Катастрофата в Япония – фактите и изводите

Подтикнат от един коментар под предишен запис, реших да драсна няколко реда по темата. Като кратък разказ какво се е случило, лично мнение за изводите и място за коментари на баннати от вестникарските форуми.

Фактите

Геотектонично, Япония се намира на стика на две литосферни плочи - Тихоокеанската, и колкото и да е странно, Северноамериканската. (Северноамериканската континентална плоча не свършва на запад на Беринговия пролив - тя продължава под Чукотка и Източен Сибир, и се спуска на юг към Манчжурия и Корея, и под Източнокитайско море.) Тихоокеанската плоча (от изток) натиска Северноамериканската (от запад), и се подпъхва под нея. При това ръбчето на Северноамериканската плоча се надига; Япония е именно това надигнато над океана ръбче.

В процеса на подпъхването Тихоокеанската плоча увлича в дълбочина наноси и дънни минерали, заедно с водата в тях. Високите температури и налягания ги преработват, част от тях се превръща в лава, и изригва през японските вулкани. Също, при подпъхването двете плочи се трият една в друга, и триенето задържа движението на предните им части. Масата на плочите зад тях обаче продължава да се движи, и натискът бавно расте; когато надхвърли силата на триенето, плочите повече или по-малко внезапно приплъзват една над друга, освобождавайки част от напрежението. Колкото повече натиск се е насъбрал, толкова по-рязко и по-голямо е приплъзването. На български му казват земетресение.

Приплъзването, освободено при сегашното земетресение в Япония, е огромно. По спътникови данни, Япония се е преместила средно с 4 метра на изток (неравномерно - на някои места с до 20 метра). Също, надигнатите от задържането при триенето плочи са се "слегнали" - нивото на източния бряг на места е спаднало с около половин метър.

В резултат на това слягане се е ускорило въртенето на Земята. При слягането на плочите се получава ефект, подобен на този при въртяща се фигуристка на лед, която прибира ръце по-близо до тялото си - въртенето се ускорява. Тъй като вертикалното слягане е сравнително малко, ускоряването е милионни части от секундата в денонощие. Ако не сте атомен часовник, надали ще ви касае.

Комбинацията от изместването и слягането обаче има много голям ефект. Реално, почти цяла Япония отведнъж е "нагазила" в океана с няколко метра. Преместила се е хоризонтално и вертикално такава огромна земна маса, че е променила с около 15 см. оста на въртене на Земята. Това също надали ще ви касае, ако не сте свръхпрецизна астрономическа обсерватория. Много хора обаче е засегнала вдигнатата от това "цопване" вълна - ударилото Япония цунами. Твърди се, че ако не е бил неговият принос, от земетресението са щели да загинат не повече от десетина души. (Колко ли щяха да загинат от подобно земетресение в България? Боя се, че отговорът е лесен... )

Ядрената история

Става дума за атомната електроцентрала Фукушима. Разположена на източния бряг на страната, доста близо до епицентъра на земетресението, и в залив, който неизбежно усилва ефекта на цунамито, тя се е оказала тежко засегната. Ето и кратко описание какво се е случило (по информацията, която успях да събера до момента):

При ядрената реакция в реакторите се отделя голямо количество топлина. Именно то се използва за получаване на електроенергия. В реактора циркулира охладител - в някои реактори, както във Фукушима, вода под високо налягане, в други разтопен натрий, и т.н. - което го охлажда. Охладителят пък се охлажда в междинен топлообменник, където нагрява вторичен охладител, като правило вода. Тя се изпарява и върти турбината на генератора, който произвежда електричеството.

Във Фукушима земетресението е било в пълната си сила (изместването на земята там е било над 4 метра). Както е по правилата (а те в Япония се спазват), автоматиката моментално е изключила реакторите. Проблемът е, че това не спира ядрената реакция в тях, а оттам и нуждата да бъдат охлаждани. А за да работят помпите, които движат охладителя, е нужна електроенергия.

При нормална работа самата електроцентрала дава предостатъчно енергия. При подобен инцидент обаче се разчита на вторичен източник - ток от електрическата мрежа. Проблемът е, че заради огромния си обсег земетресението е прекъснало работата на практика на всички електроцентрали на целия остров Хоншу. Съответно, е нямало откъде и как да дойде електроенергия отвън.

За такива случаи в електроцентралата има предвидено трето ниво на подсигуряване - дизелови генератори, които да се включат и да захранят помпите. Което и станало, с японска точност. Проблемът дошъл час по-късно, когато вдигнатото цунами се стоварило върху централата. Вълната заляла помещението, където се намират дизелите, и те спрели. (На някои места тя е навлязла в сушата с около 10 километра.)

