Уран

Уран

Бомба

28 октября 2011 г. Я стою у входа в Мемориальный музей мира в японском городе Хиросима. Памятная стела в 100 метрах от музея указывает место, над которым 6 августа 1945 г. на Хиросиму была сброшена атомная бомба [1]. 70?000 человек погибли непосредственно в результате взрыва, и еще больше умерло позже от ожогов и лучевой болезни. Город был стерт с лица земли [2].

Центральная аллея Парка мира ведет к так называемому Куполу Атомной Бомбы (Куполу Гэмбако) рядом с Т-образным мостом Айой, послужившим точкой прицеливания для экипажа бомбардировщика. Купол Атомной Бомбы – одно из немногих зданий, уцелевших после взрыва и пожаров. Пустое, искореженное сооружение было решено не восстанавливать в качестве напоминания о разрушительном потенциале ядерного оружия. Теперь это мемориал жертв бомбардировки. Но вокруг Купола Атомной Бомбы и символично плоского Парка мира город отстроился заново. К 1955 г. население Хиросимы превзошло довоенный уровень. Небоскребы заслоняют линию горизонта, и кажется, что резко контрастирующий с ними Купол стал еще меньше за десятилетия послевоенного экономического чуда.

Передо мной простирается целое море однотипных желтых, синих и зеленых головных уборов. Каждый день Парк мира посещают сотни школьников. Одни смеются и играют друг с другом, а другие внимательно слушают своих учителей. В парке часто слышатся удары Колокола Мира – это маленькие группы начинают по очереди раскачивать привязанное рядом с ним деревянное бревно. Все эти люди оказались здесь по одной причине: они хотят узнать о трагических последствиях атомной бомбардировки и понять, почему подобное никогда не должно повториться.

На выставке в музее представлена коллекция рисунков людей, переживших атомный ад Хиросимы [3]. Рисунки были сделаны через десятилетия после бомбардировки, но воспоминания о том дне сохранились у людей в мельчайших подробностях. Я перехожу от рисунка к рисунку, и ощущение боли и ужаса усиливается. Коллекция – документальное подтверждение страданий, перенесенных жителями Хиросимы. Нарисованные руками тех, кто выжил, и отражающие то, что запечатлелось в душах, эти рисунки оказывают более сильное воздействие, чем любые фотографии. Многим не довелось рассказать свои истории: могильный холм в парке по-прежнему содержит кремированные останки тысяч безымянных жертв.

Самые простые рисунки – самые пронзительные. Посреди белого листа бумаги – грубый черный шар с едва различимыми краями. Взрыв атомной бомбы застал горожан врасплох, у них не было времени хоть как-то защититься: асфальт буквально кипел, и люди сгорали заживо. Свидетель события сообщает: «…тело человека буквально обуглилось, распознать его пол было невозможно, но он еще корчился от боли. Я вынужден был отвести глаза от этого невыносимого зрелища, но оно прочно запечатлелось в моей памяти на всю оставшуюся жизнь» [4].

Те, кто пережил бомбардировку Хиросимы, не могут ее забыть; нам тоже нужно сделать все, чтобы не забыть о ней.

На обеде, состоявшемся несколькими неделями ранее, я слышал, как Джордж Шульц, бывший государственный секретарь США, говорил: уничтожение ядерного оружия – главный побудительный мотив его политической деятельности. В тот момент я не до конца осознал его мотивацию, но, стоя в Парке мира и размышляя над событиями тех дней, я все понял. Нечто подобное было со мной в Мемориальном музее Холокоста в Вашингтоне – туда мы ходили с матерью. Почти все ее родственники погибли во время Второй мировой войны. Сама она пережила ужасы Освенцима. К людям нельзя относиться как к паразитам, подлежащим уничтожению. Холокост был спланированной бесчеловечной программой во имя зла; бомбардировка Хиросимы – единичным ужасным событием, призванным остановить продолжение бесчеловечной войны. Я плакал, глядя, как моя мать ставит свечу в мемориале Освенцима. И когда мы покидали музей, мать спросила меня: «Почему ты плачешь? Ведь это просто музей. Здесь нет ни того шума, ни того запаха». Так она напомнила мне: здесь не место сентиментальности. Только ясный реализм.

