Как раз накануне четвертьвекового юбилея событий в Чернобыле, 11 марта 2011 года, произошла новая авария сопоставимого масштаба — на АЭС в японской Фукусиме. Поначалу, правда, все причастные к ядерной безопасности лица, как в Японии, так и в РФ, утверждали, что о новом Чернобыле не может быть и речи. Но спустя месяц Комиссия по ядерной и промышленной безопасности Японии повысила уровень радиационной опасности на станции до седьмого, который ранее был присвоен только Чернобылю. При этом в Чернобыле основной выброс радиоактивных веществ закончился спустя неделю после аварии, а в Фукусиме он продолжается по сей день и, скорее всего, закончится не ранее середины лета, а то и осенью — то есть объем выброшенных в окружающую среду веществ будет расти. Такое различие в продолжительности процесса загрязнения — не единственное, что делает эти две аварии непохожими друг на друга.

В Чернобыле все началось со взрыва 26 апреля, который выбросил радиоактивные элементы на большую высоту — до десяти километров (подробности см. в интервью с академиком В.А.Легасовым в апрельском номере журнала за 1987 год). Получившееся облако понесло на запад, и в результате радиоактивные элементы выпали с дождем на обширные территории Западной Европы — от Греции на юге до Финляндии и Швеции на севере и Франции на западе. В последующие дни, когда случилось еще два взрыва и начался пожар — горели графитовые стержни-замедлители нейтронов, радиоактивные вещества так высоко не поднимались, но зато ветер каждый день менял направление, отчего радиоактивные вещества оказались и к востоку, и к северу, и к западу от места аварии. Сильно загрязненными, признанными не пригодными для проживания людей, то есть с уровнем излучения более 555 кБк/м², оказались в общей сложности 10 тысяч км², менее грязными, проживание на которых допустимо, но при условии дезактивации почвы и ограничения на потребление местных продуктов (уровень более 187 кБ/м²), — 21 тысяч км², слабому же загрязнению (более 37 кБк/м²) подверглись 140 тысяч км² в СССР и 67 тысяч км² в Западной Европе. (Напомним, что в беккерелях измеряют уровень излучение и один беккерель означает один распад радиоактивного ядра в секунду). 340 тысяч человек было переселено или эвакуировано. У руководителей Комиссии ЦК КПСС и Совета министров СССР хватило мужества прислушаться к мнению академиков Ю.А.Израэля и Л.А.Ильина, которые, глядя на карту ветров, утверждали, что Киев не пострадает. Многомиллионный город не был эвакуирован, а первый секретарь ЦК КПУ В.В.Щербицкий в начале мая демонстративно прогуливался с внуками по киевским бульварам.

В Фукусиме взрыва и пожара такой силы, как в Чернобыле, не было. Напомним, как там развиваются события, воспользовавшись официальной информацией, опубликованной на сайте IAEA — Международного агентства по атомной энергии (www.iaea.org).

Во время землетрясения 11 марта отключилось электроснабжение станции. После этого сработали аварийные системы, которые заглушили реакторы с помощью стержней-замедлителей. В ядерном реакторе идет цепная реакция — ядро U235 расщепляется, выделяя энергию и порождая несколько нейтронов. Те, попадая в другое ядро урана, стимулируют его расщепление с рождением еще нескольких нейтронов. Если процессом размножения нейтронов не управлять, выделится слишком много тепла и все взорвется. Но скорость нейтронов можно уменьшить до такого уровня, чтобы они не могли стимулировать расщепление ядер. Для этого используют замедлитель — графитовые стержни или воду. В частности, чтобы прекратить цепную реакцию, стержни замедлителя в большом количестве вставляют между тепловыделяющими элементами — твэлами. Однако и после этого выделение тепла не прекращается, поскольку осколки деления ядер урана продолжают распадаться — длительное время такой заглушенный реактор будет выдавать одну сотую часть проектной мощности. Или, для 160 мВт реактора АЭС Фукусима, — около полутора мегаватт. Это совсем не мало.

