في الحلقة الثانية من "Chernobyl" ، مسلسلات HBO حول حادث 1986 الذي أصبح أسوأ كارثة للطاقة النووية في تاريخ البشرية ، فإن الوضع سيئ جدًا. احتدام حريق كبير في أنقاض المفاعل رقم 4 في محطة تشيرنوبيل للطاقة النووية. مستشفى في بلدة بريبيات المجاورة يعج بضحايا الإشعاع. انجرف الغبار المشع المميت إلى أقصى حد بعيدًا عن الاتحاد السوفييتي وإلى السويد. يتوهج الهواء فوق المفاعل حرفياً حيث يتعرض قلب اليورانيوم. ويقرر الأشخاص الذين يقودون الاستجابة للكوارث التخلص من آلاف الأطنان من الرمال والبورون في القلب.
هذا أقل ما حدث خلال الكارثة الفعلية في أبريل 1986. لكن لماذا استخدم المستجيبون الأوائل الرمل والبورون؟ وإذا حدثت كارثة نووية مماثلة في عام 2019 ، فهل هذا ما سيفعله رجال الإطفاء؟
أنت لا تريد حريقًا في الهواء الطلق على قلب نووي مكشوف
إن كشف قلب نووي محترق في الهواء يمثل مشكلة على مستويين على الأقل ، مثل مهندس المفاعلات النووية وجامعة إلينوي في أستاذة أوربانا شامبين كاثرين هوف قالت لـ Live Science.
مشكلتك الأولى هي أن لديك رد فعل مستمر للانشطار النووي. يقوم اليورانيوم بإطلاق النيوترونات التي تصطدم بذرات اليورانيوم الأخرى وتقسمها. تطلق ذرات اليورانيوم تلك المزيد من الطاقة وتغذي الفوضى الساخنة بأكملها. إن رد الفعل هذا ، الذي لم يعد موجودًا ، ينفث أيضًا مستويات لا تصدق من الإشعاع المباشر ، مما يشكل خطرًا مميتًا على أي شخص يحاول الاقتراب منه.
مشكلتك الثانية ذات الصلة - والأكثر خطورة - هي أن النار تطلق الكثير من الدخان والغبار والحطام في الهواء. كل ذلك الزبالة يخرج مباشرة من مفاعل نووي ، وبعضه في الواقع يهم مباشرة من القلب النووي. يتضمن ذلك مجموعة متنوعة من أنواع (أو نظائر) العناصر الخفيفة نسبيًا التي تتشكل عند انقسام ذرات اليورانيوم.
قال هوف "هذا هو الجزء الخطير من حادث مثل هذا". "هذه النظائر ، بعضها سامة للبشر. وبعضها أكثر إشعاعًا مما قد تواجهه في حياتك اليومية. وبعضها ، بالإضافة إلى كونه شديد السمية والمشعة ، الجوال في البيئة ".
المحمول ، في هذه الحالة ، يعني أن تلك النظائر يمكن أن تدخل أجسام الكائنات الحية لإحداث مشاكل. خذ ، على سبيل المثال ، اليود 131 ، وهو نظير مشع لليود تعامله الخلايا الحية مثل اليود العادي.
يحتوي عمود الدخان مثل Chernobyl على الكثير من اليود 131 ، والذي يمكن أن ينجرف مئات الأميال. يمكن أن ينتهي بها المطاف في الأنهار وتشق طريقها إلى النباتات والحيوانات والبشر. تعتمد الغدد الدرقية لدينا على اليود وستمتص اليود 131 تمامًا مثل اليود العادي ، مما يخلق مصدرًا طويل الأمد للإشعاع الخطير داخل أجسامنا.
(لهذا السبب ، في أعقاب الكوارث النووية مباشرة ، من المفترض أن يأخذ الأشخاص في المنطقة المتضررة حبوب اليود لملء احتياطيات أجسادهم ومنع الغدة الدرقية من امتصاص أي من النظائر المشعة.)
الرمل والبورون
إن إغراق الرمال والبورون (يشمل خليط تشيرنوبيل الفعلي أيضًا الطين والرصاص) هو محاولة لحل المشكلتين الأولى والثانية.
يقوم الرمل بتلطيخ المفاعل المكشوف ، وإسقاط عمود الدخان القاتل. والبورون ، نظريا ، يمكن أن يسحق التفاعل النووي.
وقال هوف "في مفاعل نووي ، هناك نظائر تجعل التفاعل يذهب والنظائر التي تجعل التفاعل بطيئًا".
وأوضحت أنه للحصول على تفاعل تسلسلي نووي ، تحتاج إلى الحصول على ما يكفي من النظائر المشعة بالقرب من بعضها بحيث تميل نيوتروناتها ، التي تطلق بقوة في الفضاء ، إلى الانصهار في نوى ذرية أخرى ، وتقسيمها.
وقالت: "عندما يتفاعل النيوترون مع النظير ، هناك احتمال معين ، بسبب بنية نواته ، أنه سيمتص النيوترون". "يميل اليورانيوم ، على وجه التحديد اليورانيوم 235 ، إلى امتصاص النيوترون ثم ينقسم على الفور. لكن البورون يميل إلى امتصاص النيوترون فقط. بسبب تركيبه النووي ، فإنه نوع من العطش النيوتروني."
