Вышла в свет книга Б.И.Нигматулина и В.А.Пивоварова «Реакторы с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем. История трагедии и фарса». Подробнее 

(Статья для агрессивных политиков)

С.М. Брюхов (Дементий Башкиров)

Какие мысли вызвала статья Гордона от 10.11.2025. У конструкторов АЭС и инспекторов Ростехнадзора есть некое собственное, (традиционно внутренне присущее, ведомственное, внутригрупповое) понимание опасности АЭС, сформировавшееся за десятилетия самоизоляции от остальной энергетики и общества.

У этих групп специалистов не было и нет демонстрации знаний о тех последствиях, которые несут нам АЭС и хранилища ОЯТ, объекты использования атомной энергии, входящие в ядерные топливные циклы. Как при нормальной эксплуатации, так и при авариях различного уровня, от 1 до 7 уровня по шкале INES. По крайней мере, наличие таковых знаний не демонстрируется в публичных выступлениях, а специфический жаргон специалистов непонятен большинству потребителей мирной атомной электроэнергии.  

Нет знаний – нет законов, которые бы наказывали нарушителей в момент посягательства на преступление. Но для ядерно-радиационной опасности относительная безопасность сегодня не означает отсутствие жертв в будущем. Если пока нет жертв, это не значит, что они не появятся в будущем, если сегодня будут нарушены требования ядерно-радиационной безопасности.

Коренной пересмотр норм радиационной безопасности (НРБ) в мире произошел после аварии в Чернобыле. Можно сказать, что это переворот в сознании специалистов мирной атомной энергетики. Результатом разворота к безопасности населения появились новые нормы и новая классификация опасности АЭС, в виде международной шкалы ядерных событий INES.

В радиационной токсикологии (нормы радиационной безопасности – НРБ-99 и позднее, являются частью Санитарных Норм и Правил, СанПин) всё предельно просто – получил дозу внутреннего или внешнего облучения - получил конкретные последствия для здоровья или для жизни. Нарушители законов НРБ несут уголовное наказание сразу после преступления, даже если болезни и гибель людей ещё не начали проявляться. Именно на этой науке строятся все законы, защищающие население России от преступлений ядерного сообщества. В отличие от обычных уголовных дел, где наличие (пострадавших или) погибших является составом преступления, и автоматически открывается уголовное дело (принцип прокурора: нету тела – нету дела), уголовные дела с нарушением пределов выбросов радиоактивных веществ в окружающую среду заводятся без наличия погибших или пострадавших, так как гибель и болезни попавших под выброс людей будет через месяцы, годы, десятилетия, выбросы приведут к увеличению детской смертности и уродствам, онкологии и ускоренного старения человека (сокращению продолжительности жизни).

Необходимо отметить, что не только радиационное воздействие приводит к тяжелым последствиям для здоровья и ранней смерти человека. Аналогичные воздействия у тяжелых металлов (свинец, ртуть…), ароматических соединений, наркотиков. Консерванты и продукты сгорания при жарке также вредны. Избытки сахара и соли вызывают болезни. Безопасный воздух, безопасная питьевая вода, правильная пища – предмет исследования и контроля Санитарных Врачей, а нарушение установленных санитарных пределов является преступлением. По аналогии с высказыванием Ленина о религии, можно утверждать, что АЭС – это один из самых опасных опиатов для народа. Причем опиум отравляет конкретно курящего, а АЭС отравляют всю среду обитания на десятки, сотни, многие тысячи лет.

Для того, чтобы АЭС соответствовали СанПин, необходимо выполнять множество условий, весьма специфических условий, которые отсутствуют в других видах электро-генерации. Для соблюдения законов о радиационном благополучии населения необходимо знать и соблюдать пределы концентраций радиоактивных веществ в воздухе, питьевой воде, продуктах питания. Сегодня и в будущем, в том числе на сотни и тысячи лет вперед. К сожалению, атомное сообщество в России не демонстрирует намерения соблюдать специфические требования СанПин, и сегодня АЭС пропагандируются как самая чистая энергия, выбрасывающая в атмосферу минимальное количество углекислого газа.