Опыт Хиросимы убедительно показывает: использование химических элементов может приносить и зло, и добро. В атомной бомбе использовалась колоссальная энергия урана, обрушившаяся на Хиросиму в августе 1945 г. и с тех пор навсегда изменившая мир [6].

Расщепление атома

Уран впервые был обнаружен в составе настурана, или уранинита, называемого также урановой смолкой и «несчастливой скальной породой». В Средние века в горах на территории Богемии рудокопы в серебряных рудниках часто вонзали кирки в горную породу только для того, чтобы отколоть от нее глыбу «несчастливой руды». Когда в шахте находили уранинит, это обычно означало, что серебряная жила заканчивается и нужно приступать к тяжелой проходке новой шахты.

На протяжении веков урановую руду выбрасывали в отвалы пустой породы, но на рубеже XIX–XX вв. она стала привлекать пристальное внимание ученых. Именно с помощью солей урана в феврале 1896 г. Анри Беккерель открыл природное радиационное излучение. Он помещал какое-то количество соли урана на фотографическую пластину, и вскоре на ней появлялось пятно, контуры которого соответствовали контурам насыпанной соли. Эффект не казался необычным: уже давно знали, что уран сходным образом влияет и на фотопленку, и Беккерель подумал: это происходит в результате химической реакции, вызванной действием солнечного света. Так как следующие несколько дней в Париже были пасмурными, Беккерель решил отложить эксперименты и убрал фотопластины и соли урана в ящик стола.

Вернувшись через несколько дней в лабораторию, он обнаружил, что на пластинах чудесным образом появились те же силуэты соли. Солнечный свет не мог попасть на них, и значит, некое свойство, присущее урану, породило этот эффект. Он назвал это радиацией, или излучением.

Об открытии Беккереля услышала другой парижский физик, Мария Кюри. Чтобы продолжить эксперимент, она приобрела тонну уранинита, добытого в горах Богемии, который по-прежнему считался пустой породой. Она использовала уранинит для получения солей урана, продемонстрировав прямую зависимость между интенсивностью радиации и массой урана. Неважно, целый кусок урана использовался или порошок, подвергался он воздействию тепла или солнечного света. Эксперименты позволили Кюри выдвинуть гипотезу о том, что радиация зарождается внутри самих атомов, а не возникает в результате неких химических процессов между ними. Излучение послужило первым признаком неустойчивости атома урана.

В дальнейшем Кюри открыла еще два радиоактивных элемента, радий и полоний, и в 1903 г. вместе с мужем Пьером Кюри и Анри Беккерелем была удостоена Нобелевской премии по физике. Однако Мария и Пьер Кюри заплатили высокую цену за радиоактивные исследования. У них началась странная, загадочная болезнь, имевшая для Марии фатальные последствия. Сегодня мы знаем, что заболевание вызвано воздействием радиации, которая сначала считалась безвредной [7].

Я впервые узнал об удивительных свойствах урана, когда изучал естественные науки в Кембридже в конце 1960-х гг. Именно там 40 годами ранее проводились новаторские эксперименты по изучению атомного ядра. В 1920 г. Эрнест Резерфорд, «отец ядерной физики» и тогдашний директор Кавендишской лаборатории, выдвинул гипотезу: атомы состоят не только из отрицательно заряженных электронов и положительно заряженных протонов, удерживаемых вместе противоположными зарядами, но также и из нейтральных частиц, которые он назвал нейтронами [8]. Двенадцать лет спустя Джеймс Чедвик, помощник Резерфорда, доказал существование нейтронов [9]. Оказалось, что открытие дает ключ к расщеплению атомов урана.

