چرا مردم می‌توانند در هیروشیما و ناگاساکی زندگی کنند؛ اما در چرنوبیل نه؟
سه رویداد به‌شدت فاجعه‌بار هستهای قرن بیستم در سه شهر جهان رخ دادند: دو مورد در ژاپن و دیگری در اوکراین. احتمالاً همگی ما با آنچه در هر یک از این سه شهر رخ داد، کمابیش آشنا هستیم؛ اما آنچه چندان واضح نیست این است که چرا سکونت انسان در هیروشیما و ناگاساکی تداوم و توسعه یافته؛ اما امکان زندگی در چرنوبیل وجود ندارد.
هرچند داستان بلایای مختلف یادشده به‌خوبی شناخته‌شده است، ارزش مرور کردن را دارد. در اوایل اوت ۱۹۴۵، در پایان جنگ جهانی دوم، ایالات متحده دو بمب هستهای را برفراز شهرهای هیروشیما و ناگاساکی ژاپن منفجر کرد. اول، بمب اتم شکافت‌پذیر مبتنی بر اورانیوم با نام پسر کوچک با قدرت برابر با ۱۵ کیلوتن تی‌ن‌اتی هیروشیما را درهم‌کوبید. سه روز بعد، بمب شکافت‌پذیری دیگر مبتنی بر پلوتونیم به نام مرد چاق، ناگاساکی را ویران کرد و درنهایت موجب تسلیم ژاپن شد.
بمباران هستهای هیروشیما و ناگاساکی درمجموع بین ۱۲۹ هزار تا ۲۲۶ هزار کشته برجای گذاشت که بیشتر آن‌ها افراد غیرنظامی بودند. حتی کسانی که پس از انفجارها برای کمک به قربانیان به شهرها شتافتند، به سرعت دربرابر تابش‌ها به زانو درآمدند.
در سال‌های بعد، بسیاری از نجات‌یافتگان مواردی از سرطان خون و همچنین سایر سرطان‌ها و بیماری‌های وحشتناک را گزارش کردند. زنان باردار که درمعرض انفجار قرار گرفتند، درصد بسیار بالاتری از سقط جنین و مرگ‌ومیر نوزادان را تجربه کردند. آن دسته از کودکانی نیز که از تولد جان سالم به‌در بردند، بیشتر در معرض ناتوانی‌های رشدی، اختلال‌های ذهنی، کاهش رشد و افزایش خطر ابتلا به سرطان بودند.
درمقابل، فاجعه چرنوبیل حادثه‌ای بود که در شب ۲۶ آوریل ۱۹۸۶ رخ داد؛ وقتی یک رآکتور معیوب منفجر شد و ایزوتوپ‌های رادیواکتیو خطرناک را در جو منتشر کرد. نیروی انفجار، مواد آلوده را به بخش‌های بزرگی از اتحاد جماهیر شوروی (بلاروس، اوکراین و روسیه امروزی) فرستاد. در زمان انفجار، دو نفر کشته شدند و تقریباً ۲۸ فرد دیگر در عرض یک هفته جانشان را از دست دادند. همچنین ۶۰۰ هزار نفر از پرسنلی که در عملیات پاکسازی شرکت داشتند، بعداً درمعرض سطوح خطرناک تابش‌ها قرار گرفتند.
انفجار چرنوبیل حادثه‌ای کوچک‌تر با تلفات مستقیم کمتر، اما تأثیر زیست‌محیطی چشمگیرتر بود
دولت شوروی برای مدتی روی فاجعه‌ی چرنوبیل سرپوش گذاشت و به دلیل ماهیت مبهم گزارش حادثه، تعیین اینکه واقعاً چند نفر دراثر آن جان باختند، دشوار بوده است. سازمان ملل تخمین می‌زند که فقط ۵۰ نفر در نتیجه‌ی مستقیم حادثه جانشان را از دست دادند؛ اما در سال ۲۰۰۵ پیش‌بینی شد که درمجموع چهار هزار نفر ممکن است به علت اثرات طولانی‌مدت قرارگیری درمعرض تابش‌ها از دنیا بروند.