Кроме того, на АЭС всегда лежит ответственность за распространение ядерно-радиационного оружия по всему миру. Уже более 30 стран имеют доступ к ядерным технологиям в виде АЭС, а переход с мирного атома на военный с развитием технологического прогресса становится всё проще.

Шкала INES с 1988 года указывает правильный путь для развития атомной энергетики. Шкала использует контрольный радионуклид, который лежат в основе ядерно-радиационной безопасности АЭС – I-131. Тяжесть последствий, как нормальной эксплуатации, так и при авариях на всех объектах топливного цикла АЭС, определяется радиологическим эквивалентом I-131.

Это не значит, что тяжесть последствий аварии на АЭС определяется только радиойодом. Тяжесть радиологических последствий определяется суммой радиологических йодных эквивалентов всех выброшенных в атмосферу радионуклидов. Обычно для расчетов радиационной безопасности берется 15-30 дозообразующих радионуклидов, которые дают 70-90% дозы, для которых необходимо сложить их радиологические эквиваленты.

Радиологический эквивалент активности приведен в современных таблицах приложения НРБ-99/2009 в виде дозового коэффициента с размерностью Зв/Бк. Биофизический смысл дозового коэффициента заключается в том, что для разных радионуклидов, разных химических соединений с радионуклидами, разных путей поступления их в организм, человек разного возраста получает разную эффективную дозу.

Работа по определению дозовых коэффициентов была завершена в 1999 году, то есть заняла около 100 лет, с начала первых выявленных последствий и проявлений облучения препаратами урана, радия, полония, франция.

В соответствии с НРБ-99/2009, пересчет эквивалентной радиологической опасности радионуклидов проводится по дозовому коэффициенту. Для I-131 во вдыхаемом воздухе это 7,2Е-8 Зв/Бк, а для Pu-239 и всех долгоживущих альфа-активных актинидов 5,0Е-5 Зв/Бк. При равной активности плутоний и актиниды опаснее в 700 раз.

Например, для взрыва в Нагасаки выброс I-131 составил 165 000 ТБк, а сумма долгоживущей активности 24 ТБк. Разница в радиационном эквиваленте 6800 раз, а в радиологическом эквиваленте в 10 раз. Для другого типа ядерного оружия, для взрыва в Хиросиме, разница составляет 50 раз, радиойод опаснее суммы плутония-америция.

Шкала INES (международная шкала ядерных событий, International Nuclear Event Scale) имеет верхний 7 уровень с йодным радиологическим эквивалентом несколько десятков тысяч ТБк (нет четкой границы, указан только порядок активности выброса). Тера Беккерель – это 10 в 12 степени Беккерель, или триллион распадов в секунду. При взрыве в Нагасаки было получено 16,5 десятков ТБк I-131. Если принять, что «несколько» это 16,5, то взрыв в Нагасаки можно считать аварией 7 уровня по шкале INES.

Хотя шкала официально имеет применение только к мирному атому, её можно применять и для ядерных взрывов. Порядок будет правильный. В Хиросиме и Нагасаки радиационный фактор поражения обусловил примерно треть погибших и пострадавших, две трети погибли и пострадали от ударной волны и теплового ожога. Учет этой поправки позволяет адекватно сравнивать мирный и военный атом.

 

Математическая статистика Авто и АЭС

Авария на АЭС с разрушением или даже с расплавлением твэл и ТВС не всегда приводит к радиационным выбросам, и не всегда выбросы могут быть зарегистрированы населением.

Аналогия с нарушениями ПДД – водитель нарушил ПДД, но никаких зафиксированных доказательств нарушения нет. Активность – это скорость распада (распад в секунду), аналогия с допустимым пределом скорости км в час. Размерность активности – количество распадов в единицу времени. Размерность скорости – количество пройденных метров в единицу времени. Нарушением является превышение допустимого законом предельного значения скорости или активности. Всякое движение или выброс ниже допустимого предела не является нарушением (преступлением).

Не всякое нарушение ПДД приводит к тяжелым последствиям. Не всякое нарушение правил ядерной и радиационной безопасности приводит к тяжелым последствиям.

