennesker. Skjoldbruskkjertlene våre er avhengige av jod og vil absorbere jod-131 akkurat som vanlig jod, og skaper en langvarig kilde til alvorlig stråling i kroppene våre.
(Dette er grunnen til at mennesker i det berørte området, i umiddelbar kjølvannet av kjernekatastrofer, skal ta jodpiller for å fylle kroppens reserver og forhindre at skjoldbruskkjertlene deres absorberer noen av de radioaktive isotoper.)
Sand og bor
Dumping av sand og bor (den faktiske Tsjernobyl-blandingen inkluderte også leire og bly) er et forsøk på å løse både det første og det andre problemet.
Sanden smiler den utsatte reaktoren og krøller den dødelige røykrommen. Og boren, i teorien, kunne kvele atomreaksjonen.
"I en atomreaktor er det isotoper som får reaksjonen til å gå og isotoper som gjør at reaksjonen blir langsom," sa Huff.
For å få en kjernekjedereaksjon i gang, forklarte hun, må du få nok radioaktive isotoper tett sammen til at nøytronene deres, som skyter vilt ut i verdensrommet, har en tendens til å smelle inn i andre atomkjerner og dele dem opp.
"Når et nøytron samhandler med en isotop, er det en viss sannsynlighet, på grunn av strukturen i kjernen, for at den vil absorbere nøytronet," sa hun. "Uran, spesielt uran-235, har en tendens til å absorbere nøytronet og deretter umiddelbart deles fra hverandre. Men bor har en tendens til å bare absorbere nøytronet. På grunn av dets kjernefysiske struktur, er det slags nøytrontørst."
Så dump nok bor på den eksponerte reaktoren nr. 4-kjernen, teorien gikk, og den ville absorbere så mange av de vilt skyte nøytronene at reaksjonen ville stoppe.
I Tsjernobyls tilfelle viste det seg imidlertid at dumping av bor og andre nøytronabsorbenter på reaktoren ikke fungerte, delvis på grunn av den ad hoc-helikopter-dumping-tilnærmingen som anleggets design nødvendiggjorde.
"Den intense strålingen drepte flere piloter," rapporterte BBC i 1997, og la til, "Det er nå kjent at til tross for disse ofrene, nesten ingen nøytronabsorbenter nådde kjernen."
Likevel, sa Huff, prinsippet sovjeterne brukte - nøytronabsorbenter for å stoppe reaksjonen, kombinert med materialer for å slå de radioaktive isotoper ut av luften - var lyd. Og i tilfelle en lignende katastrofe i dag, ville responsteamene ta en tilnærming basert på den samme underliggende teorien.
Den store forskjellen, sa hun, er at moderne atomkraftverk (i alle fall i USA) er designet for å gjøre mye av det arbeidet selv.
Moderne reaktorer er langt tryggere og mye mer forberedt på problemer - men de bruker fremdeles bor i nødhåndbøkene sine
Huff påpekte i lengden at amerikanske (og andre riktig avanserte) atomreaktorer er mye mindre sannsynlig enn Tsjernobyl å møte noen form for katastrofe - aldri kjører like varme og opererer i sterkere fartøy. Og bygningene i seg selv er designet for å gjøre mye av arbeidet med å tømme en kjernefysisk reaktorbrann og en radioaktiv røyke, la hun til.
Moderne reaktorer er utstyrt med kjemiske sprayer som kan oversvømme en reaktorbygning og slå radioaktive isotoper ut av luften før de kan unnslippe. Og i motsetning til Tsjernobyl, inneholder atomkraftverk i USA helt i forseglede strukturer av sement og armeringsjern (et nett av forsterkede stålstenger). Disse forseglede skjellene er overkonstruerte til det punktet at i det minste i teorien, til og med en betydelig eksplosjon ikke ville bryte dem. Du kan krasje en liten stråle inn på siden av en av disse bygningene, og den ville ikke utsette kjernen. Som en del av en test gjorde faktisk den amerikanske regjeringen nettopp det mot et tomt inneslutningsfartøy i 1988. Flyktninghjelpen opplyser at det fortsatt pågår studier om store jetpåvirkninger.
Alt som gjør en katastrofe i Tsjernobyl-skala usannsynlig, selv om Union of Concerned Scientists skriver at mindre (men fortsatt farlige) strålingslekkasjer er en reell trussel som USA ikke er tilstrekkelig forberedt på.
Når det er sagt, har den amerikanske atomreguleringskommisjonen (NRC), for hver eneste av de 98 kjernekraftreaktorene som opererer i landet, utarbeidet nødhåndbøker hundrevis av sider. Disse legger ut instruksjoner for hva respondentene bør gjøre i tilfelle alle slags noe plausible til høyst usannsynlige nødsituasjoner).
Disse håndbøkene er tilgjengelige på vanlig engelsk på Flyktninghjelpens nettsted. Her er en for Palo Verde, et stort anlegg i det vestlige Arizona. Du kan finne instruksjoner for når du skal skyve masse bor inn i kjernen (så snart reaktoren ikke klarer å stenge normalt). Den så hva de skulle gjøre hvis fiendtlige styrker angriper anlegget (begynner blant annet å forberede en regional evakuering i det øyeblikket det blir klart at styrkene kan forårsake en betydelig strålingslekkasje). Og i tilfelle betydelige mengder radioaktivt materiale rømmer ut i atmosfæren, står det hvem som erklærer en evakuering (Arisons guvernør, basert på anbefalinger fra tilsynsmyndigheter på stedet).
Disse planene går ikke i detalj om hendelser i Tsjernobyl-stil, men NRC har siden 9. september utviklet retningslinjer for mer ekstreme katastrofer. Imidlertid, sa Huff, vil bekjempelse av en brann på en utsatt urankjerne alltid komme til mer eller mindre fancy versjoner av dumping av bor og sand.