بنابراین، ما دو مجموعه حادثه داریم؛ دو انفجار بزرگ که به تلفات زیاد در یک دوره‌ی زمانی نسبتا کوتاه منجر شد و انفجاری کوچک‌تر که تلفات مستقیم کمتری داشت، اما تأثیر زیست‌محیطی آن چشمگیر بود. هیروشیما و ناگاساکی درحال‌حاضر وضعیت خوبی دارند و درحال رشد هستند، اما چرنوبیل خالی از سکنه است. داستان چیست و تفاوت بین این دو فاجعه‌ی هستهای در کجا است؟
تفاوت انفجار هستهای با انفجار رآکتور هستهای
تفاوت اصلی بین حوادث مورد بحث، ماهیت آن‌ها یا به‌طور خاص، تفاوت انفجار هستهای با انفجار رآکتور هستهای است. بمب‌هایی که روی هیروشیما و ناگاساکی انداخته شد، صدها متر بالاتر از سطح زمین منفجر شد. انفجار در ارتفاع بالا، بازده آن‌ها را به حداکثر رساند و موجب آسیب فوری بیشتر شد. پس از انفجار هستهای، بمب کاملاً تبخیر می‌شود و تابش‌ها در منطقه بسیار بزرگی پراکنده می‌شود. به همین دلیل همان‌طور که در تصویر زیر نشان داده شده، باد تأثیر شدیدی بر انتشار ذرات رادیواکتیو بمب اتم دارد.
درمقابل، انفجار چرنوبیل بسیار کوچک‌تر بود و از آنجا که در سطح زمین رخ داد، باد تأثیری در تشدید اثرات آن نداشت. انفجار رآکتور چرنوبیل هرچند به قدرتمندی انفجار بمب اتم نبود، بیش از ۴۰۰ برابر مواد رادیواکتیو به جو پرتاب کرد و همچنین تکه‌های بزرگی از پسماندهای هستهای (بخش‌هایی از رآکتور آلوده به تابش‌ها) را در منطقه به‌جا گذاشت.
مکانیسم واکنش
عامل تأثیرگذار بعدی، مقدار مواد شکافت‌پذیر مورد استفاده در هر مکان است. اکثر تسلیحات هستهای و رآکتورهای هستهای، اورانیوم غنی‌شده‌ی حاوی غلظت بالایی از ایزوتوپ اورانیوم ۲۳۵ را به‌کار می‌گیرند. این ایزوتوپ خاص، سوخت رآکتورها را تشکیل می‌دهد و همان ماده‌ای است که انفجار بمب اتم را پدید می‌آورد.
بمب‌های انداخته‌شده روی هیروشیما و ناگاساکی، صدها متر بالاتر از سطح زمین منفجر شدند
آزادسازی انرژی ازطریق فرایند شکافت به‌دست می‌آید و در جریان آن، نوترون‌ها برای تقسیم اتم‌های اورانیوم ۲۳۵ استفاده می‌شوند. وقتی یک اتم اورانیوم ۲۳۵ شکافته می‌شود، نوترون‌های بیشتری آزاد می‌کند. آن نوترون‌ها سپس اتم‌های اورانیوم ۲۳۵ بیشتری را می‌شکافند و انرژی بیشتری آزاد می‌کنند و به همین ترتیب، فرایندی رخ می‌دهد که واکنش زنجیره‌ای هستهای نامیده می‌شود. در ویدئو زیر می‌توانید آن را مشاهده کنید.
در سلاح هستهای، هدف به حداکثر رساندن مقدار انرژی آزادشده با مصرف هرچه سریع‌تر اورانیوم است. این امر با استفاده از واکنشی زنجیره‌ای انجام می‌شود که در آن، اورانیوم ۲۳۵ یک نوترون را جذب می‌کند، تحت شکافت قرار می‌گیرد و مقدار زیادی انرژی و سه نوترون جدید آزاد می‌کند. سپس، سه نوترون جدید این چرخه را تکرار می‌کنند. به این ترتیب، تراکم نوترون‌ها در هسته افزایش پیدا می‌کند و می‌گوییم به حد بحرانی رسیده است. در ویدئو زیر می‌توانید ببینید که واکنش زنجیره‌ای با چه سرعتی پیش می‌رود: یک نوترون فقط در چهار چرخه خود را تکثیر می‌کند و به ۸۱ نوترون می‌رسد.
