Адам Хиггинботам - Чернобыль. История катастрофы [litres]

Смертный человек тоже не избежал возмездия за то, что принял дар Прометея. К нему Зевс послал Пандору, первую женщину, несущую ящик, однажды открыв который высвободила зло, и с тех пор его было не сдержать.

Почти все во Вселенной состоит из атомов – образующих ее вещество частиц звездной пыли. Атомы в миллион раз меньше толщины человеческого волоса и состоят почти полностью из пустоты. Но в центре каждого атома есть ядро – полное латентной энергии и невообразимо плотное, словно 6 млрд автомобилей спрессовали до размеров чемодана [104] Robert Peter Gale and Eric Lax, Radiation: What It Is, What You Need to Know (New York: Vintage Books, 2013), 12. . Вокруг ядра движется облако электронов, а само оно состоит из нейтронов и протонов, удерживаемых вместе силой, которую называют сильным взаимодействием [105] Robert Peter Gale and Thomas Hauser, Final Warning: The Legacy of Chernobyl (New York: Warner Books, 1988), 6. .

Сильное взаимодействие, наравне с гравитацией, одна из четырех основных сил, которые удерживают Вселенную. Прежде ученые считали, что его мощь делает атомы неделимыми и неуничтожимыми и что «ни масса, ни энергия не могут быть созданы или уничтожены» [106] Там же. . В 1905 году Альберт Эйнштейн перевернул эти представления [107] Там же, 4–6. . Он предположил, что, если бы атомные ядра удалось каким-либо образом разорвать, это преобразовало бы их крошечную массу в относительно огромный выброс энергии. В виде уравнения эта идея выглядит так: высвобождаемая энергия будет равна потерянной массе, умноженной на квадрат скорости света. E = mc 2 .

В 1938 году трио ученых из Германии обнаружило, что при бомбардировке атомов тяжелого металла урана нейтронами ядра этих атомов фактически могут делиться – с высвобождением ядерной энергии. При делении некоторые нейтроны вылетают на огромной скорости, сталкиваясь с ближайшими ядрами и, в свою очередь, делят их, высвобождая еще больше энергии. Если собрать достаточное количество атомов урана в правильной конфигурации, достигнув критической массы, процесс станет поддерживать себя сам, нейтроны одного разделившегося ядра будут раскалывать ядро другого, посылая новые нейтроны на столкновение со следующими ядрами. По достижении критического порога результирующая цепная реакция – ядерное деление – высвободит невообразимые количества энергии.

6 августа 1945 года в 8:16 ядерный заряд, содержащий 64 кг урана, взорвался на высоте 580 м над японским городом Хиросима, с безжалостной точностью подтвердив уравнение Эйнштейна [108] Richard Rhodes, The Making of the Atomic Bomb (New York: Simon & Schuster, 1988), 711. . Сама по себе эта бомба была крайне неэффективной: распаду подвергся всего один килограмм урана, а в энергию превратились только 700 мг массы – столько весит бабочка [109] Emily Strasser, “The Weight of a Butterfly,” Bulletin of the Atomic Scientists website, February 25, 2015; Jeremy Jacquot, “Numbers: Nuclear Weapons, from Making a Bomb to Making a Stockpile to Making Peace,” Discover , October 23, 2010. . Но этого было достаточно, чтобы за долю секунды полностью уничтожить город. Около 78 000 человек погибли в момент взрыва или сразу после него – были испарены, раздавлены или сожжены в огненной буре, прошедшей за взрывной волной [110] В результате хаоса и разрушений, вызванных бомбардировкой, и отсутствия точной информации о числе жителей, находившихся в городе, оценки числа смертей, вызванных взрывом, значительно разнятся. Приведенные цифры – часть «ближайшей оценки» числа пострадавших, приведенной в книге: Paul Ham, Hiroshima Nagasaki: The Real Story of the Atomic Bombings and Their Aftermath (New York: Thomas Dunne Books/St. Martin’s Press, 2014), 408. . К концу года еще 25 000 мужчин, женщин и детей заболели и умерли от воздействия радиации, высвобожденной первым в мире взрывом атомной бомбы в ходе военных действий.

Радиация – следствие распада нестабильных атомов. Ядра атомов различных элементов различаются по весу, определяемому числом протонов и нейтронов [111] Gale and Hauser, Final Warning, 6. . У каждого элемента уникальное число протонов, оно никогда не меняется, определяя «атомный номер» и положение элемента в периодической таблице: водород никогда не имеет больше одного протона, у кислорода их всегда восемь, у золота – 79. Но атомы одного и того же элемента могут иметь переменное число нейтронов, что дает различные изотопы: от дейтерия («тяжелый» водород – с одним нейтроном вместо двух) до урана-235 (металл уран с пятью добавочными нейтронами).

Добавление или удаление нейтронов из ядра стабильного атома превращает его в нестабильный изотоп [112] Fred A. Mettler Jr., and Charles A. Kelsey, “Fundamentals of Radiation Accidents,” in Igor A. Gusev, Angelina K. Guskova, Fred A. Mettler Jr., eds., Medical Management of Radiation Accidents (Boca Raton, FL: CSC, 2001), 7; Gale and Hauser, Final Warning, 18. . Такой изотоп будет стремиться к восстановлению равновесия, отбрасывая части своего ядра в поисках стабильности – производя либо другой изотоп, либо иногда совсем другой элемент. Например, плутоний-239 отбрасывает два протона и два нейтрона из своего ядра, становясь ураном-235. Этот динамический процесс ядерного распада и есть радиоактивность, а высвобождаемая при этом энергия, которую ядра излучают в форме волн или частиц, – радиация.