Дата публікацыі: 05.06.22 11:51; Катэгорыя: ; Тэгі: , , , ;

Чаму радыеактыўныя адходы не выкідваюць у космас?

Ядзерная рэакцыя вырабляе велізарны аб'ём энергіі з невялікай колькасці матэрыялу. Гэта робіць атамную энергетыку выдатнай крыніцай энергіі. За адным маленькім нюансам. Добра, двума. Першы — верагоднасць аварыі, як у Чарнобылі ці на Фукусіме. Другі, больш надзённы нюанс — гэта непазбежнае ўзнікненне ядзерных адходаў, з якімі нешта трэба рабіць. Пакуль нічога лепшага, чым іх глыбока-глыбока закапаць, мы не прыдумалі. А чаму б не адпраўляць іх куды-небудзь далей у космас ці прама на Сонца, каб не засмечваць планету? Адказ даведаўся Onliner.

Чаму радыеактыўныя адходы не выкідваюць у космас?

Радыёактыўныя адходы вельмі небяспечныя для ўсіх форм жыцця. Тым не менш па ўсім свеце працавалі, працуюць і будуюцца дзясяткі атамных электрастанцый, якія акрамя энергіі рэгулярна вырабляюць гэтыя самыя адходы. Глыбокае геалагічнае пахаванне лічыцца на сёння самым лепшым рашэннем для іх утылізацыі.

Праект "Яма"

У Фінляндыі канчатковае вырашэнне радыеактыўнага пытання дасягнула сваёй ультыматыўнай формы. На заходнім узбярэжжы краіны недалёка ад атамнай станцыі Алкілуота ёсць месца з назвай "Онкало", якое з фінскага перакладаецца як "Яма". Гэтую Яму капае фінская фірма Posiva. Калі ў 2023 годзе "Яма" будзе гатова, яна стане першым у свеце пастаянным сховішчам для высокарадыёактыўных адходаў. Гэта называюць рашэннем, якое паслужыць прыкладам для ўсяго свету.

Праект Яма

Сярод розных адходаў атамнай энергетыкі найбольш небяспечным з'яўляецца адпрацаванае паліва, якое больш не можа эфектыўна падтрымліваць ядзерную рэакцыю, аднак застаецца высокарадыёактыўным і небяспечным. Яго можна зноўку ўзбагаціць і вярнуць працоўны стан, але ў свеце па большай частцы аддаюць перавагу яго хаваць. Часцяком гэтыя сховішчы патрабуюць сталага чалавечага ўдзелу, аховы, назіранні. Яны могуць быць уразлівыя да актаў тэрарызму і прыродных катастроф. Як у выпадку аварыі на Фукусіме, калі пацярпелі станцыйныя сховішчы адпрацаванага ядзернага паліва.

У фінскім выпадку збіраюцца хаваць глыбока, надзейна, доўга і па самых развітых стандартах. Праект на мільярд долараў прадугледжвае стварэнне серыі тунэляў на глыбіні 400—430 метраў для пастаяннага захоўвання адпрацаванага паліва. Гучыць проста, але працэс нашмат больш комплексны, чым можа падацца на першы погляд.

Сховішча складаецца са спіральнага пад'язнога тунэля, чатырох вертыкальных шахт, тунэляў і тэхнічных памяшканняў. Да 2020 года ў карэннай пародзе ў Алкілуота было выкапана каля 10 км розных відаў тунэляў. Падчас канчатковых аперацый па пахаванні выкапаюць яшчэ каля 40 км новых тунэляў. Іх бураць і ўзрываюць. Два гады таму паведамлялі, што было вынята каля паўмільёна кубаметраў горнай пароды.

схема тунэлю

Апрамененыя матэрыялы будуць змяшчаць у кантэйнер з борнай сталі, запаўняць аргонавым газам і шчыльна запячатваць. Кантэйнер, у сваю чаргу, будзе заключаны ва ўстойлівую да карозіі медную капсулу. Гэтую капсулу пахаваюць у індывідуальнай магілцы глыбінёй восем метраў, абклаўшы кольцамі з бентанітавай гліны. Назаўжды.

кантэйнер

У гэтых могільніках будуць пахаваны адходы атамнай энергетыкі Фінляндыі за апошнія 50 гадоў. Плюс усе тыя пабочныя і небяспечныя прадукты, якія яна вырабіць яшчэ за сто найбліжэйшых гадоў. Тунэлі будуць паступова закаркоўваць, а ў 2120 годзе "Яма" будзе канчаткова запячатана, надземную інфраструктуру разбяруць — і людзі больш ніколі не змогуць туды спусціцца, пакуль радыеактыўныя адходы будуць дзясяткі тысяч гадоў марынавацца пад зямлёй.

