ВВС рассказывает, чем потенциально могут быть опасны боевые действия вблизи ЗАЭС и удары по каким именно частям станции несут наибольшую угрозу.
Запорожская АЭС в Энергодаре – крупнейшая атомная электростанция в Европе. С 4 марта она находится под российской оккупацией, но продолжает работу, и ее по-прежнему обслуживают украинские инженеры. Со второй половины июля ЗАЭС регулярно попадает под обстрелы, в которых Россия и Украина обвиняют друг друга. Сотрудники станции обратились к мировому сообществу с просьбой “не допустить непоправимого” и говорят, что российские войска используют его как свою военную базу и как щит от украинских атак.
ВВС рассказывает, чем потенциально могут быть опасны боевые действия вблизи ЗАЭС и удары по каким именно частям станции несут наибольшую угрозу.
Россия захватила Запорожскую АЭС (ЗАЭС), производящую около пятой части энергии Украины в начале марта, на вторую неделю войны.
Перед оккупацией станции и города Энергодар, где она расположена, прилегающая к АЭС территория долго обстреливалась российскими войсками. Пожар, вспыхнувший в одном из административных корпусов, вызвал тогда большую тревогу.
После захвата станции, как утверждают украинские власти и западные государства, российская армия ведет огонь с территории АЭС. Госсекретарь США Блинкен говорил, что Россия использует станцию как военную базу для обстрела украинцев, осознавая, что те не будут отвечать, потому что это могло бы привести к случайному попаданию в ядерный реактор.
BBC писала о том, что российская армия разместила на территории станции реактивные системы залпового огня, а также другое оружие и технику. Москва признает наличие своих военных на ЗАЭС, но отрицает удары с территории станции и обвиняет Украину в создании угрозы атомному объекту.
Петр Котин, глава украинского Энергоатома, утверждает, что на территории станции находится до 50 машин тяжелой военной техники, в частности, “Уралы” со взрывчаткой и до 500 российских солдат.
Работники Запорожской АЭС рассказывали BBC, что армия России практически держит их в заложниках.
18 августа сотрудники Запорожской АЭС, несмотря на контроль российских военных, по-прежнему обслуживают станцию, опубликовали обращение, в котором просят мировое сообщество “не допустить непоправимого”.
Будет ли “второй Чернобыль”?
Потенциальная угроза ядерного взрыва на Запорожской АЭС и его возможные последствия часто сравниваются с аварией на Чернобыльской АЭС в 1986 году, крупнейшей катастрофой в истории атомной энергетики.
Тогда в результате взрыва в реакторе был полностью разрушен один из энергоблоков станции, а в атмосферу попало огромное количество радиоактивных веществ.
Но сравнивать оккупированную Запорожскую АЭС с Чернобыльской не очень корректно по меньшей мере из-за того, что на станциях установлены разные типы реакторов.
В Чернобыле (ЧАЭС) был реактор типа РБМК – графитовый. Его активная зона содержала значительное количество графита, игравшего роль замедлителя нейтронов. В результате аварии в графитовой кладке вспыхнул пожар, который оказал большое влияние на распространение радиации. Часть радиоактивного графита вышла за пределы активной зоны, заметно усложнив доступ к реактору.
На Запорожской АЭС установлен реактор типа ВВЭР-1000 (водно-водяной). Схема работы водно-водяного реактора в целом выглядит следующим образом.
Ядерная энергия преобразуется в тепловую во время цепной реакции разделения урана, поддерживаемого в активной зоне реактора. Активная зона постоянно охлаждается водой, которая в то же время играет роль замедлителя нейтронов. Разогретая до высокой температуры вода используется для производства пара, который затем подается на турбины, производящие электричество.
При этом насосы должны постоянно поддерживать циркуляцию воды в контуре охлаждения реактора, содержащего и корпус реактора. В противном случае температура в активной зоне может повыситься настолько, что приведет к расплавлению топливных элементов (как это произошло во время аварии на Фукусимской АЭС).
На Запорожской АЭС реактор занимает не очень много места и расположен в самом центре энергоблока, а остальное пространство в нем занимают краны, бассейны с топливом и вспомогательные системы.
