МОСКВА, 16 августа (BigpowerNews) — Американские химики сделали первые
количественные подсчеты потока нейтронов, который исходил от расплавленного
ядерного топлива на аварийной японской АЭС «Фукусима-1», основываясь на данных
о количестве радиоактивного изотопа серы в воздухе у берегов Калифорнии,
говорится в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National
Academy of Sciences.
Мощное землетрясение 11 марта в Японии и последовавшее за ним цунами привели
к остановке подачи электричества на АЭС «Фукусима-1» и остановке системы
охлаждения реакторов, в результате чего расплавленное ядерное топливо в
реакторах и в охладительных бассейнах пришлось охлаждать путем подачи морской
воды.
Химики из университета Калифорнии в Сан-Диего под руководством Марка Тименса
(Mark Thiemens) с высокой точностью измерили концентрацию радиоактивного
изотопа серы-35 на другом берегу Тихого океана, в Ла-Холле (Калифорния).
Радиоактивная сера возникает, когда нейтроны, испускаемые ядерным топливом,
взаимодействуют с атомами хлора в морской воде, которая использовалась для
охлаждения реактора. Нейтроны выбивали протон из атома хлора, в результате чего
появлялись атомы радиоактивного изотопа сера-35. Практически вся вода, которой
охлаждали топливо, превращалась в пар. Сера-35 вступала в реакцию с ионами
кислорода — возникали оксиды серы и сульфаты, которые переносились западным
ветром через Тихий океан.
Группа Тименса проанализировала колебания концентрации серы-35 в воздухе на
исследовательской станции Института океанографии Скриппса в Ла-Холле в период с
9 марта по 12 апреля 2011 года.
В среднем количество радиоактивной серы (в составе оксида SO4) в воздухе
держалось на уровне от 180 до 475 атомов на кубический метр. Однако 28 марта
эта концентрация резко выросла — до значения 1,5 тысячи атомов на кубометр, что
стало абсолютным рекордом для этой точки за два года — за всю историю
наблюдений. Концентрация другого типа оксида — SO2 — 28 марта также выросла от
среднего значения в 30−40 молекул до 120.
Авторы статьи отмечают, что в 2008 году наблюдался похожий рост концентрации
(до 950 атомов по SO4 и 430 — по SO2). Однако это событие было связано с
вторжением воздуха из стратосферы, где радиоактивная сера возникает под
действием солнечной радиации. Ученые подчеркивают, что даже в приполярных
регионах, в частности, в Антарктике, количество атомов радиоактивного изотопа
серы не превышало 900, что значительно меньше, чем измеренная в Калифорнии
концентрация.
«Наши расчеты показывают, что концентрация оксида SO4 в приповерхностном
слое воздуха в районе Фукусимы составляла приблизительно 20 тысяч атомов на
кубический метр, что примерно в 365 раз выше естественных показателей. Эти
измерения и модели показывают, что примерно 0,7% радиоактивных соединений серы
достигли Калифорнии в результате трансокеанского переноса», — говорится в
статье.
Все эти данные позволили ученым подсчитать мощность нейтронного излучения,
которому подвергалась морская вода в реакторах «Фукусимы-1». На период до 20
марта количество «улетевших» нейтронов составило 400 млрд на квадратный
метр.
Тименс отмечает, что ученые смогли использовать аварию на Фукусиме и выброс
радиоактивных веществ как способ проследить за различным процессами в атмосфере
и с высокой точностью определить, как ведут себя потоки воздуха над Тихим
океаном.