Повторится Чернобыль или Фукусима? Физик-ядерщик объяснил, чем грозят нам обстрелы Запорожской АЭС

В марте недалеко от Запорожской АЭС произошел крупный пожар, после этого станция несколько раз оказывалась под обстрелом, и в последние недели новостей об этом становится всё больше и больше. Вместе с тем становится больше и вопросов.

Мы попросили уральского физика-ядерщика Дмитрия Горчакова объяснить, чем грозит обстрел ЗАЭС и для кого эта ситуация опаснее всего. Публикуем его подробную колонку.

Запорожская АЭС, находящаяся с марта под контролем российских войск, в последнее время всё чаще подвергается обстрелам. Ходят слухи о ее минировании, Россия и Украина обвиняют друг друга в ядерном терроризме, а обстановка вокруг станции вызывает всё большее беспокойство на уровне мировых лидеров и главы ООН. Попробую с технической точки зрения объяснить, чем может грозить обстрел этой АЭС и может ли случиться второй Чернобыль.

Как работает ЗАЭС?

Наиболее потенциально опасные в ядерном и радиационном смысле места станции — это реакторные отделения. Их на станции шесть. В них находятся ядерные реакторы и первый радиоактивный контур энергоблоков, а также ядерное топливо. Причем не только внутри самих реакторов, но и отработавшее топливо в бассейнах выдержки, но именно из-за потенциальной опасности реакторные отделения сильнее всего на станции защищены.

В отличие от чернобыльских реакторов РБМК (реактор большой мощности канальный), на Запорожской АЭС находятся водо-водяные реакторы ВВЭР-1000 принципиально иной конструкции. ВВЭР гораздо более компактные, защищенные и безопасные реакторы сами по себе. Также они двухконтурные, то есть радиоактивный теплоноситель не выходит за пределы реакторного отделения, и в них нет горючего графита, зато есть прочный стальной корпус с толщиной стенок в 20 сантиметров.

Особенность систем защиты ВВЭР-1000 еще и в том, что их реакторные отделения герметично закрыты со всех сторон бетонной защитной оболочкой — контейнментом. Его стены толщиной 120 сантиметров изготовлены из предварительно напряженного железобетона. Его основная задача — предотвратить выброс радиации наружу в случае аварии на самом реакторе. Внутри реактора ВВЭР-1000 циркулирует вода под давлением более 150 атмосфер. В случае его разгерметизации весь вырвавшийся радиоактивный пар удержится внутри контейнмента.

Контейнмент также защищает от внешних воздействий — погодных или техногенных. Например, он рассчитан на падение небольшого легкомоторного самолета массой в несколько тонн. Современные же проекты АЭС уже имеют двойные контейнменты и рассчитаны на падение полноценного 400-тонного «Боинга-747».

Что будет, если разрушить энергоблок?

Тем не менее ни один энергоблок АЭС не рассчитан на боевые действия и угрозы. Это мирный гражданский объект, а не военный бункер, поэтому артобстрел в худшем случае может привести к повреждению контейнмента, образованию трещины или даже пробоины, но это само по себе не вызовет ядерной аварии. Если реактор не поврежден, он может работать и без контейнмента.

Только если в результате обстрела будет пробит и сам бетонный контейнмент и будет попадание в сам реактор или оборудование первого контура — тогда возможна его разгерметизация и выброс радиоактивного пара. В худшем случае — вместе с ядерным топливом. Однако это может произойти лишь в результате целенаправленного и длительного обстрела контейнмента либо в результате использования специальных боеприпасов. Случайным снарядом или бомбой такое не сделать. Пробив контейнмент, нужно еще попасть в реактор, спрятанный глубоко внутри здания.

Чем это грозит? Вопреки распространенному мнению, ядерного взрыва это не вызовет.

Ядерного взрыва не было ни в Чернобыле, ни в Фукусиме. Последствия же аварии будут сильно зависеть от многих факторов, включая состояние самого реактора и погодных условий. В худшем случае, если реактор в момент аварии работал на мощности, то возможен довольно сильный паровой взрыв в результате его разгерметизации. Если контейнмент поврежден, то радиоактивный пар и летучие элементы из поврежденного топлива будут выброшены наружу.

В первую очередь далеко может улететь летучий йод-131. Однако его период полураспада всего восемь дней, и он будет представлять угрозу лишь короткое время. Хотя, скорее всего, для простого населения это будет главной угрозой.

Также с аэрозолями может улететь цезий-137 с периодом полураспада в 30 лет, и, как и в Чернобыле, он может определять основное загрязнение территории. Объем выброса и масштаб загрязнений при этом будут зависеть от множества факторов. В худшем случае также возможен выброс и самих фрагментов ядерного топлива из реактора, но в силу их тяжести, наличия остатков контейнмента и конфигурации блоков ВВЭР речь будет идти в основном о локальном загрязнении вблизи блока.

