Именно эти открытия дали старт исследованиям, которые спустя полвека приведут к созданию атомной бомбы — и первых атомных электростанций, появившихся как своего рода побочный продукт гонки за ядерными вооружениями. Ко Всемирному дню борьбы за запрет ядерного оружия экологическая организация «Экодом» рассказывает о создании атомной бомбы и пути к «мирным» атомным электростанциям в прошлом веке. В то время, как в наши дни АЭС сами становятся военными объектами на фоне войны России в Украине.
Фото: Russian Defense Ministry Press Service via AP
Эксперименты с радиоактивностью
Вскоре после открытий Беккереля, Кюри и Склодовской-Кюри, ученый Эрнест Резерфорд высказывает мнение, что радиоактивность — это излучение, сопровождающее распад атомов, ранее считавшихся неразделимыми. Последующие исследования доказали сложное строение атома: протоны и нейтроны составляют его ядро, окруженное электронами.
В 1938 году ученые Отто Ган и Фриц Штрасман доказали возможность расщепления атома. При столкновении нейтрона с атомом урана, атом расщепляется на две практически равные части и высвобождает энергию. Годом позже Фредерик Желио-Кюри обнаруживает, что во время расщепления урана высвобождаются три нейтрона, что в свою очередь делает возможным дальнейшее расщепление. Таким образом, была обнаружена возможность запуска цепи реакции, которая высвобождает большое количество энергии.
Во время Второй мировой войны Альберт Эйнштейн пишет письмо президенту США Франклину Рузвельту с информацией о последних ядерных открытиях и о возможности создания мощной бомбы с использованием урана.
В США прибывает все больше ученых-беженцев от войны в Европе, тем самым способствуя дальнейшим исследованиям в области ядерной физики. Судьбоносным стал 1942 год. Именно тогда Глен Сиборг обнаруживает, что облученный Уран производит небольшое количество плутония — нового радиоактивного элемента со способностью к расщеплению, что дает возможность запустить цепную реакцию.
Глен Сиборг
Тогда же в Чикаго Энрико Ферми создает ядерный реактор и впервые проводит контролируемую цепь реакций расщепления атомов урана.
Такие успехи на фоне военных действий стимулируют большой приток средств в дальнейшие исследования. В 1943 году США, Канада и Великобритания запускают Манхэттенский проект: в 30 секретных локациях ведущие ученые с доступом к новейшим лабораториям проводят исследования с целью создания атомной бомбы.
Атомная бомба
Целью ученых было создание двух типов бомб — урановой и плутониевой. Природный уран на 99,3% состоит из урана-238 и на 0,7% из урана-235. Только второй можно расщепить и использовать для создания урановой бомбы, поэтому главным вызовом стало его изолирование и концентрирование ради получения так называемого обогащенного урана. «Пушечный» принцип бомбы состоит в столкновении двух блоков с таким ураном для запуска расщепления и молниеносной цепи реакций, что высвобождает огромное количество энергии.
В плутониевой бомбе несколько сфер вложено друг в друга. В центре создается урановый котел для сбора произведенного плутония, в нем же концентрируется сам материал. При одновременном взрыве взрывчатого вещества вокруг котла ударная волна направляется внутрь сферы, материал сжимается, становится сверхкритичным и взрывается.
16 июля 1945 года в пустыне штата Нью-Мексико проводятся первые успешные испытания атомной бомбы «Тринити».
На тот момент Германия уже капитулировала, но Япония продолжала военные действия против США. После отказа японцев от безоговорочной капитуляции, США сбрасывают урановую бомбу на город Хиросима и плутониевую на Нагасаки. Общее число жертв достигает около 200 000 человек. Через несколько дней Япония капитулирует.
Бомбардировка Нагасаки. Фото: U.S. National Archives and Records Administration
Вскоре после окончания Второй мировой войны СССР запускает свою ядерную программу и проводит первые испытания на полигоне в Семипалатинске (ныне город Семей в Казахстане) в 1949 году.
Начало холодной войны отметил и старт гонки ядерных вооружений. В целях технологического опережения противника и накопления наибольшего ядерного арсенала США и СССР расходуют огромные ресурсы. В 1952 году США тестируют водородную бомбу — она повторяет реакцию, происходящую в звездах, во время которой под высоким давлением и при температуре в несколько миллионов градусов Цельсия сливаются в целое два легких атома — дейтерий и тритий. Для воспроизводства подобных условий было решено использовать плутониевую бомбу в качестве пускового механизма. Итоговый взрыв становится в тысячи раз мощнее, чем при ядерном расщеплении. Вскоре водородная бомба тестируется и в СССР.
