I den anden episode af "Tjernobyl", HBO-miniseriet om ulykken i 1986, der blev den værste atomkraftkatastrofe i menneskets historie, er situationen temmelig dårlig. En stor brand raser i ruinerne af reaktoren nr. 4 fra Chernobyl-kernekraftværket. Et hospital i den nærliggende by Pripyat er overskredet med strålingsofrene. Dødeligt radioaktivt støv er drevet helt ud af Sovjetunionen og ind i Sverige. Luften over reaktoren lyser bogstaveligt talt, hvor urankerne er blevet eksponeret. Og de mennesker, der fører katastrofens reaktion, beslutter at dumpe tusinder af tons sand og bor på kernen.
Dette er mere mindre, hvad der skete under den faktiske katastrofe i april 1986. Men hvorfor brugte de første respondenter sand og bor? Og hvis en lignende atomkatastrofe skulle finde sted i 2019, er det da brandmænd stadig?
Du vil virkelig ikke have en åben ild på en eksponeret kernekerne
At udsætte en brændende atomkerne for luften er et problem på mindst to niveauer, som atomreaktoringeniør og University of Illinois ved Urbana-Champaign-professor Kathryn Huff fortalte Live Science.
Dit første problem er, at du har en løbende nuklear fission-reaktion. Uran fyrer af neutroner, der smækker ind i andre uranatomer og deler dem. Disse uranatomer frigiver endnu mere energi og fodrer hele det varme rod. Denne reaktion, der ikke længere er indeholdt, spreder også utrolige niveauer af direkte stråling og udgør en dødelig fare for enhver, der prøver at komme nær den.
Dit andet relaterede - og meget mere alvorlige - problem er, at ilden frigiver masser af røg og støv og snavs i luften. Alt det gunk kommer lige ud af en atomreaktor, og noget af det er faktisk stof direkte fra kernekernen. Det inkluderer et udvalg af typer (eller isotoper) af relativt lette elementer, der dannes, når uranatomer splittes.
"Dette er den farlige del af en ulykke som denne," sagde Huff. "Disse isotoper, nogle af dem, er giftige for mennesker. Og nogle af dem er mere radioaktive end hvad du ville støde på i dit daglige liv. Og nogle af dem, ud over at være ret giftige og radioaktive, er meget mobil i miljøet. "
Mobil betyder i dette tilfælde, at disse isotoper kan trænge ind i levende ting for at forårsage problemer. Tag for eksempel jod-131, en radioaktiv isotop af jod, som levende celler behandler ligesom almindelig jod.
En røgstrøm som Chernobyl's indeholder masser af jod-131, der kan drive hundreder af miles. Det kan ende i floder og komme vej ind i planter, dyr og mennesker. Vores skjoldbruskkirtler er afhængige af jod og absorberer jod-131 ligesom almindelig jod, hvilket skaber en langvarig kilde til alvorlig stråling i vores kroppe.
(Dette er grunden til, at mennesker i det påvirkede område i umiddelbar efterspørgsel efter nukleare katastrofer skal tage jodpiller for at fylde deres kropsreserver og forhindre, at deres thyroider optager nogen af de radioaktive isotoper.)
Sand og bor
At dumpe sand og bor (den faktiske Tjernobyl-blanding inkluderede også ler og bly) er et forsøg på at løse både det første og det andet problem.
Sandet smødrer den udsatte reaktor og knebler den dødbringende røgstrøm. Og boren, i teorien, kunne ødelægge den nukleare reaktion.
"I en atomreaktor er der isotoper, der får reaktionen til at gå, og isotoper, der gør reaktionen langsom," sagde Huff.
For at få en nukleare kædereaktion igang, forklarede hun, er du nødt til at få nok radioaktive isotoper tæt på, at deres neutroner, der skyder vildt ud i rummet, har tendens til at smække i andre atomkerner og splitte dem.
"Når en neutron interagerer med en isotop, er der en vis sandsynlighed på grund af strukturen i dens kerne, at den vil absorbere neutronen," sagde hun. "Uran, specifikt uran-235, har en tendens til at absorbere neutronen og derefter straks splittes fra hinanden. Men bor har en tendens til bare at absorbere neutronen. På grund af dens nukleare struktur er den slags neutrontørstig."
