Ядерная бомба и взрыв реактора: почему можно выжить в Хиросиме, но в Чернобыле ждет смерть

Давайте углубимся в детали этих катастроф. В начале августа 1945 года, в конце Второй мировой войны, Соединенные Штаты сбросили две ядерные бомбы под кодовыми названиями "Малыш" и "Толстяк" на города Хиросиму и Нагасаки, соответственно, с трехдневным интервалом между атаками, пишет IFLScience.

Разрушительные воздушные бомбардировки привели к гибели, по разным оценкам, от 129 000 до 226 000 человек, преимущественно гражданских лиц. Даже те, кто спешил на помощь жертвам после взрывов, быстро погибали от вредной радиации.

У Фокус.Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Выжившие сообщали о многочисленных случаях лейкемии, а также других видах рака и ужасных недугов. У беременных женщин, подвергшихся воздействию взрывов, значительно возросло количество выкидышей и детской смертности. Выжившие дети сталкивались с повышенным риском пороков, интеллектуальных нарушений, задержки роста и склонности к раку.

Эти бомбардировки стали единственными случаями применения ядерного оружия против гражданского населения. Чернобыльская катастрофа, напротив, развернулась как несчастный случай в ночь на 26 апреля 1986 года. Неисправный реактор взорвался, высвободив опасные радионуклиды в атмосферу.

Мощный взрыв разбросал загрязненные вещества по обширным регионам Советского Союза, включая современные Беларусь, Украину и Россию. Непосредственные последствия взрыва унесли жизни двух человек и вызвали около 28 смертей в течение недели, а последующие операции по очистке, которые проводили около 600 000 человек, известных как "ликвидаторы", подвергли их опасному уровню радиации.

Советское правительство сначала скрывало этот инцидент, что затруднило определение точного количества смертей, которые он вызвал. По оценкам ООН, только 50 человек погибли непосредственно в результате катастрофы. Однако в 2005 году прогнозы указывали на то, что долгосрочные последствия радиационного облучения могут привести к 4 000 смертей.

Мы наблюдаем две группы инцидентов: два больших взрыва, которые привели к значительным жертвам за относительно короткий промежуток времени, и меньший взрыв с меньшим количеством непосредственных жертв, но со значительно большим воздействием на окружающую среду. Возникает вопрос: какие факторы влияют на эту разницу?

Расхождение заключается в природе самих катастроф, в частности в том, чем ядерный взрыв бомбы отличается от взрыва ядерного реактора.

Бомбы, использованные над Хиросимой и Нагасаки, взорваны на значительной высоте над землей. Этот метод максимизировал разрушительную силу взрывов, нанося значительный немедленный ущерб, одновременно минимизируя уровень радиации.

В противоположность этому, взрыв в Чернобыле, хотя и меньший по масштабам, произошел на уровне земли, в результате чего в атмосферу попало в 400 раз больше радиоактивных материалов и остались значительные обломки, загрязненные радиоактивными осадками в непосредственной близости от места взрыва.

Кроме того, количество расщепляемого материала, используемого в каждом месте, отличается.

Большинство ядерных боеприпасов и реакторов используют обогащенный уран, который содержит высокую концентрацию изотопа урана-235 (U-235). U-235 служит топливом для реакторов и компонентом, отвечающим за взрывной потенциал бомбы.

Процесс деления, включающий расщепление атомов U-235 нейтронами, высвобождает огромное количество энергии. Когда атом U-235 расщепляется, он высвобождает дополнительные нейтроны, которые расщепляют еще больше атомов U-235, так инициируя цепную реакцию.

В ядерном оружии цель состоит в том, чтобы потреблять как можно больше урана, быстро высвобождая огромную энергию. Такая реакция не требует большого количества урана для достижения значительного взрыва.

Например, 1 килограмм U-235 может высвободить энергию, эквивалентную примерно 17 килотоннам тротила. Бомба "Малыш", сброшенная на Хиросиму, содержала 64 килограмма урана, причем его чистота, соответствующая количеству U-235 в ней, составляла примерно 80%.

С другой стороны, в ядерном реакторе используются регулирующие стержни для поглощения дополнительных нейтронов, что позволяет поддерживать цепную реакцию деления с меньшей интенсивностью и в течение более длительного периода.

Следовательно, реакторы требуют значительно большего количества обогащенного урана в качестве топлива. Чернобыльский реактор содержал около 180 тонн топлива.

Ядерные реакторы также производят значительное количество высокорадиоактивных ядерных побочных продуктов. Эти побочные продукты, классифицируемые как низкоактивные (LLW), среднеактивные (ILW) или высокоактивные (HLW) отходы в зависимости от их состава, включают несколько радиоактивных веществ. Наиболее опасными среди них являются цезий, йод и графит (используется в качестве замедлителя в некоторых реакторах, например, в случае Чернобыльской АЭС).

Обычно отработанное ядерное топливо, которое больше не производит энергию, хранится в реакторе до тех пор, пока его нельзя будет безопасно утилизировать или переработать. Однако во время Чернобыльской катастрофы взрыв развеял этот материал в атмосфере и окружающей среде.

Эти побочные продукты имеют длительный период полураспада, что указывает на их вредность для человека в течение длительного времени.

Ранее Фокус писал, зачем отец современной химии сжег алмаз дотла.