Чтобы охлаждать заглушенный реактор, включились дизельные насосы. Фукусимские реакторы заключены в герметичный стальной корпус — конфайнмент, которого не было в Чернобыле. Внутри реактора по замкнутому контуру циркулирует вода. Она замедляет нейтроны, охлаждает тепловыделяющие элементы, нагревается и превращается в пар, который крутит турбину электростанции. Далее пар поступает в теплообменник, где охлаждается водой второго контура, конденсируется и возвращается в реактор. Вода первого контура очень радиоактивна, второго — тоже совсем не безопасна. Исправные насосы, гоняющие воду по всем контурам, — залог работоспособности реактора.

Через несколько минут после землетрясения пришла Большая волна высотой 14 метров, на такую волну при строительстве станции не рассчитывали. Она залила дизельные насосы, и те встали. После этого вода в реакторе вполне предсказуемо стала кипеть и превращаться в пар, а твэлы — оголяться и нагреваться. Пар увеличивал давление внутри защитного корпуса, а кроме того, вступал в реакцию с нагретыми  оболочками твэлов, которые сделаны из сплава циркония. Высокая температура обеспечила его быструю коррозию — металл стал окисляться, отбирая у молекул воды кислород и освобождая водород. Из-за повышения давления возникла угроза взрыва. Чтобы его избежать, открыли аварийные клапаны и стали выпускать радиоактивный пар. Вместе с ним вышел и водород, который образовал с кислородом воздуха гремучую смесь. Она стала взрываться. С 12 по 14 марта взорвалось три блока. В первом и третьем при этом снесло крышу, а во втором взрыв повредил корпус реактора. Кроме того, в четвертом блоке загорелись твэлы, которые были выгружены из реактора на инспекцию и лежали в бассейне выдержки, вода из которого тоже испарилась. Взрывы сопровождались пожарами с выбросами белого, серого и черного дыма, причем выделение дыма (а может быть, пара) продолжалось до начала апреля.

Выпущенный радиоактивный пар, продукты взрыва и пожара обеспечили высокое загрязнение территории станции и прилегающей зоны иодом и цезием, что потребовало отселения людей сначала из километровой, а потом из двадцатикилометровой зоны. Так, например, между третьим и четвертым блоками 15 марта доза была огромна: 400 мЗв в час (в зивертах меряют дозу воздействия излучения на организм человека; этот показатель усредняет различное действие разных радиоактивных элементов). К счастью, ветер во время выброса пара, взрывов и пожаров дул большей частью на восток, в сторону океана, поэтому не были загрязнены обширные территории на юго-западе от Фукусимы с общим числом жителей 30 миллионов человек. Но часть радиоактивного облака выпала на северозападе от Фукусимы, образовав то, что теперь будут называть Северо-западным пятном. В результате замеров, например, 14 апреля, через месяц после взрывов, на расстоянии 32—62 км от Фукусимы на север и северо-запад уровень облучения составил по измерениям в восьми точках от 600 до 1700 кБк/м2, а величина дозы — от 0,6 до 1,6 мкЗв/час. Нетрудно подсчитать, что это соответствует 5—14 мЗв в год, иными словами, японец, живущий в этой зоне, за 80 лет получит от 400 до 1120 мЗв. Это довольно много для японцев — годовая доза от естественного фона для них равна 0,1 мЗв. Иные данные дала инспекция IAEA 27 марта — в зоне от 30 до 41 км от станции они намерили дозу от бета-облучения 0,9—17 мкЗв/ч, а уровень — от 30 до 3100 кБк/м2. Поэтому неудивительно, что из 20-километровых зон вокруг станций было эвакуировано 184 тысячи человек и появились планы отселения людей из 30-километровой зоны.