Ко времени моего приезда в Оксфорд Кавендишская лаборатория во многом утратила репутацию флагмана ядерной физики. Приятным исключением было присутствие Отто Фриша, физика-ядерщика, сыгравшего заметную роль в осуществлении проекта «Манхэттен» – именно там создали атомную бомбу, сброшенную на Хиросиму. Теоретическую основу для ее изготовления дал как раз Фриш, объяснив необычные результаты некоего эксперимента.

В 1938 г. Фриш проводил Рождество в Швеции со своей тетей, известным физиком Лизой Мейтнер. Мейтнер работала в Институте химии кайзера Вильгельма в Далеме (Германия), но эмигрировала в Швецию, опасаясь преследования нацистов. Ее немецкие коллеги Отто Ган и Фриц Штрассман держали ее в курсе исследований и в последнем по времени письме рассказали о странном результате эксперимента. Бомбардируя нейтронами атомы урана, они среди «осколков» обнаружили намного более легкие частицы, чем ядра урана, – их вес был почти вдвое меньше [10]. Это выглядело нелогично: нейтроны не обладают достаточной энергией, чтобы отрывать такие большие куски атомов. Чтобы поразмышлять над этим загадочным результатом, племянник и тетя решили отправиться в дальнюю пешую прогулку.

Гуляя по окрестностям шведской столицы в компании Лизы Мейтнер, Фриш пришел к выводу: ядра урана крайне неустойчивы. Атомы его настолько велики, что «клей», удерживающий вместе протоны и нейтроны, способен справиться лишь с силами отталкивания положительно заряженных протонов, воздействующих друг на друга [11]. Если ядро урана поглощает направляемый на него нейтрон, то полученной энергии достаточно для дестабилизации и расщепления атома. Когда он объяснял свою идею Мейтнер, оба они остановились, присели на скамейку и начали быстро делать расчеты на листках бумаги. Вот их вывод: ядро урана напоминает «очень неустойчивую каплю, готовую разделиться при малейшем воздействии» [12]. Фриш провел несколько экспериментов для подтверждения этой гипотезы, а потом в феврале 1939 г. вместе с Мейтнер написал две статьи для журнала Nature. Он назвал феномен расщепления «делением ядра» [13].

При делении ядра выделяется огромное количество энергии. При расщеплении ядра урана образуется два меньших ядра с меньшей суммарной массой. Исчезающая масса (m), равная примерно одной пятой массы протона, преобразуется в энергию (E) в соответствии с уравнением Эйнштейна: E = mc². Так как скорость света (с) составляет 299?792?458 м/с, даже маленькая масса производит большое количество энергии. Фриш подсчитал: расщепления одного атома урана было бы достаточно, чтобы поднять в воздух одну песчинку, которая сама содержит около сотни триллионов атомов.

Но из одного атома урана нельзя создать атомную бомбу. Взрыв в Хиросиме произошел в результате одновременного расщепления триллионов и триллионов атомов, содержавшихся в одном килограмме урана [14]. При делении одного атома урана высвобождаются нейтроны, при нужной скорости вызывающие расщепление соседних атомов. При этом высвободится еще больше нейтронов, которые, в свою очередь, вызовут расщепление еще большего количества атомов. Это вызовет неостановимую цепную реакцию. Уран в буквальном смысле – инициатор своего уничтожения.

Мейтнер и Фриш раскрыли секрет расщепления атома. В то время они не понимали, что их открытие проложит путь к созданию ядерного оружия, которое можно использовать для уничтожения сотен тысяч людей.

Но в лаборатории Мейтнер не наблюдалось никаких взрывов. Оказалось, что цепная реакция может быть устойчивой при использовании определенного типа урана, который редко встречается в природе. Обычный уран почти полностью состоит из изотопа урана-238 [15]. Однако для цепной реакции, приводящей к ядерному взрыву, необходимо обеспечить высокую концентрацию расщепляемого изотопа урана-235 – так называемый обогащенный уран [16].

