Ядерные катастрофы, такие как Чернобыль и Фукусима, могут происходить в будущем чаще, чем предполагалось ранее. Приблизительно раз в 10-20 лет расплавление активной зоны может произойти на существующих электростанциях по всему миру, то есть в 200 раз чаще, чем предполагалось ранее. Это теперь показано расчетом исследователей Майнца. Их результаты показывают, что Западная Европа, включая Германию, вероятно, загрязняется более чем 40 килобеккерелями радиоактивного цезия-137 на квадратный метр каждые 50 лет. Основываясь на своих выводах, исследователи призывают к углубленному анализу и пересмотру рисков, исходящих от атомных электростанций.
Катастрофа на реакторе в Фукусиме породила во всем мире сомнения в отношении ядерной энергии и побудила Германию отказаться от ядерной энергии. Исследование, проведенное учеными под руководством Джоса Лелиевельда, директора Химического института Макса Планка в Майнце, теперь показывает, что риск такой катастрофы выше, чем предполагалось ранее: «После Фукусимы я спросил себя, какова вероятность того, что авария, подобная это произойдет снова, и сможем ли мы использовать наши атмосферные модели для расчета распространения радиоактивности», - объясняет исследователь. Согласно результатам расследования, расплавление активной зоны одного из действующих в настоящее время реакторов может происходить раз в 10-20 лет. В настоящее время в мире эксплуатируется 440 ядерных реакторов, еще 60 находятся на стадии планирования.
Западная Европа несет самый высокий риск в мире
Как теперь установила группа из Майнца, существует угроза загрязнения более 40 килобеккерелей на квадратный метр в Западной Европе, где плотность реакторов очень высока, в среднем раз в 50 лет. В глобальном сравнении граждане густонаселенного юго-запада Германии подвергаются наибольшему риску радиоактивного заражения из-за многочисленных атомных электростанций на границах Франции, Бельгии и Германии. В Западной Европе одна авария затронет в среднем 28 миллионов человек с загрязнением более 40 килобеккерелей на квадратный метр. Это число еще выше в Южной Азии. Крупная ядерная авария затронет там около 34 миллионов человек и от 14 до 21 миллиона человек на востоке США и в Восточной Азии.
„Поэтапный отказ Германии от ядерной энергии снижает национальный риск радиоактивного заражения. Риск был бы значительно ниже, если бы соседи Германии также закрыли свои реакторы», - резюмирует Йос Лелиевельд. «Необходим не только глубокий и общедоступный анализ реальных рисков, исходящих от атомных электростанций. На фоне наших выводов я считаю, что следует также рассмотреть вопрос о скоординированном на международном уровне поэтапном отказе от ядерной энергии», - добавляет атмосферный химик.
Смещение времени выполнения в зависимости от количества расплавлений активной зоны
Чтобы определить вероятность расплавления активной зоны, исследователи из Майнца произвели простой расчет: они разделили время работы всех ядерных реакторов в мире с момента ввода в эксплуатацию первого гражданского реактора до настоящего времени на количество расплавлений активной зоны на сегодняшний день. Срок службы реакторов составляет 14 500 лет; количество аварий - четыре - одна в Чернобыле и три в Фукусиме. Это означает, что через 3625 реакторо-лет произойдет GAU, наихудшая возможная авария, определенная Международной шкалой ядерных событий (INES). Даже если округлить этот результат до одной MAU за 5000 реакторо-лет для консервативной оценки риска, риск окажется в 200 раз выше оценок Совета по сертификации ядерных реакторов США в 1990 году.
В своих исследованиях исследователи из Майнца не делали различий между тем, сколько лет ядерному реактору, какого он типа и находится ли он в районе, особенно подверженном землетрясениям. Таким образом, они учитывают тот факт, что расплавление активной зоны может произойти и в якобы безопасном реакторе - не в последнюю очередь потому, что не все возможные причины такой фатальной аварии можно предусмотреть. Используя модель химии атмосферы, исследователи определили географическое распределение радиоактивных газов и частиц вокруг возможного места аварии.
Чтобы приблизить радиоактивное загрязнение, исследователи рассчитали, как частицы радиоактивного цезия-137 (137Cs) распространяются в атмосфере и где и в каком количестве они достигают земли с осадками. Изотоп 137Cs образуется как продукт распада при ядерном делении урана, имеет период полураспада 30 лет и составляет важную часть радиоактивной нагрузки после аварий в Чернобыле и Фукусиме.
Воздушные потоки разносят загрязнение более чем на 2000 километров
Моделирование, проведенное исследователями из Майнца, показало, что в среднем только восемь процентов выбросов 137Cs приходится на радиус 50 километров вокруг атомной электростанции, попавшей в аварию. Около 50 процентов частиц будут отложены в пределах 1000 километров, а около 25 процентов будут перенесены даже дальше, чем на 2000 километров. Эти результаты показывают, что аварии на реакторах могут распространять радиоактивное загрязнение далеко за пределы национальных границ.
Исследователи объединили результаты транспортных расчетов с определенной вероятностью расплавления активной зоны и фактической плотностью реакторов в мире, чтобы определить, как часто радиоактивное заражение неизбежно. Согласно определению Международного агентства по атомной энергии МАГАТЭ, загрязненной считается территория с радиоактивностью более 40 килобеккерелей на квадратный метр. Для сравнения: после Чернобыльской аварии радиоактивные осадки цезия-137 загрязнили почву в Германии до 40 килобеккерелей на квадратный метр.