Важное отличие Запорожской АЭС от Чернобыльской: реактор на ЗАЭС имеет защитную оболочку (ее еще называют “контейнмент”). Это большая герметичная бетонная конструкция со стенами в ширину более метра.
На фотографиях ЗАЭС возле энергоблоков видны красные бани – это защитная оболочка. Она рассчитана на то, чтобы при любых авариях внутри энергоблока все радиоактивные вещества оставались внутри и не попадали наружу.
Реактор на Чернобыльской АЭС не был защищен герметичной оболочкой, поэтому вся радиация в результате аварии и последующего разрушения энергоблока попала в воздух.
Для сравнения, в 2011 г. во время аварии на японской АЭС “Фукусима-1” защитная оболочка, которой был оснащен реактор на станции, смогла удержать около 98% радиоактивного содержимого, и в воздух попали около 2% радиоактивных веществ, которые могли бы выйти наружу, если бы не было контейнмента.
Выдержит ли оболочка обстрелы?
Герметичная оболочка, которой оснащен реактор на ЗАЭС, должна не только удерживать радиацию внутри энергоблока, но и защищать его от внешнего воздействия – это могут быть как природные катаклизмы, так и падения самолетов, террористические атаки и взрывы.
Контейнмент имеет определенный запас прочности, но есть и предел. Если падение легкого самолета или взрыв рядом с энергоблоком эта герметическая оболочка может выдержать, то удар достаточно мощного боезаряда, например ракеты или бомбы, вполне может привести к ее повреждению.
Значит ли повреждение оболочки, что повреждение получит реактор, расположенный внутри?
Украинский физик-ядерщик Александр Купный, работавший на Чернобыльской АЭС и несколько лет на ЗАЭС, где занимался строительством двух энергоблоков, убежден, что повреждение контейнера не приведет к одномоментному повреждению реактора.
“Для того чтобы повредить реактор, необходимо высокоточными снарядами в одно место попадать несколько раз. Первые один-два снаряда пробивают гермооболочку, а последующие, попадая в отверстие, могут привести к повреждению реактора”, – объяснял Купный в одном из своих стримов на YouTube.
Если через пробитое в оболочке отверстие произойдет радиоактивный выброс, он в любом случае будет меньше, чем в Чернобыле, и масштаб аварии будет другим, говорит Купный.
“Конечно, будет какое-нибудь заражение на промплощадке. Но это будет местный масштаб, не всемирная катастрофа. Могут пострадать люди, прежде всего персонал станции, жители Энергодара, Каменско-Днепровского района и Никополя. Глядя, куда ветер будет дуть”, – отмечает физик-ядерщик.
Понятно, что самый большой радиоактивный выброс произойдет в том случае, если у всех энергоблоков ЗАЭС пробьют оболочку и коснутся реактора. Последствия такого выброса будут зависеть от скорости и направления ветра: пострадать могут как страны Восточной Европы, Беларусь, так и приграничные области России – Белгородская, Ростовская, Курская, а также аннексированный Россией Крым.
“Вообще реактор и атомная станция – объект достаточно сложный. И возможностей для аварий существует достаточно много. И непосредственное поражение защитной оболочки реактора – это не единственная возможность”, – отмечает в беседе с BBC старший научный сотрудник Института ООН по исследованию проблем разоружения Павел Подвиг.
Имеет ли значение, по какому из энергоблоков ударят?
В общей сложности на ЗАЭС есть шесть энергоблоков. Сейчас работают три, причем не в полную мощность, и один из них, как сообщил 6 августа украинский Энергоатом, остановили после обстрела накануне.
Три нерабочих блока не столь насыщены радионуклидами (радиоактивными элементами), поэтому выбросы из них в случае повреждения оболочки будут меньше. (Радионуклиды бывают короткоживущими и долгоживущими, отличаясь периодом полураспада. Например, у йода-131, опасного радионуклида, который может привести к раку, период полураспада составляет восемь суток.)
В ходе аварии на Чернобыльской АЭС топливо оставалось в работающем реакторе. В топливе было много радионуклидов – и короткоживущих и долгоживущих. Но в первые дни после аварии в вышедшей наружу радиации преобладали именно короткоживущие нуклиды, которые на тот момент еще не успели распасться, объяснил Купный.
