人類史上最悪の原子力災害となった1986年の事故に関するHBOミニシリーズ「チェルノブイリ」の第2話では、状況はかなり悪い。チェルノブイリ原子力発電所の4号機の廃墟で大規模な火災が発生している。近くのプリピャチの町の病院は、放射線の犠牲者で溢れています。致命的な放射性粉じんがソビエト連邦からスウェーデンへとずっと漂っています。原子炉上部の空気は、ウランの炉心が露出した場所で文字通り光っています。そして、災害対応を率いる人々は、何千トンもの砂とホウ素をコアに投棄することを決定しました。
これは1986年4月の実際の災害時に起こったことがより少なくなっています。しかし、最初の対応者が砂とホウ素を使用したのはなぜですか？そして、2019年に同様の原子力災害が発生した場合、消防士はこれをどうするでしょうか？
あなたは本当に露出した核心に戸外の火を望んでいない
原子炉エンジニアとイリノイ大学アーバナシャンペーン校のキャスリンハフ教授がLive Scienceに語ったように、燃焼している核心を空気にさらすことは少なくとも2つのレベルで問題です。
あなたの最初の問題は、進行中の核分裂反応があるということです。ウランは中性子を発射しており、中性子は他のウラン原子に激突してそれらを分裂させています。それらのウラン原子はさらに多くのエネルギーを放出し、全体の熱い混乱を与えています。この反応はもはや含まれていませんが、直接的な放射線の信じられないほどのレベルも噴出しており、それに近づこうとする人には致命的な危険をもたらしています。
2つ目の関連する問題、さらに深刻な問題は、火災により大量の煙、ほこり、破片が空気中に放出されることです。そのすべての問題は原子炉から直接出てきており、その一部は実際には核心から直接問題となっています。これには、ウラン原子が分裂したときに形成される比較的軽い元素の種類（または同位体）の種類が含まれます。
「これはこのような事故の危険な部分です」とハフは言いました。 「これらの同位体、それらのいくつかは人間に有毒です。それらのいくつかはあなたが日常生活で遭遇するであろうものよりも放射能が強いです。そしてそれらのいくつかは、非常に有毒で放射性であることに加えて、非常に環境におけるモバイル。」
この場合、モバイルとは、それらの同位体が生物の体内に入り込んで問題を引き起こす可能性があることを意味します。たとえば、生きている細胞が通常のヨウ素と同じように処理するヨウ素の放射性同位体であるヨウ素131を考えてみましょう。
チェルノブイリのような煙のプルームには、何百マイルも漂うヨウ素131がたくさん含まれています。それは最終的には川に流れ込み、植物、動物、人間に侵入する可能性があります。私たちの甲状腺はヨウ素に依存しており、通常のヨウ素と同じようにヨウ素131を吸収して、体内に深刻な放射線を長期間発生させます。
（これが、原子力災害の直後に、影響を受けた地域の人々がヨウ素の丸薬を服用し、自分の体の予備を満たし、甲状腺が放射性同位元素を吸収するのを防ぐはずである理由です。）
砂とホウ素
砂とホウ素（実際のチェルノブイリ混合物には粘土と鉛も含まれています）の投棄は、1番目と2番目の両方の問題を解決する試みです。
砂は露出した原子炉を窒息させ、その致命的な煙のプルームを押しつぶします。そして理論的には、ホウ素は核反応を抑制する可能性がある。
「原子炉には、反応を進行させる同位体と反応を遅くさせる同位体がある」とハフ氏は語った。
核連鎖反応を起こすには、十分な放射性同位元素を互いに近づけて、それらの中性子が乱射して宇宙空間に発射し、他の原子核に衝突してそれらを分割する傾向があると説明しました。
「中性子がアイソトープと相互作用するとき、その核の構造により、中性子を吸収する特定の確率があります」と彼女は言った。 「ウラン、具体的にはウラン235は、中性子を吸収してすぐに分裂する傾向があります。しかし、ホウ素は中性子だけを吸収する傾向があります。その核構造により、一種の中性子の渇きが生じます。」