В результате аварий на дорогах ежегодно гибнут и теряют здоровье миллионы людей по всему миру. От аварий на АЭС, и на всех объектах использования атомной энергии (ОИАЭ), входящих в структуру топливного цикла атомной энергетики, обеспечивающих работу АЭС, погибших в тысячи раз меньше. Но потенциально ОЯТ АЭС будут угрожать людям десятки тысяч лет, и один реактор год выводит из обращения «навсегда» от 1000 квадратных километров.

Аварии на дорогах изучаются статистическими методами, оперирующими с большими числами. Аварии на АЭС уникальны, измеряются единицами случаев (7 уровень ИНЕС), десятками случаев (5-6 уровень ИНЕС), при таких условиях применять статистический анализ нельзя.

Использование математической статистики для изучения тяжелых последствий на АЭС и ОИАЭ, с точки зрения математики, не корректно. Для малых чисел произошедших аварий и фатальных последствий глобальных аварий, математическая статистика формально не подходит.

Согласно НРБ для всех объектов использования атомной энергии используется консервативный расчет, и никакой математической статистики в расчетах не допускается. Для любого объекта берутся самые неблагоприятные события и их сочетания, и считается что выбрасывается в окружающую среду 100% радионуклида.

Такие требования НРБ принципиально упрощают расчеты безопасности ОИАЭ, и они становятся доступными для проведения карандашом на бумаге, калькуляторе, бытовом компьютере.

 

Специфические условия расчетов для ОИАЭ

1.    Если разрушился один твэл, из сотен тысяч твэл активной зоны гигантского реактора, то штатные системы вытяжной вентиляции АЭС улавливают этот выброс. Поэтому никакие внешние организации не буду знать о существовании этой аварии. Никаких объективных свидетельств аварии за пределами АЭС нет.

При переходе на большие масштабы, при разрушении десятков, сотен и более твэл, когда возможно превышение пределов мощности фильтров ступеней вытяжной вентиляции, происходит пробой фильтров и практически вся активность уходит на следующую ступень, происходит её перегруз, и т.д. 

В результате. Коэффициент очистки малого выброса на фильтре составляет 100 000 000 и более, а для большого выброса падает до 10 и менее.

Лишь консервативный подход позволяет увидеть возможные последствия радиационной аварии. Консервативный расчет рассматривает полный выход из строя систем очистки отходящих газов.

2.   Если при аварии произошел выброс РВ в атмосферу или водоемы выше установленного предела, то такая авария может быть обнаружена средствами радиометрического контроля окружающей среды. Установленный предел выброса без указанных средств контроля – нонсенс.

Однако такие аварии легко сокрыть (засекретить информацию об аварии и о количественных характеристиках выброса), если у населения нет ни одного дозиметрического или радиометрического прибора. Именно это и происходило до середины 1970-х во всем мире, и распространение информации об авариях являлось тягчайшим преступлением против государства.

Для выброса короткоживущих радионуклидов время для фиксации радиационного преступления сокращается на порядки. Такие выбросы возможно надежно зафиксировать только на самом предприятии. Это на порядки дешевле. Но требуется допуск населения (представителей от населения) на сам объект.

Шкала INES впервые установила связь между выбросами и уровнем аварии. Но реализация контроля радиационных аварий до сих пор сложна и дорога.

Единственным дешевым (фактически бесплатным) способом расчета выброса является консервативный расчет. Если на объекте находится миллион Ки радиоактивных веществ, то считается, что все они могут оказаться в окружающей среде. 

3.   Ядерная авария не может быть без радиационных выбросов (продуктами ядерной аварии являются радиоактивные осколки деления и актиниды), в то время как многочисленные радиационные аварии на ОИАЭ не сопровождаются ядерными эффектами. Правильно говорить: ядерно-радиационная и радиационная авария.

4.   Существует миф, что аварии в Пенсильвании и на Украине были первыми ядерными авариями на реакторах. Это неправда. До TMI и Чернобыля были многочисленные ядерно-радиационные аварии на военных атомных реакторах (наработчики плутония и ядерные силовые установки АПЛ), на радиохимических предприятиях, на предприятиях фабрикации изделий из ядерных материалов.