Натуральна, не ў любым месцы на планеце можна так проста закапаць радыяцыю. Патрэбны асаблівыя ўмовы. У выпадку фінскай "Ямы" гаворка ідзе аб карэннай пародзе, якая забяспечвае прадказальныя механічныя, геахімічныя і гідрагеалагічныя ўмовы і выключае прыроднае ўздзеянне.

Дырэктар МАГАТЭ назваў сховішча "Онкало" "гейм-чэйнджэрам" — яно пераверне індустрыю. Для тых, хто слаба знаёмы з нюансамі сучасных сховішчаў, гэта можа здацца смешным: прыдумлялі закопваць яшчэ глыбей, таксама мне інавацыя. Але нічога лепшага ў плане захоўвання высокарадыёактыўных адходаў у нас пакуль няма.

Чаму не ў космас?

А няўжо мы не можам проста сабраць усе гэтыя ядзерныя адыходы, скласці іх у герметычны кантэйнер, загрузіць яго ў ракету і адправіць далей у космас? А лепш наўпрост у Сонца, каб усё згарэла дашчэнту? Такія каментарыі ўжо сустракаліся. І я згодны, гучыць класна — і нават з фізічнага пункта гледжання гэта цалкам здзяйсняльна. Але людзі так не робяць. У такой ідэі ёсць некалькі істотных недахопаў.

Самы галоўны з іх — гэта рызыка аварыі на старце. У гісторыі асваення космасу было шмат няўдач, звязаных з запускамі ракет. Некаторыя з іх набывалі катастрафічныя маштабы і станавіліся прычынай мноства ахвяр. А цяпер уявіце, што здарыцца, калі ракета з радыеактыўнымі адходамі ўзарвецца на паўдарогі ад стартавага стала? Ці яе рухавікі адмовяць дзе-небудзь на арбіце вакол Зямлі? Некіравальны кавалак жалеза з радыеактыўнымі адходамі з часам разбурыцца ў атмасферы, раскідаўшы сваё змесціва ўсюды. Страшныя наступствы для ўсёй планеты. Нікому не хочацца жыць пад радыеактыўнымі ападкамі. Ужо толькі гэта адно сур'ёзна змяншае патэнцыял для магчымай адпраўкі адыходаў у космас.

Выбух ракеты пры старце

Нават у самых паспяховых і надзейных сістэм запуску, якімі лічацца ракеты-носьбіты "Саюз-У", ёсць шанец у 2-3% на няўдачу. Ракеты гэтай сістэмы выканалі больш за 800 пускаў, з якіх 22 былі аварыйнымі. Частата адмоў у 2–3% для ракеты, на борце якой знаходзяцца самыя небяспечныя адходы на планеце… Чорт, гэта даволі вялікая рызыка.

Менш важны, але крыху больш складаны недахоп заключаецца ў тым, што нельга проста ўзяць і паляцець наўпрост у Сонца. Мы спрактыкаваліся ў запуску дзясяткаў спадарожнікаў штогод, якія круцяцца вакол Зямлі. Аднак, каб адправіцца далей, трэба куды больш паліва і куды больш складаны маршрут. Усё з-за гравітацыі.

Гэта гучыць дзіўна і нелагічна, але нават выляцець за межы Сонечнай сістэмы куды прасцей, чым дагадзіць у самае яе сэрца. Здавалася б, Сонца — гэта ж вялікі магніт, які ўсё да сябе прыцягвае. Якія могуць быць складанасці, каб проста даць сябе прыцягнуць? Хуткасць кручэння планет па арбітах ратуе іх ад таго, каб патануць у сонечнай плазме.

Наша планета бяжыць па арбіце вакол Сонцы са хуткасцю 30 км/с. І ўсё, што мы запускаем з Зямлі, успадкоўвае гэтую арбітальную хуткасць. Каб дабрацца да Марса, дастаткова злёгку павялічыць хуткасць аб'екта, запушчанага з Зямлі. Прыкладна на 2,9 км/с. Але калі трэба дабрацца да Сонцы, гэты арбітальны імпульс трэба запаволіць.