За този вариант има предвидено и четвърто ниво на подсигуряване - акумулатори, които могат да поддържат работата на помпите в течение на осем часа. Смятало се е, че за толкова време с гаранция или ще бъде пуснат поне един реактор, който да даде ток, или мрежата ще бъде възстановена и ще дойде ток отвън, или от евентуално всичките спрели дизели ще бъде ремонтиран и пуснат поне един, който да захрани помпите. Заради непрекъснатите вторични трусове обаче се е оказало невъзможно да пуснат реактор в централата. Точно същото ставало с всички други японски централи, така че ток не можел да дойде отникъде. А хвърлената от цунамито водна маса не се оттекла достатъчно за осем часа, за да се отводни дизеловото помещение. Така че накрая циркулацията на охладителя в реакторите спряла.

В конструкцията на реакторите е предвиден и този случай, доколкото е възможно. Пренагрятата в реакторите вода започва да се изпарява, въпреки високото налягане, и изпарението й отнема от генерираната топлина. Инженерите в електроцентралата могат да изпуснат навън парата, и така за известно време да вентилират топлина от реактора. Изпуснатата пара съдържа радиоактивни изотопи, генерирани в нея от облъчването от реактора. Почти всички те обаче са много краткоживеещи, и само за няколко дни се разпадат до пренебрежими нива. Така че при липса на друго и това е вариант. Това и са направили инженерите. (Заради това нивото на радиацията в командната зала се е повишило до около хиляда пъти над нормата, и после е спаднало до няколко пъти над нормата.)

Ако обаче почти всичкият охладител в реактора се изпари, температурата в него ще продължи да се повишава. Първоначално ще се стигне до температури, при които циркониевата обшивка на касетите с ядрено гориво ще реагира с останалата вода и водните пари, и ще се отдели водород. Смесен с въздуха, той образува експлозивна смес - от първата случайна искра, или просто от повишаващата се температура той може да се взриви, и да разруши корпуса на реактора. (Това се е случило в Чернобил - натрупаният от реакцията водород експлодира и разрушава реактора, след което графитните блокове, от които е изграден реакторът РБМК, се запалват от високата температура и притока на въздух, и горят подобно на въглища. А тъй като са силно радиоактивни, избълват неизвестно колко милиона кюри във въздуха...)

Във Фукушима също се е стигнало до отделяне на водород. Инженерите са се досетили да го изпуснат от корпусите на реакторите в реакторните зали. Там той е експлодирал и е разрушил залите на реактори 1, 2 и 3, но корпусите на реакторите до този момент са останали здрави. (Реакторите се правят от специална стомана, а и реакторните зали във Фукушима са проектирани така, че при инцидент стените им да паднат навън, за да не повредят корпуса на реактора.)

Ако и дотогава не се намери начин реакторът да бъде охладен, циркониевата обшивка на касетите може да се разтопи, и атомното гориво да се изсипе от тях на пода на реактора. То е във вид на керамични таблетки, които издържат механично до много високи температури, но прегрятата водна пара в реактора може да извлече от тях някои по-летливи изотопи. Ако такава пара бъде изпусната навън, това е далеч по-неприятно от охладителната пара от първия етап - изотопите в нея са по-концентрирани и по-дългоживеещи. Стигне ли се дотам, централата ще бъде заразена до степен да е неизползваема, по мерките на цивилизования свят. Опасността от сериозно и трайно радиоактивно заразяване на територии извън централата обаче все още е сравнително малка.

Изсипаното на пода на реактора гориво ще продължи да повишава температурата си, докато не разтопи и високотопимата стомана на корпуса му, и не потъне в земята под централата. Това качва тежестта на ядрения инцидент с още една степен. Тази земя ще е смъртоносна десетки хиляди години - по човешките мерки завинаги. Ако обаче няма значително изхвърляне нагоре, все още опасността за радиоактивно заразяване на широки територии е малка.

Докъде се е стигнало във Фукушима, по информация към момента? Виделите, че нямат как да охладят реакторите инженери още преди експлозията предвидили какво ще се случи, и повикали спешно всички пожарни наоколо. Поради липсата на време или удобства не смогнали да прокарат маркучите за вода в реакторната зала. След експлозията й станало възможно да наливат вода право върху реактора, и да го охлаждат пряко. Това им дало време да подсигурят отнякъде източник на ток, и да задействат и помпите (някои от които вече са били повредени, вероятно от високата температура). Тъй като пречистената вода, която охлажда отвътре реакторите във Фукушима, е била изпарена, използвали направо морска вода. Тя е корозивна, но стигнало ли се е дотам, тези реактори така или иначе не се очаква да бъдат експлоатирани вече.