Математическое моделирования ядерно-радиационных аварий появилось на десятилетия позже, чем реальные аварии на реакторах.

 

Математика для уголовных расследований

Частота событий может быть как для нормального распределения событий, так и для различных событий, имеющих вид очень далекий от нормального распределения. Вероятность события подразумевает большую статистику (как минимум 60 событий), измеряемую сотнями-тысячами и более (статистика аварий на автотранспорте).

Например, при измерении радиоактивности, при счете 10-15 событий за период измерений, расхождения в 2-3 раза являются нормой, и случаются выбросы в 10 и более раз.

Для одного объекта возможно несколько радиационных аварий в год, относительное быстрое восстановление потерянного оборудования, и дальнейшая эксплуатация. Вероятность аварий в размерности число/год может быть существенно больше единицы.

В научных исследованиях выбросы радионуклидов сопровождают многие технологические операции, и персонал даже не замечает эти выбросы. Например, 50% радиойода выбрасывается на операции механического вскрытия ОЯТ, а остальные 50% выбрасываются при растворении топливного сердечника. 

Авария с полным разрушением реактора также может иметь вероятность более 1 в год, если корпус реактора может быть быстро заменен на новый. Старый корпус вывозится в могильник ТРО. Для военных уран-графитовых реакторов полная замена разрушенной активной зоны занимала единицы месяцев. 

Единичные разрушения твэл приводят к экономическим потерям, дополнительному расходу материалов ловушек и фильтров, к возможным выбросам РВ выше установленных для АЭС пределов. 

Риск аварий на АЭС имеет размерность последствий.

Именно так и построена шкала INES.

Верное высказывание для долгоживущих радиоактивных веществ, когда период полураспада превышает период эксплуатации ОИАЭ. Но для короткоживущих нет.

Тысяча аварий с выбросами 100 Ки равна риску одной аварии с выбросами 100 000 Ки. В обоих случаях в ОС оказывается 100 000 Ки долгоживущих радионуклидов, и лишь 100 Ки короткоживущих радионуклидов.

Аварии на мирных АЭС происходят гораздо чаще, чем предсказывает статистика. 400 реакторов, работающих 50 лет – это 20 000 реактор-лет. 7 из них разрушены полностью. Вероятность тяжелейшей аварии 7 уровня ИНЕС выше 1/3000. Расчет дает 1/100 000 – 1/10 000 000. Разница – 2-4 порядка.

Такая статистика показывает, что вероятность разрушения всех АЭС в стране, на континенте, или на планете – вполне вероятное событие.

Отклонение реалий от расчетов – это доказательство злого умысла, или самих расчетчиков, или третьих лиц, преступные действия которых привели к повышению вероятности аварий в сотни-тысячи-миллионы раз.

 

Естественно-безопасный ядерный реактор

Чтобы произошел выброс I-131 выше 20 000 ТБк (2Е+16 Бк, два десятка тысяч – это несколько десятков тысяч Бк, 7 уровень ядерной аварии по шкале INES) консервативно достаточно весьма скромного реактора тепловой (физической) мощностью 10 МВт. 

Как бы ни цинично это не звучало, ограничения мощности реактора в пределах 7 уровня INES, будем считать безопасной мощностью.

Если же следовать реальной логике классификации шкалы ядерных событий, а также философии внутренне-присущей безопасности концепции «Прорыва», то безопасным возможно считать реактор на порядок меньшей мощности, 1 МВт тепловой мощности, чтобы избежать эвакуации населения, ведь риски персонала реактора – это выбор самих профессионалов, не боящихся ядерной энергии.

В январе 2008 году в дебатах по обоснованию «Прорыва» в УТЦ НИИАР Сергей Макарович (автор настоящей статьи) не смог связать требования международной шкалы INES, требований консервативного подхода НРБ-99 и безопасной мощности «естественно-безопасного реактора». Аргументы, что по радиационной опасности Чернобыль равен Кузькиной Матери, а БРЕСТ-ОД-300 опасней Чернобыля, «были услышаны», но это была лишь игра для обучения кадрового резерва Росатома.

Организаторы игр требовали найти «неопровержимое доказательство» невозможности БРЕСТ, и считали БРЕСТ-ОД-300 естественно безопасным.