Så dump dump nok bor på den eksponerede reaktor nr. 4-kerne, teorien gik, og den ville absorbere så mange af de vildt fyrende neutroner, at reaktionen ville stoppe.
I Tjernobyl's tilfælde viste det sig imidlertid, at dumping af bor og andre neutronabsorbenter på reaktoren ikke fungerede, delvis på grund af den ad hoc-helikopter-dumping-tilgang, som anlæggets design nødvendiggjorde.
"Den intense stråling dræbte flere piloter," rapporterede BBC i 1997 og tilføjede, "Det er nu kendt, at trods disse ofre næsten ingen neutronabsorbenter nåede kernen."
Stadig, sagde Huff, var det princip, som sovjeterne brugte - neutronabsorbenter for at standse reaktionen, kombineret med materialer til at slå de radioaktive isotoper ud af luften - lyd. Og i tilfælde af en lignende katastrofe i dag, ville responsteamene tage en tilgang baseret på den samme underliggende teori.
Den store forskel, sagde hun, er, at moderne nukleare anlæg (i det mindste i USA) er designet til at udføre en masse af det arbejde selv.
Moderne reaktorer er langt mere sikre og meget mere forberedt på problemer - men de bruger stadig bor i deres nødhåndbøger
Huff påpegede i længden, at U.S. (og andre korrekt avancerede) atomreaktorer er langt mindre sandsynligt end Tjernobyl at møde nogen form for katastrofe - aldrig kører så varmt og opererer i mere robuste fartøjer. Og bygningerne i sig selv er designet til at udføre meget af arbejdet med at slukke en atomreaktorbrand og en radioaktiv røg, tilføjede hun.
Moderne reaktorer er udstyret med kemiske spray, der kan oversvømme en reaktorbygning og banke radioaktive isotoper ud af luften, før de kan undslippe. Og i modsætning til Tjernobyl er nukleare anlæg i USA udelukkende indeholdt i forseglede strukturer af cement og armeringsjern (et net af forstærket stålstænger). Disse forseglede skaller er overkonstrueret til det punkt, at i det mindste i teorien, selv en betydelig eksplosion ikke ville bryde dem. Du kan styrte en lille jet ind i siden af en af disse bygninger, og den ville ikke udsætte kernen. Som en del af en test gjorde den amerikanske regering netop det med et tomt indeslutningsfartøj i 1988. NRC oplyser, at der stadig er undersøgelser vedrørende store jetpåvirkninger.
Alt det, der gør en katastrofe i Tjernobyl-skala usandsynlig, skønt Unionen af bekymrede videnskabsfolk skriver, at mindre (men stadig farlige) strålingslækager er en reel trussel, som De Forenede Stater ikke er tilstrækkeligt forberedt på.
Når det er sagt, har U.S. Nuclear Regulatory Commission (NRC) for hver eneste af de 98 atomkraftreaktorer, der opererer i landet, udarbejdet nødhåndbøger hundreder af sider lange. Disse indeholder instruktioner til, hvad respondenterne skal gøre i tilfælde af alle former for noget sandsynlige til meget usandsynlige nødsituationer).
Disse håndbøger er tilgængelige på almindeligt engelsk på NRCs websted. Her er en til Palo Verde, en stor plante i det vestlige Arizona. Du kan finde instruktioner til, hvornår du skal skyve masser af bor i kernen (så snart reaktoren ikke lukker normalt). Den så, hvad de skal gøre, hvis fjendtlige styrker angriper anlægget (start blandt andet med at forberede en regional evakuering, i det øjeblik det bliver klart, at kræfterne kan forårsage en betydelig strålings lækage). Og i tilfælde af, at betydelige mængder radioaktivt materiale slipper ud i atmosfæren, siger det, hvem der erklærer en evakuering (Arizona's guvernør, baseret på anbefalinger fra stedets tilsynsmyndigheder).
Disse planer går ikke i detaljer i forbindelse med begivenheder i Tjernobyl-stil, skønt NRC siden 9/11 har udviklet retningslinjer for mere ekstreme katastrofer. Huff sagde imidlertid at bekæmpe en ild på en eksponeret urankerne vil altid komme til mere eller mindre smarte versioner af dumping af bor og sand.
