быть разное. Такие вариации элемента называются изотопами. Можно сказать, что изотопы – это как машины одной марки, но разной комплектации и класса оборудования. Компания «Мерседес», например, выпускает множество моделей – элементов, – и машины отличаются друг от друга мощностью двигателя, обивкой сидений, качеством окраски. «Мерседесы» остаются «Мерседесами», но по форме могут быть не совсем одинаковыми. Стабильные изотопы – такие, которые не подвержены самопроизвольному радиоактивному распаду, – называются стабильными нуклидами, а нестабильные изотопы – радионуклидами. Продукты распада, возникающие в процессе деления ядра, большей частью состоят из нестабильных радионуклидов. Это отходы работы реактора, им свойственна высокая температура, и они крайне токсичны.
Как и почти во всех коммерческих ядерных реакторах, в РБМК топливом служит уран – самый тяжелый из встречающихся в природе элементов, в его ядре 92 протона. Природный уран содержит только 0,7 % способного к делению изотопа U-235 (92 протона плюс 143 нейтрона). 190 тонн топлива в реакторе РБМК второго поколения (как на четвертом энергоблоке Чернобыльской АЭС) – это дешевый, низкообогащенный уран (там всего 2 % U-235) внутри 1661 вертикального канала. В процессе ядерной реакции в активной зоне происходит столкновение нейтронов с ядрами других атомов U-235, и ядра расщепляются с выделением энергии в виде тепла. При расщеплении высвобождаются еще два-три нейтрона, которые, в свою очередь, сталкиваются с ядрами, высвобождая новые нейтроны, и так далее. Этот процесс называется самоподдерживающейся ядерной реакцией, и именно благодаря ей в реакторе вырабатывается тепловая энергия. Одновременно возникают новые элементы – продукты ядерного распада[83].
В ядерной энергетике используется та же реакция, что и в атомной бомбе, но контроль над высвобождением нейтронов позволяет генерировать требуемое количество тепла и предотвращает ядерный взрыв. Топливо в реакторе на АЭС содержит низкообогащенный уран или плутоний, и оно распределено на большой площади вокруг регулирующих стержней, которые способны сдерживать реакцию, тогда как конструкция атомной бомбы подразумевает неконтролируемую и гораздо более интенсивную цепную реакцию (ее инициирует детонация взрывчатки, в результате которой одно полушарие с обогащенным ураном вжимается в другое, создавая критическую массу).
Предотвращение радиоактивного выброса – главный приоритет на любом ядерном объекте, именно поэтому строительство и эксплуатация АЭС строятся на идее «глубоко эшелонированной защиты» (ГЭЗ). Она подразумевает наличие определенной культуры безопасности, но при этом допускает, что механические (и человеческие) ошибки неизбежны. По этой причине в конструкцию включено множество дублирующих и запасных вариантов ответа на ту или иную возможную проблему. Это создает многоуровневую (эшелонированную) защитную систему – подобно тому как в матрешке открываешь куклу за куклой, пока не дойдешь до последней фигурки внутри. Первый барьер