На Запорожской АЭС в неработающих трех энергоблоках короткоживущие нуклиды распались, поэтому уровень радиации у них меньше.
В энергоблоке, который в начале августа отключили из-за обстрела, часть короткоживущих нуклидов, таких как йод-131, распались, но далеко не все. Например, в цезия-134 период полураспада – два года, в цезия-137 – 30 лет.
Где еще на ЗАЭС есть радиоактивные вещества?
Радиоактивные вещества также содержатся в отработанном топливе.
Оно становится отработанным, когда его выгружают из реактора для замены.
Отработанное топливо еще имеет достаточно высокую остаточную активность из-за содержащихся в нем радиоактивных продуктов распада. Они продолжают генерировать энергию, поэтому после смены топлива их сначала размещают в так называемом бассейне выдержки.
Бассейны выдержки на Запорожской АЭС расположены внутри контейнмента и представляют собой бассейны с водой. У них отработанное топливо находится около пяти лет. Впоследствии температура и радиоактивность нуклидов снижается, и через пять лет отработанное топливо из бассейна выдержки перемещают в сухое хранилище.
Бассейны выдержки – также уязвимое место АЭС. В них постоянно должна быть вода, охлаждающая облученные топливные сборки.
Если в бассейне образуется дыра – например, вследствие ракетного удара, – и вода из бассейна получится, то тепло, выделяемое радионуклидами, может привести к достаточно сильному нагреву и даже к возгоранию отработанного топлива.
Такой пожар может привести к достаточно серьезному выбросу радиоактивных веществ, предупреждает старший научный сотрудник Института ООН по исследованию проблем разоружения Павел Подвиг.
“Но здесь нужно учитывать два обстоятельства. Самое главное, что у реактора на ЗАЭС этот бассейн выдержки расположен внутри герметичной оболочки. То есть до него еще нужно добраться. И повредить его нужно определенным образом, чтобы оттуда достаточно быстро вышла вся вода. Ведь, если дыра будет маленькой, то в бассейн можно просто доливать воду, и утечки воды не будет. Такой вариант тоже существует. То есть, здесь главное не допускать утечки воды, утечки охладителя”, – пояснил он ВВС.
Также играет роль то, как давно отработанное топливо выгрузили из реактора. Если это сделали только что, то оно имеет максимальную температуру и поэтому представляет наибольшую опасность. Если же он пролежал уже несколько лет, то вряд ли вспыхнет, даже если оставить его без охлаждения.
Что будет при ударе по хранилищу с отработанным топливом?
Особенность Запорожской АЭС – там есть сухое хранилище отработанного ядерного топлива (ЦХОЯТ). Отработанное топливо помещают туда после пяти лет в бассейне выдержки, когда оно уже охладело, и его активность упала.
Сухое хранилище – это большие контейнеры, которые стоят на открытой площадке на территории станции. Они могут стоять десятки лет.
Сухое хранилище – это еще один потенциальный источник радиоактивности. Контейнеры не обладают герметичной защитой, поэтому они могут быть уязвимы для боевых действий, хотя и имеют определенный запас прочности.
Ракетами по ним не стреляли, но из гранатомета во время испытаний стреляли. Их проектируют с тем расчетом, чтобы использовать при транспортировке. И здесь возникает вопрос, как их обезопасить. И расчеты производились, исходя из гранатомета и подобного воздействия, пожара и т.д. То есть это достаточно устойчивые сооружения”, – объясняет Павел Подвиг.
По его словам, если ЦХОЯТ испытывает, например, ракетный удар, то выброс радиоактивности произойдет (потому что в отработанном топливе все еще сохраняются долгоживущие нуклиды), но он будет локальным, в пределах 10-30 метров.
Из-за того, что в ХОЯТ сохраняется уже остывшее отработанное топливо, после удара оно не вспыхнет. Пожар сгенерировал бы поток воздуха, который бы потом вышел в атмосферу и там мог бы распространиться.
“А здесь все будет локально, в этом, конечно, тоже нет ничего хорошего, но это опасность другого уровня”, – говорит Подвиг.