 

Простые решения в ядерной физике

При делении урана-235 вся образующаяся энергия 196 МэВ (без учета энергии антинейтрино) превращается в тепло. При мощности ядерной реакции 1 Вт (1 Дж/сек) происходит примерно 3,2Е+10 делений в секунду. Для других актинидов энергия деления примерно такая же. В учебнике физики [1978, Физика 10 класс, авторы братья Кикоины], указана энергия деления ~200 МэВ.

Этой информации достаточно, чтобы рассчитать мощность реактора, на котором может произойти авария 7 уровня по шкале INES, без учета производства дополнительных радионуклидов при разгоне на мгновенных нейтронах. Авария такого типа произошла в Чернобыле 26 апреля 1986 года.

В реакторе РБМК-1000 с тепловой мощностью 3,2 ГВт ежесекундно происходит ~1,0Е+20 делений. При этом происходит практически линейное накопление долгоживущих радионуклидов. Ядерные реакции с нейтронами радионуклидов с небольшим выходом и малыми нейтронными сечениями не учитываем, лишь примерно оцениваем возможную ошибку.

Существуют условия, при которых возможны простые решения накопления радионуклидов в топливе реактора, когда продукт реакции имеет или очень большой период полураспада, или очень малый, на порядок больше или меньше времени работы топлива в реакторе. Для радионуклидов с периодами полураспада, сравнимыми со временем работы топлива, расчет существенно сложнее. 

 

Первое простое решение накопления радионуклидов.

Накопление долгоживущих радионуклидов, с периодом полураспада на порядок более времени работы одной ТВС, происходит практически линейно. Зная время работы реактора на номинальной мощности (сек), и выход радионуклида в реакции деления (%) по двугорбой кривой, необходимо перемножить эти две цифры. В ответе получим количество (штук) атомов. Этот расчет справедлив для Sr-90 и Cs-137, с периодами полураспада ~30 лет.

 

Второе простое решение накопления радионуклидов.

Так как скорость распада короткоживущего радионуклида высока, то примерно через 6 периодов полураспада после выхода реактора на номинальную мощность скорость накопления радиойода будет равна скорости его распада, то есть его радиоактивности.

Для радионуклида I-131, с периодом полураспада 8,04 суток, расчет имеет особое значение. Этот радионуклид является самым аварийно-опасным радионуклидом, и по его радиологическому эквиваленту определяется тяжесть ядерно-радиационной аварии на АЭС или ОИАЭ по международной шкале INES.

Выход радионуклида I-131 по двугорбой кривой составляет 6,5%, и через примерно полтора месяца работы реактора активность достигает равновесного значения 6,5% от скорости деления, 6,5Е+18 Бк.

 

Законы математики и УК РФ

Законы статистики, или законы больших чисел, для атомной энергетики не работают. Это наглядно показал автор статьи.

Существует единственный способ расчета безопасного реактора, — это консервативный расчет, который предусматривает все самые неблагоприятные радиационные факторы, случившиеся в одной аварии. Другими словами, количество радиойода в реакторе не должно превышать предел 7 уровня шкалы INES, то есть «несколько десятков тысяч ТБк». Консервативно считаем для двух десятков, то есть для выброса 2Е+16 Бк.

Зная простейшие решения накопления радионуклидов при реакции деления (советская школьная физика), и уровни шкалы INES, можно рассчитать минимальный уровень мощности ядерного реактора, который может создать ядерную аварию 7 уровня по шкале INES.

 

Определение 7 уровня по шкале ядерных событий: Глобальная авария. Сильный выброс (радиологический эквивалент нескольких десятков тысяч ТБк I-131): тяжёлые последствия для здоровья населения и для окружающей среды, возможно, даже в соседних странах.

 

Реактор 3200 МВт имеет равновесную активность осколочного радионуклида I-131 6,5Е+18 Бк. Это в 325 раз больше, чем предел 7 уровня шкалы INES 2Е+16 Бк, которому соответствует тепловая мощность примерно 10 МВт.