Впрочем, не все специалисты согласны с тем, что степень опасности оценена правильно. Так, директор Института безопасности развития ядерной энергетки РАН (ИБРАЭ), член-корреспондент РАН Л.А.Большов, сделавший доклад на симпозиуме в президиуме РАН в начале апреля 2011 года, считает, что за первые двадцать дней развития фукусимской аварии население в наиболее загрязненной префектуре Ибараки получило всего 0,5—1 мЗв и им просто не нужно питаться продуктами с особо повышенным уровнем радиации. А обитателям северо-запада, например жителям города Иитаты, находящегося за пределами 20-километровой зоны, для которых доза за те же 20 дней составила 50 мЗв, а за год — 150 мЗв, эвакуация не требуется, надо лишь проводить дезактивацию.

Откуда могло взяться такое мнение при общеизвестном факте, что негативные последствия облучения начинают проявляться при суммарной дозе 100 мЗв? Об этом речь пойдет дальше, при обсуждении биологических последствий облучения. Здесь же напомним, что после чернобыльской аварии безопасной нормой для населения на загрязненной территории было принято 100 мЗв в первый год, 30 — во второй, по 25 в третий и четвертый, а с 1991 года — 1 мЗв в год.

Двигаясь на восток, радиоактивное облако от взрывов на Фукусиме незначительно повышало фон в тех районах, над которыми проходило, и спустя неделю обогнуло земной шар. Однако этот путь был отнюдь не прямым. По расчетам американских физиков, циклон, который двигался 15 марта вдоль японских островов с юга на север, мог подхватить это облако и своим краем задеть как юг Камчатского полуострова, так и часть Курильских островов. Впрочем, выброшенное реактором вещество над Камчаткой уже было разбавлено в 1016 раз и дало совсем небольшую добавку к фону. Характерно, что при обсуждении безопасности российских территорий Камчатку не вспоминали совсем, сосредоточившись на Приморье и Сахалине.

Вернемся на станцию. После взрывов стали охлаждать реакторы и бассейны выдержки топлива морской водой. Она оставляет слой накипи на стенках реактора, что мешает охлаждению, но другой воды не было. Лишь в начале апреля пресную воду стали подвозить на присланных американцами баржах. Воды нужно было немало — 5—7 кубометров в час. Очевидно, что куда-то эта вода должна была потом деваться, и есть подозрения, что, промыв реактор, ее отправляли в океан.

24 марта ликвидаторы-фукусимцы, приступив к ремонту охлаждающей системы реакторов, обнаружили, что в турбинном зале третьего реактора скопилось много радиоактивной воды. Они не поверили зашкаливавшим показаниям дозиметров и получили ожоги ног вследствие бета-облучения. Локальная доза составила 2000—3000 мЗв. Это очень много. Через пять дней наконец замерили радиоактивность воды в турбинных залах первого и второго реакторов. Оказалось соответственно 0,4 мЗв/ч и 1000 мЗв/ч. В третьем реакторе из-за завалов измерения провести не удалось, хотя, судя по дозе, полученной рабочими, вряд ли там меньше, чем во втором реакторе.

Вывод японцы сделали глубокомысленный: видимо, вода во втором реакторе какое-то время была в контакте с расплавленными твэлами, а потом каким-то неизвестным путем попала в турбинный зал.

Сливать в океан такую воду было нельзя, но и ремонтировать, стоя в ней, тоже нельзя. Началась затяжная борьба — перекачивание грязной воды из одной емкости в другую. В начале апреля стало ясно, что откачать надо 60 тысяч тонн высокоактивной воды. Поэтому, заполнив всё, что можно было в аварийных блоках, решили воспользоваться возможностями неподалеку стоящего завода по дезактивации жидких радиоактивных отходов и двух сохранившихся реакторов. Но и там достаточного свободного места не нашлось. Тогда начали сливать в океан 11,5 тысяч тонн низкоактивной воды, чтобы освободить место для высокоактивной. Это делали пять дней, начиная с 4 апреля. Попутно 2 апреля обнаружили трещину шириной 20 см, через которую грязная вода с активностью 1000 мЗв/ч текла прямиком в океан. Трещину удалось заделать, однако общественность сильно забеспокоилась по поводу загрязнения океана.