Если же реактор в момент аварии был остановлен уже какое-то время, особенно если речь о неделях, то в нем не будет ни большого давления, способного усилить энергию выброса, ни йода-131, который распадается.

И это уже частично сделано. Из шести энергоблоков до недавнего времени работали лишь три, и то на небольшой мощности. По уму следовало бы заглушить все энергоблоки до лучших времен, но пока несколько из них работают на минимальной мощности.

Какие еще ЧП возможны?

Что еще может случиться? Помимо реакторных отделений, на Запорожской АЭС есть еще одна площадка, где находится ядерное топливо. Это сухое хранилище отработавшего ядерного топлива (СХОЯТ). Раньше его вывозили на хранение и переработку в Россию, но уже много лет Украина от этой практики отказалась.

Сейчас они используют технологию, широко распространенную в США и других странах. Топливо после выгрузки из реактора и нескольких лет хранения в бассейнах выдержки помещается в специальные толстостенные бетонные контейнеры и хранится на открытой бетонной площадке.

Контейнеры довольно прочны и устойчивы к внешним воздействиям, но не рассчитаны на артобстрел и бомбардировки. Вблизи площадки уже были попадания и повреждения вспомогательных датчиков, так что нельзя исключать варианта повреждения этих контейнеров. Но опять же, в худшем случае речь будет идти о разрушении одного или нескольких из них, поврежденных прямым попаданием. Внутри у них нет ни горючих материалов, ни высокого давления, ни короткоживущих летучих элементов типа йода-131, который распался. Так что скорее всего потенциальный ущерб — это локальное загрязнение внутри периметра АЭС.

Может ли повториться сценарий Фукусимы?

Атомная станция — это огромное сооружение, тем более Запорожская, которая является крупнейшей АЭС Европы. Она занимает площадь в несколько квадратных километров, и, кроме реакторных отделений и хранилища топлива, на ней расположены сотни зданий и сооружений, в которые гораздо легче попасть случайно или целенаправленно и разрушить, поскольку они не защищены.

Их разрушение не приведет напрямую к выбросу радиации, однако ряд систем важен для нормального функционирования АЭС и ее систем безопасности.

Даже после остановки реактора его топливо нужно охлаждать, поскольку в нем продолжается распад радиоактивных элементов. Для этого нужна работа насосов, а для них — электроэнергия. Наиболее надежный способ — это брать ее из сети. Худший вариант — если нарушится энергоснабжение станции, будет ее отключение от внешних сетей из-за обрыва линий электропередач, и из-за обстрелов такие обрывы уже случались.

На этот случай у АЭС есть резервные дизель-генераторы. Но вдруг они тоже выйдут из строя? В таком случае возникнет сценарий, который реализовался на Фукусиме.

Это опасно тем, что топливо может перегреться, расплавиться, проплавить корпус реактора и в итоге нарушить герметичность контейнмента. В Фукусиме еще были взрывы водорода, который выделился при реакции воды и перегретых оболочек топлива. Но на этот случай на Запорожской АЭС есть рекомбинаторы водорода, которые работают без электроэнергии и не должны допустить образования опасных концентраций водорода. Так что выброса вверх, как в Фукусиме, при таком сценарии быть не должно, но возможно загрязнение поверхностных и грунтовых вод.

Так что такой сценарий возможен, но подобная авария будет развиваться на протяжении нескольких дней. Перегрев не происходит одномоментно, и в этой ситуации у персонала, если ему помогать, а не мешать, будет время для того, чтобы успеть отреагировать. По сути, сейчас украинский персонал, который и продолжает работать на АЭС, ведет борьбу за живучесть станции в условиях невероятного стресса, восстанавливая повреждаемые системы и пытаясь не допустить аварийных ситуаций. Они все герои. И они же больше всего рискуют, так как большинство сценариев аварий грозит именно локальными загрязнениями и угрожает персоналу и находящимся на станции людям.

Подводя итог, я бы сказал, что в силу конструкционных особенностей авария уровня чернобыльской или фукусимской на Запорожской АЭС маловероятна. Тем не менее аварии на ней возможны, в том числе с выбросом радиации и локальным загрязнением, поэтому никакие военные действия вокруг нее не допустимы и должны быть немедленно прекращены.

Чрезвычайно важно, чтобы как можно скорее на станцию прибыла миссия Международного агентства по атомной энергии для независимой экспертизы ситуации на ней, как в техническом плане, так и в гуманитарном. Но лучше всего было бы, чтобы территория вокруг АЭС была полностью демилитаризована, с миротворцами ООН или каким-то иным способом.

На территории Украины это не единственная АЭС, но, к счастью, пока никаких радиационных аварий не случилось и никто не погиб от радиационного воздействия. Поэтому Запорожская АЭС, несмотря на то, что она привлекает всеобщее внимание и представляет потенциальную угрозу в текущей ситуации, является далеко не главной и не единственной проблемой текущего исторического момента.