Строительство нового города

Двое физиков, сотрудников Колумбийского университета (Нью-Йорк), венгр Лео Силард и итальянец Энрико Ферми, узнав об исследованиях Фриша и Мейтнер, начали собственные эксперименты по делению атомного ядра. Переехав в Университет Чикаго, они построили первый в мире ядерный реактор Чикаго Пайл-1 на площадке для игры в сквош под университетским футбольным стадионом. Это событие не осталось незамеченным советской разведкой, но при описании его на русском языке была допущена смешная неточность: советские разведчики перевели «squash court» (площадка для сквоша) как «тыквенное поле». Впрочем, место, в отличие от результатов, не имело серьезного значения. Наблюдая большое количество нейтронов, высвобождавшихся в процессе деления ядер, Силард пришел к выводу: уран в состоянии поддерживать устойчивую цепную реакцию и поэтому может использоваться для создания бомбы. Позднее он вспоминал: «Я не сомневался, что мир стоит на пороге большой беды» [17].

С началом Второй мировой войны Силард решил, что к открытию нужно срочно привлечь внимание президента Рузвельта [18]. Он написал письмо, подписанное также Альбертом Эйнштейном, в котором разъяснял возможность создания бомбы нового типа и предупреждал, что Германия может проводить исследования в том же направлении. Рузвельт согласился сформировать Консультативный комитет по урану и позднее выделил большие средства на проведение ядерных экспериментов. Наука об атомных взрывах приобретала более конкретные очертания. Меж тем актуальность задачи многократно возросла после нападения Японии на Перл-Харбор и вступления Америки в войну. Поэтому было принято решение консолидировать разрозненные ядерные исследования и сосредоточить их на достижении единственной цели – создании атомной бомбы в рамках проекта «Манхэттен».

В сентябре 1942 г. правительство США одобрило покупку более 200 квадратных километров земли вокруг городка Оук Ридж в штате Теннесси для создания Clinton Engineer Works. На предприятии как на одной из трех главных площадок реализации проекта «Манхэттен» решалась задача обогащения урана для атомной бомбы. Двумя другими площадками стали Хенфорд, где готовили другие материалы для бомбы, и Лос-Аламос, «мозговой центр» проекта. Везде установили строжайший режим секретности. Объекты не показывались ни на одной карте и обозначались кодовыми именами X, Y и Z.

Как только руководитель проекта «Манхэттен» генерал Лесли Гроувз увидел Оук Ридж, он понял: место выбрано правильно. Сельская глушь как нельзя лучше обеспечивала секретность и безопасность. Удаленность от побережья снижала риск нападения противника, а близость рек гарантировала необходимое обилие воды, а значит, гидроэлектроэнергию.

С характерной для него решительностью Гроувз провел переселение из города и его окрестностей тысячу семей, причем некоторым из них на сборы дали всего две недели. Этих людей просто поставили перед фактом. Место выбрано, и никто не должен стоять на пути создания Америкой первой атомной бомбы. Переселение – «пустяковое дело», по выражению одного служащего инженерного корпуса армии США [19].

Масштаб происходящего имел для Clinton Engineer Works первостепенное значение. В некоторые периоды здесь трудилось до 80?000 рабочих. Оук Ридж быстро стал пятым по численности населения городом штата Теннесси и имел самое большее число людей с учеными степенями на душу населения по стране. Только на строительстве цеха К-25 по переработке урана трудились 12?000 человек. Площадь его была больше, чем у любого другого построенного когда-либо сооружения. Внутри K-25 обогащался уран, переведенный в газообразное состояние и пропущенный через ряд мембран. Легкие молекулы проходили через тонкую мембрану быстрее тяжелых, поэтому процентная доля урана-235, который легче урана-238, постепенно увеличивалась [20].

США не знали, окажется ли грандиозный эксперимент удачным, но настойчиво продолжали его. Только атомная бомба, использующая колоссальную разрушительную энергию урана, давала возможность выиграть войну одним ударом. Также все понимали, что важнейшее значение имеет скорость. США опасались, что Германия может перейти в атаку и обрушить на них мощь ядерного оружия.

