Ядерна бомба та вибух реактора: чому можна вижити в Хіросімі, але в Чорнобилі чекає смерть

Давайте заглибимося в деталі цих катастроф. На початку серпня 1945 року, наприкінці Другої світової війни, Сполучені Штати скинули дві ядерні бомби під кодовими назвами "Малюк" і "Товстун" на міста Хіросіму і Нагасакі, відповідно, з триденним інтервалом між атаками, пише IFLScience.

Руйнівні повітряні бомбардування призвели до загибелі, за різними оцінками, від 129 000 до 226 000 людей, переважно цивільних осіб. Навіть ті, хто поспішав на допомогу жертвам після вибухів, швидко гинули від шкідливої радіації.

У Фокус.Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Ті, хто вижив, повідомляли про численні випадки лейкемії, а також інших видів раку і жахливих недуг. У вагітних жінок, які зазнали впливу вибухів, значно зросла кількість викиднів і дитячої смертності. Діти, що вижили, стикалися з підвищеним ризиком вад, інтелектуальних порушень, затримки росту і схильності до раку.

Ці бомбардування стали єдиними випадками застосування ядерної зброї проти цивільного населення. Чорнобильська катастрофа, навпаки, розгорнулася як нещасний випадок в ніч на 26 квітня 1986 року. Несправний реактор вибухнув, вивільнивши небезпечні радіонукліди в атмосферу.

Потужний вибух розкидав забруднені речовини по великих регіонах Радянського Союзу, включаючи сучасні Білорусь, Україну та Росію. Безпосередні наслідки вибуху забрали життя двох людей і спричинили близько 28 смертей протягом тижня, а подальші операції з очищення, які проводили близько 600 000 осіб, відомих як "ліквідатори", піддали їх небезпечному рівню радіації.

Радянський уряд спочатку приховував цей інцидент, що ускладнило визначення точної кількості смертей, які він спричинив. За оцінками ООН, лише 50 осіб загинули безпосередньо внаслідок катастрофи. Однак у 2005 році прогнози вказували на те, що довгострокові наслідки радіаційного опромінення можуть призвести до 4 000 смертей.

Ми спостерігаємо дві групи інцидентів: два великих вибухи, що призвели до значних жертв за відносно короткий проміжок часу, і менший вибух з меншою кількістю безпосередніх жертв, але зі значно більшим впливом на навколишнє середовище. Виникає питання: які фактори впливають на цю різницю?

Розбіжність полягає в природі самих катастроф, зокрема в тому, чим ядерний вибух бомби відрізняється від вибуху ядерного реактора.

Бомби, використані над Хіросімою і Нагасакі, підірвані на значній висоті над землею. Цей метод максимізував руйнівну силу вибухів, завдаючи значної негайної шкоди, одночасно мінімізуючи рівень радіації.

На противагу цьому, вибух у Чорнобилі, хоча і менший за масштабами, стався на рівні землі, внаслідок чого в атмосферу потрапило в 400 разів більше радіоактивних матеріалів і залишилися значні уламки, забруднені радіоактивними опадами в безпосередній близькості від місця вибуху.

Крім того, кількість розщеплюваного матеріалу, що використовується в кожному місці, відрізняється.

Більшість ядерних боєприпасів і реакторів використовують збагачений уран, який містить високу концентрацію ізотопу урану-235 (U-235). U-235 слугує паливом для реакторів і компонентом, що відповідає за вибуховий потенціал бомби.

Процес поділу, що включає розщеплення атомів U-235 нейтронами, вивільняє величезну кількість енергії. Коли атом U-235 розщеплюється, він вивільняє додаткові нейтрони, які розщеплюють ще більше атомів U-235, так ініціюючи ланцюгову реакцію.

У ядерній зброї мета полягає в тому, щоб спожити якомога більше урану, швидко вивільняючи величезну енергію. Така реакція не потребує великої кількості урану для досягнення значного вибуху.

Наприклад, 1 кілограм U-235 може вивільнити енергію, еквівалентну приблизно 17 кілотоннам тротилу. Бомба "Малюк", скинута на Хіросіму, містила 64 кілограми урану, причому його чистота, що відповідає кількості U-235 в ній, становила приблизно 80%.

З іншого боку, в ядерному реакторі використовуються регулювальні стрижні для поглинання додаткових нейтронів, що дозволяє підтримувати ланцюгову реакцію поділу з меншою інтенсивністю і протягом тривалого періоду.

Отже, реактори потребують значно більшої кількості збагаченого урану як палива. Чорнобильський реактор містив близько 180 тонн палива.

Ядерні реактори також виробляють значну кількість високорадіоактивних ядерних побічних продуктів. Ці побічні продукти, що класифікуються як низькоактивні (LLW), середньоактивні (ILW) або високоактивні (HLW) відходи залежно від їхнього складу, включають кілька радіоактивних речовин. Найнебезпечнішими серед них є цезій, йод і графіт (використовується як сповільнювач у деяких реакторах, наприклад, у випадку Чорнобильської АЕС).

Зазвичай відпрацьоване ядерне паливо, яке більше не виробляє енергію, зберігається в реакторі до тих пір, поки його не можна буде безпечно утилізувати або переробити. Однак під час Чорнобильської катастрофи вибух розвіяв цей матеріал в атмосфері та навколишньому середовищі.

Ці побічні продукти мають тривалий період напіврозпаду, що вказує на їхню шкідливість для людини протягом тривалого часу.

Раніше Фокус писав, навіщо батько сучасної хімії спалив алмаз дотла.