При этом указанное прочтение определения 7 уровня не учитывает другие радионуклиды топлива реактора, считается что они не улетают при такой аварии. На самом деле, при расплавлении диоксида урана при 2800*С возможно выбросить в атмосферу весь плутоний, цезий, стронций, рутений и еще 20 радионуклидов.

Решение консервативное в обоснование безопасности АЭС.

 

Любой ядерный реактор опасен для жизни людей. Но когда ядерный реактор работает на мощности более 10 МВт (тепловой, или физической), он становится источником чрезвычайной ядерной опасности, авария которого будет иметь 7 уровень по шкале INES.

 

Каждый более низкий уровень шкалы INES имеет предел на порядок ниже.

Ядерный реактор тепловой мощностью 1 МВт может быть источником ядерно-радиационной аварии 6 уровня шкалы INES, 100 кВт – 5 уровня, 10 кВт – 4 уровня.

Реактор мощностью менее 10 кВт, то есть 1-3 уровни шкалы INES, не рассматривается с точки зрения йодного радиологического эквивалента, и на первое место выходит пере-облучение персонала, посторонних лиц, ожоги, травмы, потери ядерных материалов.

 

Авария в Чернобыле: консервативно, реально и в будущем

За два с половиной года работы реактора на номинале, топливо реактора РБМК-1000 накопило порядка 170 млн Ки I-131, 50 миллионов Ки относительно долгоживущих осколков деления, и 0,16 миллиона Ки альфа-актинидов (на старте альфа-активность топлива была порядка 150 Ки). Консервативно, если бы весь плутоний-америций РБМК-1000 был превращен в атомарную пыль и равномерно рассеян на ограниченной территории, площадь полного запрета любой деятельности была бы на территории до 1,5 миллионов квадратных километров. Реально большая часть плутония осталась в реакторе и находится под саркофагами, немалая часть была рассеяна на площади в десятки миллионов квадратных километров, и в итоге сегодня зона полного отселения ЧА составляет 2600 квадратных километров.

Консервативный расчет аварии в Чернобыле в 500 раз превысил реально возможные радиационные последствия в виде отчуждаемых территорий, то есть осуществленные без разгона реактора на мгновенных нейтронах и ядерного взрыва, превращающего материалы в атомарную пыль.

Но еще не все события консервативного расчета сбылись. Вполне возможно, что саркофаги могут остаться без должного обслуживания, на столетия и тысячелетия, и тогда выброс альфа и бета-гамма нуклидов может «исправить ошибку». Ядерная энергия альфа-распада, которая в миллионы раз больше энергии горения угля, неизбежно превратит остатки ОЯТ Чернобыля в атомарную пыль. Произойдет это в ближайшую тысячу лет [см. Просыпь 1989, Дементий Башкиров]

Суммарный выброс радионуклидов тогда будет в 2-10 раз меньше консервативного расчета, или в 50-250 раз больше уже имеющегося. У америция-241 период полураспада 432 года, у плутония-238 88 лет, у плутония 240 6540 лет, а у идеального «плутония Ферми» Pu-239 24100 лет. И никто не умеет, не знает, не понимает, как можно ускорить или замедлить скорость работы этой рукотворной ядерной силы. 

 

Радиационная опасность ядерных зарядов

Ядерный заряд из урана-235 – это реактор с нулевой мощностью, и совершенно безопасен до момента срабатывания.

Этого нельзя сказать о ядерном заряде из плутония-239. Сам по себе кусок плутония является источником радиационной опасности. Кустарный ядерный заряд типа «Нагасаки-1945» из плутония весом 6 кг имеет альфа-активность 750 Ки, и при медленном саморазрушении под действием собственного альфа-распада, консервативно способен вывести из строя до 7500 квадратных километров.

 

Ядерное пророчество

В далеком 1939 году А. Эйнштейн сказал, что мы дожили до того времени, когда один придурок с пробиркой в руках может взорвать весь Земной шар.