Вот данные об этом загрязнении. В 30 км от места аварии 26 марта уровень радиации по иоду-131 был от 6 до 18 Бк/л, а по цезию-137 лишь в двух образцах оказалось 16 Бк/л, в остальных на уровне следов. Зато в 330 метрах от места сброса воды он составлял 74 кБк/л по иоду и 24 кБк/л по цезию. 30 марта в 30 метрах от места сброса воды из четвертого реактора доза была 180 кБк/л по иоду и 15 кБк/л по цезию. Для пятого и шестого реакторов это значение составило соответственно 45—55 кБк/л и 10—15 кБк/л. К 12 апреля, то есть после завершения слива радиоактивной воды, в 30 км на восток от места аварии уровень иода составил 160 Бк/л, а цезия — менее 200 Бк/л. Южнее — менее 40 Бк/л.

Много это или мало? Японские власти постановили, что вода с дозой 100 Бк/л по иоду безопасна для детей (для взрослых выше — 300 Бк/л). Для цезия таким уровнем признано 200 Бк/л. Кстати, аналогичные нормы вводили и в СССР после аварии в Чернобыле. Однако уже через год безопасным уровнем излучения питьевой воды было признано 18,6 Бк/л.

18 апреля сняли запрет на потребление молока и овощей во многих местечках префектур Фукусима и Ибараки. Так проблемы, вызванные аварией, переместились с суши (где все постепенно войдет в норму, если не будет взрывов) в воду. Правительство Японии ввело строгий запрет на лов рыбы в этом районе, хотя, по расчетам японских же специалистов, это малообоснованно — они считают, что если год питаться только рыбой, выловленной у берегов Фукусимы, то суммарная доза дополнительного облучения составит близкие к фону 0,5 мЗв. Есть также мнение, что в огромном объеме океана радиоактивные элементы быстро разбавятся до безопасных доз, как это уже не раз было во время испытаний ядерного оружия на тропических атоллах или северных островах.

Биологи же отмечают, что вдоль восточного берега Хонсю, посреди которого располагалась станция Фукусима, проходит течение Куросио («теплая вода» в переводе с японского). Дойдя до юга Хоккайдо, оно резко сворачивает на восток и становится Северо-Тихоокеанским течением, которое, добравшись до побережья Северной Америки, направляется к Аляске, а у берегов Алеутских островов сменяется холодным Курильским течением (оно же Оясио — «холодная вода»). Омыв берега Курильских островов, у Хоккайдо оно встречается с Куросио и возвращается в Северо-Тихоокеанское течение. Вот по этому маршруту и будут путешествовать радиоактивные вещества, слитые со станции в Фукусиме. Их станет потреблять планктон, который послужит пищей рыбе и другим морским обитателям, обеспечивая десятикратное накопление радиоизотопов на каждом звене пищевой цепочки. А то, что не съели наверху, упадет на дно и послужит пищей организмам бентоса, между которыми доза и будет теперь перераспределяться, пока распад не закончится. При этом дополнительная доза облучения будет проводить свою селекционную работу, выбивая менее приспособленные к облучению виды и способствуя развитию более приспособленных. Как изменится в результате тихоокеанская экосистема (и изменится ли), мы, видимо, узнаем в ближайшее десятилетие. Однако надо принимать во внимание, что район этих течений — зона активного рыболовства, поэтому правоту специалистов, рассчитывавших дозы в фукусимской рыбе, в скором времени проверит на себе каждый, кто покупает тихоокеанские морепродукты. Отчасти утешает, что в Охотское море, к берегам Сахалина и Дальнего Востока воды упомянутых течений не попадают.