لذا ، ألقيت كمية كافية من البورون على المفاعل المكشوف رقم 4 ، ذهبت النظرية ، وستمتص الكثير من النيوترونات التي تطلق العنان بشكل كبير بحيث يتوقف التفاعل.
ومع ذلك ، في حالة تشيرنوبيل ، فإن إلقاء البورون وممتصات النيوترونات الأخرى على المفاعل اتضح أنه لا يعمل ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى نهج الإغراق المروحي المخصص الذي استلزمه تصميم المصنع.
وذكرت هيئة الإذاعة البريطانية عام 1997 أن "الإشعاع الشديد أدى إلى مقتل عدد من الطيارين ، مضيفة أنه" من المعروف الآن أنه على الرغم من تلك التضحيات ، لم تصل أي مواد امتصاص نيوترونية إلى القلب ".
ومع ذلك ، قال هوف ، إن المبدأ الذي استخدمه السوفييت - ممتصات النيوترون لإيقاف التفاعل ، إلى جانب المواد اللازمة لإخراج النظائر المشعة من الهواء - كان سليماً. وفي حالة وقوع كارثة مماثلة اليوم ، ستتبع فرق الاستجابة نهجًا يستند إلى نفس النظرية الأساسية.
وقالت إن الاختلاف الكبير هو أن المصانع النووية الحديثة (على الأقل في الولايات المتحدة) مصممة للقيام بالكثير من هذا العمل بنفسها.
المفاعلات الحديثة أكثر أمانًا وأكثر استعدادًا للمشكلات - لكنها لا تزال تستخدم البورون في كتيبات الطوارئ الخاصة بها
وأشار هوف مطولًا إلى أن المفاعلات النووية الأمريكية (وغيرها من الأجهزة المتقدمة بشكل صحيح) أقل احتمالًا بكثير من تشيرنوبيل لمواجهة أي نوع من الكوارث - لا تعمل أبداً بنفس السخونة وتعمل في السفن الأكثر ثباتًا. وأضافت أن المباني نفسها مصممة للقيام بالكثير من العمل لإسقاط نار مفاعل نووي وعمود مشع.
تم تجهيز المفاعلات الحديثة بالبخاخات الكيميائية التي يمكن أن تغمر مبنى المفاعل ، وتطرد النظائر المشعة من الهواء قبل أن تتمكن من الفرار. وعلى عكس تشيرنوبيل ، يتم احتواء المنشآت النووية في الولايات المتحدة بالكامل في هياكل مختومة من الاسمنت وحديد التسليح (شبكة من قضبان الصلب المقوى). تم تصميم هذه الأصداف المغلقة بشكل مفرط لدرجة أنه ، من الناحية النظرية على الأقل ، حتى الانفجار الكبير لن يخرقها. يمكنك تحطم طائرة صغيرة في جانب أحد هذه المباني ، ولن يكشف جوهرها. في الواقع ، كجزء من الاختبار ، فعلت حكومة الولايات المتحدة ذلك فقط لسفينة احتواء فارغة في عام 1988. تذكر اللجنة النرويجي للاجئين أن الدراسات المتعلقة بتأثيرات الطائرات الكبيرة لا تزال جارية.
كل ذلك يجعل كارثة على نطاق تشيرنوبيل غير محتملة ، على الرغم من أن اتحاد العلماء المهتمين يكتب أن التسريبات الإشعاعية الأصغر (ولكنها لا تزال خطرة) تشكل تهديدًا حقيقيًا لم تعد الولايات المتحدة له على النحو المناسب.
ومع ذلك ، قامت اللجنة التنظيمية النووية الأمريكية (NRC) ، لكل واحد من مفاعلات الطاقة النووية الـ 98 العاملة في البلاد ، بصياغة كتيبات الطوارئ التي يبلغ طولها مئات الصفحات. تحدد هذه الإرشادات ما يجب على المستجيبين فعله في حالة وقوع جميع أنواع الطوارئ المعقولة إلى حد ما لحالات الطوارئ غير المحتملة إلى حد كبير).
هذه الكتيبات متوفرة باللغة الإنجليزية البسيطة على موقع المجلس النرويجي للاجئين. هذا هو مصنع Palo Verde ، وهو نبات كبير في غرب ولاية أريزونا. يمكنك العثور على تعليمات حول وقت دفع الكثير من البورون في القلب (بمجرد فشل المفاعل في الإغلاق بشكل طبيعي). ورأى ما يجب فعله إذا هاجمت القوات المعادية المصنع (من بين أمور أخرى ، البدء في إعداد إخلاء إقليمي في اللحظة التي يتضح فيها أن القوات قد تسبب تسرب إشعاعي كبير). وفي حالة هروب كميات كبيرة من المواد المشعة إلى الغلاف الجوي ، تقول من يعلن إخلاء (حاكم أريزونا ، بناءً على توصيات من مشرفي الموقع).
لا تدخل هذه الخطط في تفاصيل كبيرة حول أحداث أسلوب تشيرنوبيل ، على الرغم من أن مجلس اللاجئين النرويجي وضع منذ 9/11 مبادئ توجيهية للكوارث الأكثر شدة. ومع ذلك ، قال هوف ، إن مكافحة حريق على قلب يورانيوم مكشوف سينخفض دائمًا إلى إصدارات فاخرة أكثر أو أقل من إلقاء البورون والرمل.