Мрачные перспективы оправдывали огромные затраты на проект и принудительное выселение жителей Оук Ридж. К работе в Лос-Аламосе, «мозговом центре проекта», привлекли лучшие научные умы со всего мира. Роберт Оппенгеймер, директор лаборатории в Лос-Аламосе, стал одним из первых свидетелей успеха во время испытаний бомбы «Тринити» 16 июля 1945 г. Позднее он вспоминал, что яркая вспышка атомного взрыва в пустыне в штате Нью-Мексико ассоциировалась у него со строчкой из священного индуистского текста: «Теперь я стал Смертью, разрушителем миров» [21].

Сегодня научные проблемы более разнообразны, а их решения менее очевидны. Мне это стало ясно при посещении в марте 2009 г. бывшего предприятия Clinton Engineer Works, теперь – Национальной лаборатории Оук Ридж. Квадратные промышленные здания вписаны в лесистый пейзаж штата Теннесси. Обширный внутренний двор главного корпуса дает лишь приблизительное представление об истинных размерах лаборатории. Мне показали графитовый реактор X-10, второй в мире, ныне охраняемый объект исторического наследия. Установка для обогащения урана К-25 в настоящее время размонтирована. Приоритеты исследований с тех пор значительно изменились, и именно они послужили причиной моего посещения лаборатории. Я приехал туда в качестве партнера одной частной фирмы, в то время управлявшей крупнейшим инвестиционным фондом, вкладывающим деньги в освоение возобновляемых и альтернативных источников энергии. Незадолго до того я узнал о разработанных здесь новых методах производства биотоплива из растительной массы, в частности травы и деревьев, которые никак не могут служить продуктами питания. Биотопливо может изготавливаться из сахаров, содержащихся в растительной целлюлозе. Но непродовольственная растительная масса содержит много лигнина, который образует прочные химические связи с сахарами, что сильно затрудняет их извлечение. Особый интерес исследователей вызвали тополя: у разных видов этих деревьев – разные сочетания основных природных характеристик. Исследователи изучили более 1000 разновидностей тополей в поисках качеств, которые могли бы обеспечить получение наибольшего количества сахаров [22]. США надеялись: создав экономически конкурентоспособные источники биотоплива, они ослабят свою зависимость от зарубежной нефти. Оук Ридж больше не занимается ураном, но снова работает в интересах национальной безопасности.

* * *

25 июля 1945 г. последняя партия обогащенного урана, необходимого для изготовления бомбы для Хиросимы, покинула Оук Ридж и двумя днями позже прибыла на тихоокеанский остров Тиниан. Здесь и была собрана трехметровая атомная бомба «Малыш», вскоре сброшенная на Хиросиму. С этого момента наука выглядит пугающе простой: необходимо создать критическую массу обогащенного урана и тем обеспечить начало неуправляемой ядерной реакции.

Чтобы создать бомбу, предназначенную для разрушения города, построили еще один город. Два миллиарда долларов потрачены на «величайшую в истории научную авантюру», которая в итоге себя оправдала [23]. Проект «Манхэттен» – редкий пример того, как государство успешно выбрало выигрышный вариант, хотя в данном случае выбор был предельно ясен: только один вид оружия давал возможность завершить войну. Сражения в лабораториях столь же важны для победы союзников, как и сражения в воздухе, на суше и на море. Взорвав атомную бомбу, человечество высвободило «исходную энергию вселенной» [24]. Но бомба также заставила нас испугаться: теперь мы можем уничтожить сами себя. Так символически началась новая эпоха.