واکنش زنجیره‌ای در بمب برای رسیدن به انفجار چشمگیر به اورانیوم زیادی نیاز ندارد. یک کیلوگرم اورانیوم ۲۳۵ می‌تواند معادل تقریباً ۱۷ کیلوتن تی‌ان‌تی انرژی آزاد کند. پسر کوچک، بمبی که روی هیروشیما انداخته شد، ۶۴ کیلوگرم اورانیوم داشت و خلوص آن (مقدار اورانیوم ۲۳۵ موجود در آن) حدود ۸۰ درصد بود.
درمقابل، رآکتور هستهای از میله‌های کنترل برای جذب نوترون‌های اضافی استفاده می‌کند تا به ازای هر شکافت، فقط یک اورانیوم ۲۳۵ جدید یک نوترون جذب کند و درنتیجه، واکنش زنجیره‌ای بتواند با شدت کمتر و برای مدت طولانی‌تر ادامه یابد. بدین ترتیب، یک رآکتور به مقادیر درخورتوجه اورانیوم غنی‌شده به‌عنوان سوخت نیاز دارد. چرنوبیل حاوی تقریباً ۱۸۰ تن سوخت بود. واکنش زنجیره‌ای در نیروگاه هستهای به شکل زیر است:
وقتی تراکم نوترون‌های رآکتور هستهای از نسلی به نسل بعد ثابت می‌ماند (تعداد نوترون‌های جدید تولیدشده به اندازه تعداد نوترون‌های ازدست‌رفته است) می‌گوییم زنجیره واکنش شکافت خودپایدار است.
رآکتورهای هستهای همچنین درطول دوران طولانی فعالیت، سطوح بالایی از ضایعات هستهای را که بسیار پرتوزا هستند، تولید می‌کنند. این زباله‌های هستهای به‌طور کلی بسته به محتویاتشان به‌عنوان سطح پایین (LLW)، سطح متوسط (ILW) یا سطح بالا (HLW) طبقه‌بندی می‌شوند.
مواد رادیواکتیو مختلفی در زباله‌های هستهای وجود دارد؛ اما مضرترین آن‌ها سزیم، ید و گرافیت هستند. این مواد که به‌عنوان عامل کندساز در برخی از رآکتورهای هستهای مانند چرنوبیل استفاده می‌شوند، تا وقتی با میله‌های سوخت جدید جایگزین نشوند، در رآکتورها قرار دارند. درحالی‌که بمب اتم فقط از سوختی که در انفجار استفاده می‌کند، پسماند تولید می‌کند و حاوی مواد زائد حاصل از فعالیت طولانی‌مدت نخواهد بود.
رآکتورهای هستهای سطوح بالایی از ضایعات هستهای را که بسیار پرتوزا هستند، تولید می‌کنند
به‌طور معمول، وقتی سوخت هستهای مصرف می‌شود (یعنی دیگر انرژی تولید نمی‌کند)، جایگزین و در رآکتور ذخیره می‌شود تا وقتی بتوان آن را به‌طور ایمن دورانداخت یا برای استفاده‌ی بیشتر بازیافت کرد. اما در مورد حادثه‌ی چرنوبیل، انفجار رآکتور مواد هستهای را در جو و محیط اطراف منتشر کرد. این محصولات جانبی نیمه‌ی عمر طولانی دارند؛ بدین معنی که برای مدت طولانی‌تر برای انسان مضر باقی می‌مانند.
هرچند دوز تابش‌های بمب اتم همچنان کشنده است، تمام دلایل یادشده در کنار هم نشان می‌دهد که چرا چرنوبیل از نظر تابش‌ها بسیار بدتر بوده و به مکانی سکونت‌ناپذیر تبدیل شده است.