Към момента, според информацията, която съм намерил, положението в реактори 1 и 3 се смята за извън критична опасност. Най-вероятно циркониевата обшивка на горивните касети е корозирала, и може би отчасти се е разпаднала, но не се е стигнало до разтапяне и пробив на корпусите на реакторите. Вероятно ще е необходимо тези реактори да бъдат интензивно охлаждани поне още няколко години, но най-страшното ще е отминало.

Сериозен повод за опасение е реактор 2. По данни на японските власти, в стените на амортизационната камера, която е под реакторната зала и частично я обхваща, има пукнатина, от която излиза високорадиоактивна пара. Това означава, че най-вероятно е имало разтапяне на корпуса на реактора и пода на залата, и ядрено гориво или утечки са проникнали в камерата. Ситуацията там продължава да е неясна. Ако информацията се потвърди, това ще е втората по тежест ядрена авария след чернобилската.

Друг повод за опасение е басейнът за отработено ядрено гориво на реактор 4. "Отработено" означава, че интензивността на реакцията в него е спаднала под една определена, но все още твърде висока степен, и то продължава да се нуждае от добро охлаждане. Ако циркулацията на охладителя (обикновено вода) в басейна, в който го държат, спре, наличната вода ще се изпари, след което от нагряването ще се получи запалване и разтапяне. Запалване в басейна е потвърдено от японски източници; не е ясно дали няма и разтапяне и проникване през структурата. Така че там също се чака още информация.

Опасността

Целият свят гледа настръхнал дозиметрите, така че плъзне ли каквото и да е откъм Япония, моментално ще се чуе. А тя е почти на обратния край на света от нас - преди плъзналото да стигне тук, ще изпищи целият свят. И ще е много трудно плъзналото да стигне чак дотук, без дъждовете да го свалят на земята много далеч преди България. Така че мисля, че опасността тук за България е минимална. И че шансът радиактивност да стигне дотук, без да сме научили дълго преди това, е на практика нулева.

Още отсега си представям как "еколози" в кавички ще опищят света, че ето, видите ли, ядрената енергетика никога не може да бъде абсолютно сигурна. Както съм писал обаче и в уикито за масовите заблуди и психози, абсолютна сигурност принципно няма как да съществува. Няма енергетика, която да не взима жертви, просто защото няма човешка дейност, която да не ги взима. Въпросът е в баланса на тези жертви. Дотук нещата показват, че дори при ужасяващо земетресение загиналите заради атомна авария са много малко хора. Поне ако централата е експлоатирана както трябва.

Да, все пак са загинали. Но енергията е нужна. Ако вместо атомна централа там имаше стандартен ТЕЦ, копаенето на въглищата за него щеше да изисква поне няколко хиляди души непрекъснато на смяна в мините, под земята. Познайте колко щяха да са загиналите при такова земетресение, дори ако мините са японски... Същото и за слънчеви и вятърни централи - за толкова мощност трябват много квадратни километри централи, които при подобен трус ще се сринат. Загиналите неминуемо ще са много хиляди - няма как заради 3000 мегавата слънчева или вятърна централа да се държат непрекъснато безлюдни стотици квадратни километри. А за ВЕЦ, които изискват язовирни стени - там жертвите могат да са милиони, ако надолу по течението има големи градове (а обикновено има). Един мой набор в казармата се размина на косъм с дисципа, когато на въпроса "Какво да правим с турски шпионин, взривил примерно стената на язовир "Арда"?" отговори: "Да го пъхнем в лудницата. Ще е издавил половината Одрин, като начало." Спаси го единствено крещящата очевадност на логиката му.

Не твърдя, че атомната енергетика е безопасна. Безопасна енергетика няма. Твърдя обаче, че човек не бива да се поддава на масови психози, които го ритат по емоциите, вместо да говорят на ума му. Ще дам само един пример: известни са ми четири жертви на чернобилската авария в България. И четиримата са се отровили, по един и същи начин: изпили по едно шишенце йод, за да се предпазят от радиоактивния йод от Чернобил... Като се замисля, май в България имаме отчайваща нужда от Дарвинова награда. В години на избори е ясно, че ще я получава колективно народът. Но в други години може да ни е полезна. Защото жертвите на паниката винаги са повече от жертвите на причината за тази паника.