Сонечная сістэма

Кажучы прасцейшай мовай, калі мы запускаем нешта з Зямлі, гэта нешта валодае не толькі хуткасцю, атрыманай за лік сваіх рухавікоў, але і хуткасцю кручэння нашай Зямлі вакол Сонца. Ім перадаецца гэты імпульс.

Таму касмічнаму апарату, які хоча дабрацца да Сонца, трэба разагнацца амаль да хуткасці Зямлі, але ў супрацьлеглым напрамку. Гэта кампенсуе арбітальную хуткасць. Па сутнасці, такі аб'ект як бы завісне на месцы, дзе толькі што была Зямля, а затым паддасца гравітацыі Сонца і ўпадзе на яго. Дастаткова даць яму яшчэ адзін імпульс у напрамку зоркі.

Але з нашымі хімічнымі рухавікамі на дадзеным этапе развіцця такое практычна немагчыма. Занадта шмат энергіі трэба для кампенсавання планетарнага імпульсу. Так шмат, што адарваць ад Зямлі такі карабель яшчэ больш складана.

Таму нашы касмічныя караблі атрымліваюць некаторую дапамогу дзякуючы гравітацыйным манеўрам у іншых планет. Такія манеўры звычайна выкарыстоўваюцца для таго, каб паляцець глыбей і хутчэй да меж Сонечнай сістэмы. У 2007 годзе міжпланетная станцыя New Horizons выкарыстоўвала Юпітэр у якасці гравітацыйнага партнёра, каб дабрацца да Плутона і зрабіць той наймілейшы здымак сэрца на карлікавай планеце.

Юпітэр

Тады New Horizons праляцела амаль 2 млн км ад Юпітэра, атрымала дадатковы імпульс, які павялічыў хуткасць станцыі амаль на 4 км/с. Гэта дазволіла на тры гады скараціць час палёту да Плютона.

Але акрамя паскарэння гравітацыйныя манеўры выкарыстоўваюцца і для запаволення, кампенсацыі таго самага імпульсу, які падарыла караблям Зямля. У такім разе гэтыя манеўры куды як складаней.

Добры прыклад — гэта сонечны зонд «Паркер», які запусцілі ў 2018 годзе. Да 2024 году ён зможа падабрацца да Сонца на 6 млн км. Значна бліжэй, чым Меркурый і любы са штучных аб'ектаў, створаных чалавекам. А ў перыяд паміж гэтымі гадамі зонд сем разоў будзе праходзіць побач з Венерай, каб пазбаўляцца па частках ад зямнога арбітальнага імпульсу і станавіцца ўсё бліжэй да Сонца.

Усё, што трэба, — гэта добра разлічыць траекторыі. А яшчэ крыху прыдуркаватасці і адвагі, каб напляваць на шанец няўдачы… і мы цалкам маглі б запускаць наша смецце ў Сонца ці, на благі канец, прэч з нашай сістэмы.

Але да агучаных фактараў трэба яшчэ дадаць эканоміку. Такія запускі будуць даволі накладнымі. Толькі ў ЗША захоўваюцца 60 000 тон высокарадыёактыўных ядзерных адходаў. На тых жа ракетах «Саюз-У» за раз можна было вывесці крыху менш за сем тон. І тое на нізкую калязямную арбіту. Самая магутная з наяўных на планеце ракет Space Launch System зможа адпраўляць пабольш і далей, але зусім не ў Сонца. Максімум 45 тон на геліяцэнтрычную арбіту.

Кожны палёт ракеты будзе каштаваць каля $4 млрд. Вось і лічым, колькі тысяч рэйсаў паспее зрабіць ракета, перш чым скончацца грошы, здарыцца катастрофа або вычарпаюцца запасы радыеактыўнага смецця на Зямлі.

Пакуль такую ідэю ўтылізацыі адходаў варта пакінуць на разарванне навуковай фантастыцы і будучым абнадзейваючым тэхналогіям, калі раней мы самі не загінем пад цяжарам таго бардака, што развялі на адзінай з вядомых нам прыдатных да жыцця планет.

Падзяліцеся публікацыяй у сацсетках?

Спадабаўся сайт? Падпішыся на нас у сацсетках!

Мы в Google NewsМы в TelegramМы в VkМы в FacebookМы в одноклассникахМы Всети

Объявление

Уважаемые посетители, сайту требуются авторы текстов. Возможно без опыта. Все подробности на этой странице.

Каментары да публікацыі...

load...
Слухайце аўдыё версію публікацыі!

X

Цитата | Ошибка