В этой статье мы обсудим, почему можно жить в Хиросиме, но нельзя в Чернобыле. Оба города пережили крупную атомную катастрофу, в результате которой произошел выброс радиоактивных осадков. В Хиросиме была взорвана урановая делящаяся атомная бомба "Маленький мальчик" мощностью 15 килотонн тротила. Урановые делящиеся реакторы Чернобыля производили 3200 МВт (мегаватт) тепловой энергии, также используя делящийся уран. Как вы знаете, реактор взорвался.
Хиросима сегодня здравствует и процветает, а Чернобыль остается необитаемым. Так в чем же разница между этими катастрофами?
Короткий ответ - количество радиации. Очевидно. Но давайте рассмотрим более глубокий ответ.
Тип детонации
Первая причина - это тип детонации. Атомная бомба в Хиросиме была взорвана на высоте сотен метров над землей, чтобы максимизировать ее мощность. При взрыве бомба полностью испарилась, и поэтому радиация распространилась на огромную площадь в результате взрыва.
Именно поэтому ветер сильно влияет на распространение радиоактивных веществ в атомной бомбе, как показано ниже;
Ветер не был важным фактором взрыва в Чернобыле, потому что это был не такой мощный взрыв, как атомная бомба маленького мальчика, кроме того, взрыв произошел на уровне земли. В то время как Чернобыль выбросил в воздух большое количество радиоактивных осадков, давление резервуара вызвало слабый взрыв на уровне земли. В результате огромные куски радиоактивного материала остались на меньшей площади.
Механизм реакции
И бомба, и реактор получают энергию от деления урана 235. Я кратко расскажу, как это работает, а затем отвечу, почему это имеет отношение к нашей проблеме: "Почему можно жить в Хиросиме, но не в Чернобыле".
В атомной бомбе мы хотим высвободить как можно больше энергии как можно быстрее, для этого используется цепная реакция, в которой уран 235 поглощает нейтрон, подвергается делению, выделяет много энергии и высвобождает 3 новых нейтрона.
3 нейтрона затем повторят этот цикл. Таким образом, плотность нейтронов в ядре увеличивается, и мы говорим, что достигнута критичность. Это то, что мы хотим получить в атомной бомбе. Вы можете видеть, как быстро идет цепная реакция: 1 нейтрон дублирует себя до 81 всего за два 4 цикла.
Для масштаба, при полном делении 1 кг 235 U высвобождается энергия, эквивалентная энергии примерно 17 кт тротила.
В атомном реакторе мы хотим иметь стабильную постоянную мощность. Мы можем использовать те же процессы деления, что и выше, но использовать управляющие стержни таким образом, чтобы при каждом делении только 1 новый уран 235 поглощал нейтрон.
Когда плотность нейтронов в ядерном реакторе остается стабильной от поколения к поколению (создается столько же новых нейтронов, сколько теряется), цепная реакция деления является самоподдерживающейся.
Механизмы этих реакций важны, потому что в атомной бомбе мы сжигаем обогащенный уран как можно быстрее, и поэтому нам не нужно много делящегося материала. Но в активной зоне реактора должно быть много материала, чтобы реакция была стабильной и самоподдерживающейся. Поэтому на урановой электростанции будет гораздо больше обогащенного урана. В Хиросиме было 46 кг урана, а в Чернобыле - 180 тонн реакторного топлива.
Реактор также накапливает огромное количество ядерных отходов за несколько недель работы. Существует множество различных отходов, но самые вредные - это цезий, йод и облученные графитовые модераторы. Все они остаются в реакторе до тех пор, пока их не заменят новыми топливными стержнями. В отличие от атомной бомбы, которая производит отходы только от топлива, используемого при взрыве. В атомной бомбе не будет отходов, образовавшихся за последние несколько недель.
Хотя доза радиации от атомной бомбы все равно была бы смертельной, все эти вышеперечисленные причины вместе взятые объясняют, почему Чернобыль был намного хуже с точки зрения радиации.