Следует отметить, что ядерные испытания не прошли бесследно. Загрязнение осталось во всех местах их проведения: в Нью-Мексико и Казахстане, на архипелаге Новая Земля и островах Тихого океана.
«Атомная лихорадка»
Параллельно с разработкой ядерного оружия велись исследования по использованию атомной энергетики в мирных целях. В 1953 году президент США Дуайт Эйзенхауэр произносит речь «Атом ради мира» о перспективах атома для благополучия человечества. В 1954 году в СССР запускается Обнинская АЭС, а в 1956 году открывается первая гражданская АЭС в британском Колдер-Холле. Однако фактически Колдер-Холл был не просто гражданским реактором — его главной целью стало производство плутониевого материала для ядерного оружия.
В начале своего развития изготовление электричества на АЭС было всего лишь полезной побочной деятельностью. Главной задачей таких АЭС по-прежнему было создание обогащенного урана и плутония для ядерного оружия.
В скором времени «мирный» атом пропагандировался на выставках по всему миру. Частные энергетические компании подогревали интерес публики к атомной энергетике тематическими фильмами и плакатами, учеба на ядерщиков стала престижной как никогда раньше, а сами станции превращались в объекты промышленного туризма. В США начался период «золотой лихорадки» в постройке частных АЭС.
Одновременно проводилась кампания по изменению публичного мнения об атомной энергетике, в первую очередь направленная на Японию в целях обеления последствий бомбежки Хиросимы и Нагасаки. Потенциал атомной энергетики вдруг стал подаваться в качестве светоча мирового прогресса. Для развития исследований в области ядерной энергетики в 1959 году под эгидой ООН создается МАГАТЭ — Международное агентство по атомной энергетике.
Организация обязуется обеспечивать безопасное и мирное использование ядерной энергетики. Но тогда же начал набирать мощь и антиядерное движение. Первой громкой победой стало прекращение строительства АЭС Бадега-Бэй в Калифорнии. Местные активисты протестовали сначала против ухудшения эстетического вида местности, а вскоре подлили смолы в огонь опасения по поводу выбросов радиации со станции и возможных аварий. Активисты Бадега-Бэй в конце концов заставили энергетическую кампанию остановить стройку, что стало важным прецедентом для антиядерного движения. В 1974 году более тысячи активистов впервые собрались на конференции «Критическая Масса», осознав там свою силу в единении.
Здание Рейхстага освещено лозунгом экологической организации Greenpeace. Протест организации перед зданием парламента Германии призывает правительство Германии подписать договор о запрещении ядерного оружия, 2022 год. Фото: AP / Markus Schreiber
Гонка ядерных вооружений
Вслед за США и СССР, Великобритания и Франция тестируют собственные атомные бомбы и вступают в ядерный клуб. Тем временем, гонка вооружений между двумя сверхдержавами эскалируется. На тот момент США и СССР уже разработали межконтинентальные ракеты и атомные подлодки.
СССР тестирует «Царь-бомбу» с мощностью 58 мегатонн в тротиловом эквиваленте — для сравнения бомба «Малыш», сброшенная на Хиросиму, имела эквивалент «всего» 15 килотонн.
«Царь-бомба». Фото: Википедия
В 1962 году США тестируют водородную бомбу на высоте 400 километров в открытом космосе над атоллом Джонстон в рамках проекта Starfish Prime. Зарево от взрыва наблюдалось в нескольких тысячах километров от эпицентра — в Новой Зеландии, а освобожденная радиация нанесла ущерб как минимум восьми космическим спутникам.
В том же году США угрожают СССР ракетами, расположенными в Турции и Италии, в то время как СССР поставляют ракеты на Кубу. Ситуация радикально обостряется во время Карибского кризиса, и только благодаря напряженным мирным переговорам обе стороны отводят свои ракеты и ситуация стабилизируется.
