واکنش‌های هسته‌ای در چرنوبیل از سر گرفته شده است
سی و پنج سال پس از انفجار نیروگاه هسته‌ای چرنوبیل در اوکراین در بدترین حادثه هسته‌ای جهان، واکنش‌های شکافت دوباره در توده‌های سوخت اورانیومی مدفون در اعماق سالن رآکتور تخریب‌شده در حال جان گرفتن هستند. نیل هایت، شیمیدان مواد هسته‌ای در دانشگاه شفیلد این وضعیت را به آتش زیر خاکستر تشبیه می‌کند.
به گزارش ساینس، دانشمندان اوکراینی در حال تلاش برای تعیین این موضوع هستند که آیا واکنش‌ها به خودی خود متوقف خواهند شد یا برای پیشگیری از وقوع حادثه‌ای دیگر باید دست به اقداماتی بزنند. آناتولی دوروشنکو، از مؤسسه معضلات ایمنی نیروگاه‌های هسته‌ای در اوکراین (ISPNPP)، هفته‌ی گذشته در جریان بحث درباره از بین بردن رآکتور گفت حسگرها در حال ردیابی تعداد رو به افزایشی از نوترون‌ها (علامتی از شکافت) هستند که در اتاقی دور از دسترس در جریان است. ماکسیم ساولیف از ISPNPP می‌گوید: «در برخی موارد اطمینان وجود ندارد؛ اما نمی‌توانیم احتمال حادثه را رد کنیم.»
ساولیف می‌گوید تعداد نوترون‌ها به‌آرامی در حال افزایش است که نشان می‌دهد مدیران هنوز چندین سال فرصت دارند تا متوجه شوند چگونه این تهدید را سرکوب کنند. هایت می‌گوید هر راه حلی که آن‌ها در نظر بگیرند، مورد توجه ژاپن نیز قرار خواهد گرفت که همچنان درگیر عواقب فاجعه هسته‌ای ده سال پیش فوکوشیما است.
کابوس شکافت هسته‌ای خودنگهدار در ویرانه‌های هسته‌ای مدت‌ها است بر چرنوبیل سایه افکنده. هنگامی که قسمتی از هسته رآکتور واحد چهار در ۲۶ آوریل ۱۹۸۶ ذوب شد، میله‌های سوخت اورانیوم، روکش زیرکنیوم آن‌ها، میله‌های کنترل گرافیتی و شن انباشته‌شده روی هسته برای فرونشاندن آتش، به حالت گدازه درآمد. این ماده مذاب به سمت اتاق‌های زیرزمین سالن رآکتور جریان پیدا کرد و در قالب ساختارهایی به نام مواد حاوی سوخت (FCMs) به حالت جامد درآمد که حاوی حدود ۱۷۰ تن اورانیوم تابش‌دیده بود (۹۵ درصد سوخت اصلی).
سازه‌ی بتنی و سنگی که یک سال پس از حادثه برای نگه‌داری بقایای واحد چهار ساخته شد، به آب باران اجازه نفوذ داد. از‌آنجا که آب حرکت نوترون‌ها را کند یا محدود می‌کند و احتمال برخورد و شکافتن هسته‌های اورانیوم را افزایش می‌دهد، باران شدید گاهی موجب افزایش تعداد نوترون‌ها می‌شود.
پس از بارندگی شدیدی در ژوئن ۱۹۹۰، دانشمندی در چرنوبیل خطر مواجهه با تابش‌ها در سالن رآکتور آسیب‌دیده را پذیرفت و حین حرکت سریع، محلول گادولینیم نیترات را روی یکی از توده‌های حاوی سوخت که آن‌ها فکر می‌کردند خطرآفرین است، اسپری کرد. گادولینیم نیترات نوترون‌ها را جذب می‌کند. چندین سال بعد، دستگاه‌های اسپری گادولینیم نیترات در سقف نیروگاه نصب شد؛ اما اسپری نمی‌تواند به‌طور مؤثری به برخی از اتاق‌های زیرزمین نفوذ کند.
وقتی ساختار محافظ جدید با نام «حصار ایمن جدید» (NSC) در نوامبر ۲۰۱۶ ساخته شد، مقامات چرنوبیل تصور کردند هرگونه خطر قابل توجهی از بین خواهد رفت. سازه NSC همچنین مانع از نفوذ باران می‌شود و از زمان استقرار آن، تعداد نوترون‌ها در بیشتر مناطق پناهگاه پایدار یا رو به کاهش بوده است.
حصار ایمن جدید، از سال ۲۰۱۶ رآکتور تخریب‌شده چرنوبیل را پوشانده است و از آن محافظت می‌کند
اما بر اساس مدل‌سازی ISPNPP، خشک شدن سوخت موجب می‌شود نوترون‌ها بیشتر از آن کمانه کنند و این امر به شکافت هسته اورانیوم کمک می‌کند. هایت می‌گوید:
این داده‌ها قابل باور و محتمل است. فقط مشخص نیست مکانیسم آن چه میتواند باشد. این تهدید را نمی‌توان نادیده گرفت. با ادامه عقب‌نشینی آب، این ترس وجود دارد که واکنش شکافت تسریع شود و آزاد شدن کنترل‌نشده انرژی هسته‌ای را در پی داشته باشد.
واکنش شکافت هسته‌ای خارج از کنترل در FCM پس از اینکه گرمای حاصل از شکافت، آب باقیمانده را به جوش بیاورد، میتواند به بیرون درز کند. به گفته‌ی ساولیف، هر واکنش انفجاری محدود میتواند تهدیدی برای بخش‌های ناپایدار پناهگاه شکننده باشد و NSC را با گردو‌غبار رادیواکتیو پر کند.
پرداختن به تهدید جدید، چالش دلهره‌آوری است. سطح تابش‌ها در قسمتی از نیروگاه تخریب‌شده به نام اتاق ۳۰۵/۲ آن‌قدر بالا است که نمی‌توان برای نصب حسگر به آنجا نزدیک شد. علاوه بر این، پاشیدن گادولینیم نیترات روی بقایای هسته‌ای موجود در آنجا گزینه ممکنی نیست؛ زیرا زیر بتن دفن شده است.
یک ایده، ساخت رباتی است که تابش شدید را برای مدت‌زمان کافی تحمل کند تا بتواند حفره‌ای درون FCM -ها ایجاد کند و کپسول‌های حاوی بور را که مانند میله‌های کنترل عمل و نوترون‌ها را جذب می‌کنند، وارد آن‌ها کند.
البته طغیان مجدد واکنش‌های شکافت تنها چالش پیش روی نگهبانان چرنوبیل نیست. مواد حاوی سوخت که توسط تابش شدید و رطوبت زیاد محاصره شده‌اند، در حال متلاشی شدن هستند و گردو‌غبار رادیواکتیو بیشتری تولید می‌کنند که برنامه‌های حذف سرپناه را پیچیده می‌کند.
در اوایل، ساختار مواد حاوی سوخت چنان محکم بود که دانشمندان برای دستیابی به قطعه‌ای از آن برای تجزیه‌و‌تحلیل، مجبور شدند از کلاشینکف استفاده کنند؛ اما استحکام کنونی آن در حد شن و ماسه است. اوکراین مدت‌ها است قصد دارد این ترکیبات را از نیروگاه بردارد و آن‌ها را در مخزنی در اعماق زمین ذخیره کند؛ اما دفن بقایای رآکتور در شرایط کنونی که واکنش‌ها جان گرفته‌اند، ممکن است بیش از هر زمان دیگری دشوار باشد.
نظرات