В приведенных выше расчетах не рассматривался вариант ядерной (ядерно-радиационной) аварии на реакторе, совершенной злоумышленниками с высоким уровнем ядерных знаний, с высокой специальной подготовкой (консервативно – один злоумышленник), когда реактор разгоняется на многие тысячи и более номинальных мощностей. Здесь пределом разрушений является вся планета Земля, если в реакцию деления вступит более 10 тонн ядерного топлива. Энергетический эквивалент взрыва составит более 150 миллионов тонн тротила, земная кора будет пробита, ударная волна распространится под корой по несжимаемой жидкости, повсеместно заработают вулканы, начнутся землетрясения.

Через 10 лет радиационный эффект от 10 тонн осколков будет равен по токсичности ОЯТ от 10 ГВтэ-реактора-лет, а активность плутония-америция будет соответствовать ОЯТ от 30-40 ГВтэ-реактора лет. Площадь заражения будет в 10 раз больше, чем при полном рассеивании ОЯТ Чернобыля, до 15 миллионов квадратных километров.

 

Не устаю повторять

Даже если вы очень любите ядерную энергетику, и фанатеете от физики ядерных реакторов, никогда не забывайте о продуктах ядерных реакций деления урана, нептуния, плутония, америция, кюрия, а также тория с протактинием. Если вы не предусмотрели безопасное обращение с актинидами ОЯТ, ваша работа – бесцельный труд и беспредметный разговор. Всё ОЯТ мирных АЭС должно находиться вне досягаемости ядерного и термоядерного оружия, желательно максимально рассредоточено, чтобы не быть приманкой для ядерных террористов.

Консервативный безопасный предел мировых мощностей АЭС на планете Земля – 12 ГВтэ, или 35 ГВт тепловой мощности. Через 30-50 лет после выгрузки из реактора ОЯТ должно быть захоронено на безопасной глубине, более 250 м под землёй и более 4000 м под водой.

Современные АЭС работают на относительно дешевом нейтроне собственного нейтронного потока. То есть, на СЦР – самоподдерживающейся цепной реакции деления тяжелых нечетных атомов. Фактически основа современной атомной энергетики – это уран-235. Редкий, дорогой, самый ядерно-безопасный природный радионуклид (если можно так сказать о материале для идеального ядерного оружия), единственный ядерный подарок землянам от Матушки-Природы.  

Только когда будут разработаны технологии быстрого удаления ОЯТ в безопасное место, или когда появятся технологии выжигания четных актинидов во внешнем нейтронном потоке, или… Нет. Хватит неуёмных фантазий. Всё это уже многократно пробовали, и убедились, что это невозможно. Об непреодолимых пределах мирного атома разбились иллюзии атомщиков США, СССР, Франции, Японии, Германии, Италии. Кто-то относительно спокойно перенес горькую правду об естественно опасной ядерной энергии, кто-то умер, не пережив горечи правды. Но правда о ядре атома как была, так и остается максимально горькой и жестокой.

Наша планета одна во вселенной, по крайне мере на расстоянии до 5 миллионов световых лет, человеку некуда переселяться. Нужно беречь Землю. Беречь – это не означает перестать выдыхать углекислый газ (живым существам это невозможно сделать), а перестать загрязнять планету заведомо опасными веществами, которые угрожают нашим потомкам.

 

Взгляд на АЭС в 2025 году

Нет никакого физического смысла уничтожать всё живое на планете ионизирующим излучением ради того, чтобы АЭС потеснили на рынке электроэнергии солнечные панели и ветряки, а также гидроэлектростанции.

Генерация электроэнергии ВИЭ сегодня в 2 раза превысила генерацию АЭС. Это потерянные потребители дорогой электроэнергии, которых планировала привлечь атомная энергетика. Если бы АЭС привлекли этих покупателей, то потребовалось бы примерно 800 ГВтэ АЭС.

Генерация ВИЭ превысила генерацию ГЭС. 

За 5 последних лет ВИЭ поднялась с 6 места на 4 место в мировой электроэнергетике, а АЭС опустились с 5 места на 6 место в мировой электроэнергетике. Тройка лидеров Газ, Мазут, Уголь [Английские ученые из Института Энергии, статистический обзор, 2024 год]

 

Школьная Ядерная Физика

В советской школе на уроках Ядерной Физики детей учили самостоятельно проводить простейшие расчеты активности и массы радионуклидов. Приводим пример задачи.