Сами контейнеры вряд ли повредят, но потеря контроля над ними (а системы контроля и наблюдения за ЦХОЯТ уже повреждены) грозит непредсказуемыми последствиями, предупреждает Купный: Это плохо. Когда мы теряем контроль над радиационно опасным объектом, это всегда плохо. Мы не знаем, что происходит внутри этого контейнера”.
Чем чревато повреждение линий электропередач?
Запорожская АЭС имеет четыре линии электропередач (ЛЭП). Ими со станции идет энергия, которую она вырабатывает.
Причем, по меньшей мере, две из них из-за боевых действий вывели из строя. Весной также сообщали, что прекратила работу третья ЛЭП. Какие именно ЛЭП сейчас работают – точно неизвестно.
Если все ЛЭП выйдут из строя, все энергоблоки на АЭС нужно остановить.
Остановленные энергоблоки не представляют угрозы, если станция имеет электроэнергию на собственные нужды.
Инженер Запорожской АЭС в интервью BBC говорил, что высоковольтные линии передач на станции уже пострадали от обстрела.
Если разорвать оставшиеся линии, реакторы начнут быстро нагреваться. В этом случае есть два варианта развития событий.
Либо россиянам, контролирующим АЭС, удастся опрокинуть мощности АЭС, заживая от них собственную энергосистему, или скоро начнет расти угроза ядерной катастрофы.
Что будет, если реактор обесточат?
Чтобы запустить в работу новый еще холодный энергоблок, на атомных электростанциях существуют специальные котельные. Они создают тепло для того, чтобы разогреть оборудование перед началом работы.
Особенность Запорожской АЭС в том, что у нее нет своей котельной, и тепло она берет из расположенной рядом Запорожской тепловой электростанции, самой мощной ТЭС в Украине.
Поэтому много энергии в собственных нуждах Запорожская АЭС берет в ТЭС. Если реактор окажется обесточенным, он может не иметь возможности поддерживать работу насосов, охлаждающих активную зону реактора.
Именно это произошло на “Фукусиме-1”. Там были системы, которые должны обеспечивать охлаждение активной зоны реактора, но мощный цунами их уничтожил, и реактор остался без охлаждения. Хотя формально его остановили, там все равно оставалось достаточное тепловыделение продуктов распада, и в результате активная зона расплавилась.
Из-за высокой температуры начал генерироваться водород, который в итоге взорвался. Произошла разгерметизация защитной оболочки, и некоторое количество радиоактивных веществ вышло наружу.
При потере электричества на атомных станциях имеются запасные генераторы. На “Фукусиме-1” эти генераторы тоже были выведены из строя цунами.
На Запорожской АЭС есть три дизельные станции, все они расположены на промплощадке. Один запасной дизельный генератор может работать около суток, при сильной экономии три запасной дизельные станции смогут проработать максимум четыре суток.
Если они прекратят работу, и на станцию по-прежнему не будет поступать электричество извне, то охлаждение активной зоны реактора станет невозможным.
В этом случае возможна серьезная авария – вплоть до расплавления активной зоны, как это произошло на “Фукусиме”.
“Понятно, что АЭС, конечно, рассчитана на какие-то внешние влияния, но на то, что реактор окажется в зоне боевых действий, я думаю, никто серьезно не рассчитывал”, – говорит Павел Подвиг.
Если инцидент с повреждением активной зоны или бассейна выдержки будет серьезным, с повреждением оболочки, нельзя исключать того, что последствия такой аварии охватят территорию в 100-200 км, рассуждает он: “Какие-то незначительные повышения радиационного фона могут ощущаться и значительно дальше. Зависит от ветра.
“Я бы не стал рисовать очень мрачную картину, но, с другой стороны, надо понимать, что могут быть достаточно серьезные последствия в смысле радиоактивного загрязнения”, – продолжает эксперт.
“Я не думаю, что этот фон сразу приведет к гибели людей, никто не погибнет. Но понятно, что будет экономический ущерб, будет зона отчуждения. Последствия могут проявиться не сразу, но в долгосрочной перспективе они могут оказаться очень серьезными”, – предупреждает он. (Амалия Затари, BBC News Украина/Энергетика Украины и мира)