В 1967 году Китай тестирует свою первую атомную бомбу и также вступает в клуб ядерных держав. Рост числа стран с ядерным оружием настораживает СССР и США. Через ООН обе страны продвигают договор о нераспространении ядерного оружия (ДНЯО), обособляя пять ядерных держав от остального мира. По его результатам существующие ядерные державы не могут делиться наработками или поставлять оружие в другие страны, а остальные страны не могут пытаться создать свою собственную атомную бомбу. К тому же ядерные державы обязуются максимально сократить ядерный арсенал.
К этому договору постепенно присоединились почти все страны мира, кроме Индии, Пакистана и Израиля. В 1969 году страны Латинской Америки и Карибского бассейна подписывают договор Тлателолько, в результате которого целый континент становится первой населенной безъядерной зоной в мире.
Энергетический бум и фатальные ошибки
Огромный толчок к развитию ядерной энергетики дал мировой нефтяной кризис, разгоревшийся в 1973 году. Страны Персидского залива сократили поставки нефти западным странам, что привело к скачку цен в четыре раза — с 3 до 12 долларов за баррель. За короткое время рост цен на нефть подрывает экономики мировых держав, которые находятся в серьезной зависимости от них. Весь мир ищет альтернативу нефти для производства энергии и выхода из-под зависимости от стран-экспортеров нефти (ОПЕК).
На протяжении нескольких лет во всем мире происходит бум строительства АЭС, сопровождающийся ростом цен на постройку реакторов. Франция и Япония особенно рассчитывают на атомную энергетику ввиду отсутствия природных запасов нефти.
Однако все более острой становилась проблема утилизации ядерных отходов — процесс, занимающий несколько сотен тысячелетий. В ряде стран ранее рассчитывали на подземные хранилища глубиной более 300 метров, но этот способ оказался неудачным.
Так, в Швеции шахты, куда сбрасывали отходы, залило водой — герметичность контейнеров для хранения нарушилась, и их пришлось срочно вынимать. При этом, если сложить все радиоактивные отходы европейских атомных электростанций на площадке размером с футбольное поле, получится башня высотой почти с километр. Но нигде в мире пока нет хранилища, в котором все эти отходы могли бы быть надежно сохранены навсегда.
В 1979 году происходит авария на АЭС Три-Майл-Айленд в США, в ходе которой из-за невыявленной вовремя утечки один из реакторов перегревается и растопляет половину активной зоны реактора. Колпак реактора выдерживает и предотвращает утечку радиации, однако после этого инцидента уже было невозможно говорить о полной безопасности АЭС.
Серия человеческих ошибок и потеря персоналом контроля над ситуацией приводит к аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 году. Высокорадиоактивное облако распространяется и загрязняет большую часть Европы. Более 200 000 человек переселено, а вокруг АЭС создается зона отчуждения размером 2 600 км2.
Именно авария на Чернобыльской АЭС стала мощнейшим триггером для сопротивления атомной энергетике по всему миру. Из-за относительной близости к СССР и загрязненным территориям особенно сильным движение становится в Германии и Италии. В Германии традиция антиядерного движения была сильна еще со времен оккупации гражданами места постройки АЭС возле деревни Виль в Баден-Вюртемберге, что привело к столкновениям с полицией, но в итоге повлияло на прекращение строительства АЭС. С тех пор ядерная программа в Германии медленно приближается к своему упадку. В Италии же был проведен референдум, по итогам которого граждане отказались от атомной энергетики в своей стране. Очередной импульс антиядерному движению придала авария на Фукусимской АЭС в 2011 году.
После распада СССР, США и Россия продолжили сокращать ядерные вооружения. Однако девять стран ядерного клуба — США, Россия, Великобритания, Франция, Китай, а также Индия, Пакистан и КНДР — до сих пор владеют суммарным арсеналом в 16 000 ядерных боеголовок. Израиль в свою очередь не подтверждает и не отрицает наличие ядерного оружия, но есть весомые подозрения, что у Израиля оно есть. Большинство стран мира не поддерживают ядерное вооружение. На сегодня безъядерными зонами объявлены Антарктика, Латинская Америка и Карибский бассейн, южная часть Тихого океана, Юго-Восточная Азия, Африка и Центральная Азия.
И хотя в совокупности это серьезные достижения, до ядерной безопасности человечеству все еще далеко. Это ярко видно по событиям с начала войны в Украине, в которой АЭС, побочный продукт создания ядерного оружия, сами становятся оружием в руках агрессора.
Читайте по теме:
Российские войска могли заминировать Запорожскую АЭС — The Insider