Желающие, кто учился в советской школе, могут самостоятельно проверить остатки своих школьных знаний в Ядерной Физике.

Задача.

09.08.1945 в Нагасаки был взорван плутониевый заряд весом 6 килограмм. При этом 1 килограмм плутония превратился в осколки деления.

Рассчитать активность не взорвавшегося плутония, образовавшегося Mo-99, I-131, Sr-90 и Cs-137.

 

В 1978 году расчет проводился карандашом на бумаге. Жаргонное название такого вычислительного оборудования «Ресторанная салфетка».

Для решения задачи необходимо владеть расчетом удельной активности по закону Резерфорда, в 1900 году установившего, что А₁/А₂ = Т₂/Т₁, или что радиоактивность активность обратно пропорциональна периоду полураспада. Для рядов распада уранов и тория это справедливо, можно не учитывать разницу в массах радионуклидов. Для более легких радионуклидов следует вводить поправочный коэффициент на разницу масс.

Удельная активность – активность одного грамма чистого радионуклида в виде металла (в общем виде – в виде чистого химического элемента). Это расчетная величина, и не обязательно получать радионуклиды в элементарном виде. Достаточно одной экспериментальной работы, сделанной Мадам и Месье Кюри в 1900 году, установивших, что 1 грамм Радия-226, с периодом полураспада 1600 лет, имеет активность 3,7Е+10 Бк (37 миллиардов распадов в секунду).

Воспользовавшись результатами работы пионеров-радиохимиков, Резерфорд рассчитал период полураспада U-238, 4,5 миллиарда лет.

Для практического решения следует запомнить следующую формулу, и вы сможете в уме рассчитывать удельные активности любых радионуклидов:

Ау = (1600/Т)*(226/М)

 где 1600 – период полураспада Ra-226, [годы], 226 – атомный вес Ra-226, [а.е.м.], Т – период полураспада радионуклида, [годы], М – атомный вес радионуклида, [а.е.м.].

В школе не объясняли, что плутоний-239 для ядерного заряда имеет примеси плутония-238, плутония-240, плутония-241. Реальный плутоний имеет примерно вдвое большую удельную активность, чем «школьный».

Решение.

1 Находим удельную активность радионуклидов по закону Резерфорда.

Pu-239 имеет период полураспада в 15,06 раз больше, чем Ra-226, а атомная масса Pu-239 в 1,058 раз больше Ra-226. В итоге, удельная активность плутония-239 в 15,93 раза меньше, чем у радия-226.

Аналогично рассчитываем все остальные удельные активности, не забывая, что периоды полураспада необходимо приводить к одной единице измерения, чтобы получить правильное соотношение.

Сегодня такие расчеты легко получить с помощью электронных таблиц. Создав одну строку таблицы, далее возможно очень быстро провести расчет для всех основных дозообразующих осколков деления, лишь подставляя значения в первые два столбца:

 

Активность продуктов деления взрыва Нагасаки

 

Эпилог

Прошло 17,5 лет.

Сергей Макарович давно пасёт гусей (в прямом и переносном смысле), кормит их яблоками-грушами, и считает самым безопасным дровяной реактор 40 кВт тепловой мощности от производителя жаропрочных сталей из Новосибирска. 12 российских зим отработал теплоагрегат, и пока не видны следы коррозии. Эксперимент в обосновании безопасности и ресурса продолжается на трех единицах оборудования.

Увы, школьные прогнозы 1960-80-х о безопасном атоме в каждый дом не сбылись, и приходится валить чернокнижный клён вокруг деревни, освобождать линии электропередач, газопроводы, автодороги от угрозы падения деревьев. Заодно, чтобы гусям было теплее-веселей пережить российскую зиму.

В дождливую холодную погоду ноября, когда все садовые работы завершены, а для заготовки дровяной древесины ещё нет санного пути, есть время заняться мемуарами.

Спасибо ПРоАтом и его сайту www.proatom.ru  за возможность поговорить на производственные темы с бывшими коллегами.

Спасибо профессору Б.Г. Гордону за своё видение безопасности ОИАЭ, представленное в статье «Опыты. О невероятности аварии».