Следы двух изотопов ксенона, обнаруженные в окрестностях Череповца сразу после аварии на Чернобыльской АЭС, говорят о том, что первая вспышка на атомной станции была вызвана ядерным, а не обычным взрывом, заявляет шведский ученый в статье, опубликованной в журнале Nuclear Technology.
"Мы предполагаем, что ядерные взрывы, вызванные тепловыми нейтронами в нижней части топливных каналов, породили мощные струи из расплавленного топлива и материи самого реактора, устремившиеся вверх. Они пробили 350-килограммовые крышки каналов, прошили крышу реактора и поднялись на высоту в три километра, где их подхватил ветер и донес до Череповца. Взрыв пара, разорвавший корпус реактора, случился через 2,7 секунды", — заявил Ларс-Эрик де Гир (Lars-Erik De Geer) из Агентства оборонных исследований Швеции.
По следам катастрофы века
Авария на четвертом энергоблоке Чернобыльской АЭС произошла в ночь на 26 апреля 1986 года, когда персонал атомной станции проводил эксперимент по использованию энергии вращения турбины остановленного реактора для его охлаждения и питания систем безопасности.
Начало этих опытов несколько раз откладывалось после остановки энергоблока, что, вкупе с некоторыми конструктивными особенностями реакторов типа РБМК, привело к неконтролируемому росту мощности в 1.24 ночи 26 апреля. Затем последовали взрывы, разрушение значительной части установки и выброс огромного количества радиоактивных веществ.
Очевидцы рассказывают, что на четвертом энергоблоке прогремели как минимум два мощных взрыва с разницей в несколько секунд, напомнил де Гир. Как считают ученые и историки, оба взрыва были неядерными, а причиной их стали нарушения в циркуляции воды.
По их мнению, первый взрыв был вызван тем, что при внезапном увеличении мощности реактора вода в системе охлаждения почти мгновенно испарилась, давление в трубах резко повысилось и их разорвало. Пар начал взаимодействовать с циркониевой оболочкой топливных элементов, а это привело к огромному выбросу водорода в реакторный зал и второму, еще более мощному взрыву.
Де Гир и его коллеги проанализировали данные, собранные европейскими и советскими учеными сразу после катастрофы, и пришли к выводу, что природа первого взрыва была совершенно иной.
Схема катастрофы на ЧАЭС по версии шведских ученых
Внимание шведских физиков привлекли данные по изотопному составу атмосферы, полученные сотрудниками ленинградского Радиевого института имени Хлопина АН СССР в окрестностях Череповца через четыре дня после аварии. Советские ученые нашли в воздухе два относительно атипичных радиоактивных изотопа – ксенон-133 и ксенон-133м, которые не существуют в природе и отличаются коротким периодом полураспада.
По словам авторов статьи, этих изотопов не было в основной части выбросов, унесенных ветром в сторону Белоруссии, Швеции и других стран Северной Европы, что уже порождало споры между сторонниками "ядерной" и "паровой" теорий взрывов на четвертом энергоблоке.
Изотопный детектив
Де Гир и его коллеги нашли первые доказательства того, что источником этого ксенона действительно был ядерный взрыв на ЧАЭС, проанализировав, как двигались потоки ветра над западной частью СССР в апреле 1986 года, и изучив следы разрушений в самом реакторе.
В первом случае ученые воспользовались тем, что у ксенона-133 и ксенона-133м разные периоды полураспада, а их общую массу в реакторе достаточно точно измерили раньше. Это позволило определить время выброса изотопов – оно точно совпало с моментом аварии.
Это время, в свою очередь, открывает еще одно необычное обстоятельство – изотопы ксенона могли попасть в окрестности Череповца через три-четыре дня только в том случае, если были выброшены на высоту в примерно два-три километра. А туда, как считают ученые, их мог забросить только небольшой ядерный взрыв мощностью в 75 тонн тротилового эквивалента в двух-трех тепловыделяющих элементах АЭС.
В рождении этого взрыва сыграли особую роль пузыри из пара, возникавшие в кипящей воде в нижней части реактора. Эти области пустоты, как отмечают ученые, сыграли роль усилителей цепной реакции, так как не препятствовали движению нейтронов, ускоряли, а не замедляли разогрев топлива и способствовали формированию пара.
В пользу этого говорит и то, что были оплавлены только некоторые части нижней крышки реактора, – ни взрыв пара, ни что другое, как считают шведские физики, не могло вызвать подобные повреждения, но струя раскаленной плазмы, выброшенной ядерным взрывом, вполне могла это сделать.
Есть и другие свидетельства – сейсмические станции в Норинске и других ближайших городах зафиксировали слабые толчки за три секунды до аварии, эквивалентные по силе взрыву в 225 тонн тротила. Вдобавок очевидцы заявляли о громком хлопке и синей вспышке, предварявшей второй взрыв, а также об ионизации воздуха перед уничтожением реакторного зала. И то, и другое, и третье, как считают Де Гир и его коллеги, вызвала струя плазмы, пробившая крышу АЭС и устремившаяся в небо.
Как отмечают ученые, проверить эту теорию можно, если будут получены более детальные данные по изменениям в концентрации изотопов ксенона в атмосфере Германии и других стран, через которые проходило основное облако радиоактивных выбросов. Если различия в концентрации ксенона сохранятся, тогда их идея, по словам Де Гира, обретет полное право на жизнь.