したがって、露出した4番原子炉の炉心に十分な量のホウ素を投入すると、理論が進み、乱暴に発射する中性子の多くが吸収されて、反応が停止します。
しかし、チェルノブイリの場合、ホウ素と他の中性子吸収材を原子炉に投棄することは、プラントの設計に必要な特別なヘリコプター投棄アプローチのために、機能しないことが判明しました。
BBCは1997年に「強烈な放射線により数人のパイロットを殺害した」と付け加え、「これらの犠牲にもかかわらず、中性子吸収体はほとんどコアに到達しなかったことが知られている」と付け加えた。
それでもハフ氏によると、ソビエトが使用した原理-反応を停止するための中性子吸収体と、放射性同位元素を空気中から叩き出すための材料とを組み合わせたもの-は健全でした。そして、今日同様の災害が発生した場合、対応チームは同じ根本的な理論に基づいてアプローチします。
彼女によると、大きな違いは、現代の原子力発電所（少なくとも米国では）は、多くの作業を自分たちで行うように設計されているということです。
現代の原子炉は、はるかに安全で、問題に対してはるかに備えていますが、緊急時のハンドブックではホウ素を使用しています。
ハフ氏は、米国（およびその他の適切に進歩した）原子炉は、チェルノブイリよりもあらゆる種類の災害に遭遇する可能性がはるかに低いと指摘しました。また、建物自体は、原子炉火災と放射性プルームを鎮圧する作業の多くを行うように設計されていると彼女は付け加えた。
現代の原子炉には、原子炉建屋をあふれさせる化学スプレーが装備されており、放射性同位元素が脱出する前に空気から放射性核種をノックします。チェルノブイリとは異なり、米国の核施設は完全にセメントと鉄筋（鉄筋のメッシュ）の密閉構造に含まれています。これらの密封された砲弾は、理論的には少なくとも、大規模な爆発でさえそれらに違反しない程度まで、過度に設計されています。これらの建物の1つの側面に小さなジェットを衝突させても、コアは露出しません。実際、試験の一部として、米国政府は1988年に空の格納容器にそれを行いました。NRCは、大きなジェットの衝突に関する研究がまだ進行中であると述べています。
チェルノブイリ規模の災害が発生する可能性はほとんどありませんが、懸念のある科学者連合は、小規模な（しかし依然として危険な）放射線漏れは米国が適切に準備していない本当の脅威であると書いています。
とはいえ、米国原子力規制委員会（NRC）は、国内で稼働している98基の原子炉のそれぞれについて、数百ページに及ぶ緊急ハンドブックの草案を作成しています。これらは、何らかの非常にありそうなことから非常にありそうもない緊急事態の場合に対応者が何をすべきかについての指示を示しています）。
これらのハンドブックは、NRCのWebサイトで簡単な英語で入手できます。アリゾナ州西部にある大きな植物、パロベルデの写真です。大量のホウ素を炉心に打ち込むタイミングに関する指示を見つけることができます（原子炉が正常にシャットダウンに失敗した直後）。敵対的な部隊がプラントを攻撃した場合の対処方法を確認しました（とりわけ、部隊が重大な放射線漏れを引き起こす可能性があることが明らかになった時点で地域の避難の準備を始めます）。そして、かなりの量の放射性物質が大気中に漏れた場合、誰が避難を宣言したかを述べています（サイト監督者からの勧告に基づいて、アリゾナ州知事）。
これらの計画は、チェルノブイリスタイルのイベントについてはあまり詳しく説明していませんが、NRCは9/11以降、さらに大きな災害のためのガイドラインを作成しています。しかし、ハフ氏は、露出したウランの炉心での消火は、多かれ少なかれ派手なバージョンのボロンと砂を投棄することになると語った。