Капитан Атом

«В момент ядерного взрыва Капитан Атом не имел плоти, костей и крови. Высушенный молекулярный скелет оставался неповрежденным, но изменение, неизвестное прежде человеку, все же произошло! Не осталось ничего… абсолютно ничего, что указывало бы на существование того, что прежде было огромной ракетой! Внутри также не было никаких следов человека!» [25]

Капитан Атом, «радиоактивный как чистый уран-235», появился на свет во время взрыва атомной боеголовки. Эта фантастическая история увидела свет в 1960 г. в мартовском номере «Космических приключений», популярного в США юмористического журнала. В конце 1950-х – начале 1960-х гг. я охотно читал эти и другие научно-фантастические истории. Чудесная власть атома оказалась настоящим подарком для авторов-юмористов. Они создали целую галерею супергероев, использующих атомную энергию в борьбе со злом. В то время главную глобальную угрозу, по крайней мере, для Америки, представляла ядерная война с Советским Союзом. Во время первого приключения Капитан Атом спас мир от разрушения, перехватив ракету с ядерной боеголовкой, запущенную коммунистами. «Вы больше, чем любое другое оружие, будете служить средством сдерживания войны!» – воскликнул литературный герой по имени президент Эйзенхауэр после триумфального возвращения на землю Капитана Атома.

С тех пор как бомба «Малыш» продемонстрировала миру мощь урана, возможности, открывавшиеся с наступлением атомной эры, казались безграничными. В то время как одни атомные супергерои использовали свою мощь, «чтобы сокрушать любые силы зла в нашем мире» (Атомный человек) и «спасать человечество от самого себя» (Атомный Гром), другие вели себя как злодеи [26]. Например, мистер Атом, робот с ядерной энергетической установкой, помешанный на стремлении к власти, одержим идеей господства над миром.

Тот же выбор приходилось делать и в реальном мире. Генерал Гроувз, руководитель проекта «Манхэттен», один из отцов атомной бомбы, настойчиво предупреждал: мы должны выбрать «правильный путь» – оружие, ведущее к атомному Холокосту, или светлое атомное будущее [27]. Человечество, по-видимому, стояло на развилке дорог, уводящих в новый атомный мир.

Та же риторика звучала в обращении настоящего президента Эйзенхауэра к Генеральной Ассамблее ООН в 1953 г. Его речь стала известна как «Атом за мир». Озабоченный быстрым ростом ядерных арсеналов США и СССР, Эйзенхауэр призвал мир «вырвать атомную бомбу из рук военных» и направить атомную энергию на благо человечества. Он хотел, чтобы Америка пошла по пути сокращения запасов ядерного оружия и начала диалог с мировыми ядерными супердержавами. Эйзенхауэр торжественно обещал: США «всем сердцем и разумом будут искать путь, на котором чудодейственная изобретательность человека будет направлена не на уничтожение, а на улучшение жизни».

Существовала уверенность, что неограниченный источник нейтронов, полученных при расщеплении урана, позволит искусственно создавать атомы любых типов в лабораторных условиях. С первых дней существования человечество пыталось понять и использовать основные частицы, из которых состоит материя; теперь мы управляем веществами так, как средневековым алхимикам даже не снилось.

Столь же чудесной выглядела и предсказанная польза от радиации для медицины. Люди верили, что радиоактивные элементы скоро позволят побороть рак, самую страшную болезнь современности. Я хорошо помню карикатуру, на которой был изображен скелет с надписью «РАК», убегающий от лучей «АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ» [28]. Кроме того, предполагалось, что радиоактивные элементы позволят отслеживать самые разные болезни, развивающиеся в организме. Мы надеялись разработать арсенал медицинских средств, обеспечивающих каждому долголетие и здоровье. А отследив процессы развития растений, раскрыть секреты фотосинтеза, использующие энергию солнца, и увеличить производство продуктов питания.

Из всех преимуществ от расщепления атома урана самая очевидная в том, что оно дает простой и практически неисчерпаемый источник энергии. Она слишком очевидно проявилась в разрушениях, вызванных атомной бомбардировкой Хиросимы. Теперь же многие ожидали, что благодаря использованию энергии ядер урана кризисы, вызванные нехваткой топлива, останутся в прошлом, и мы все будем ездить на атомных автомобилях, снабженных мини-источниками ядерной энергии.

До появления Капитана Атома в 1960 г. моим любимым чтением был британский еженедельник Eagle – самый популярный журнал для мальчиков в 1950-х гг. Помню, как внимательно рассматривал нарисованные атомные подводные лодки и самолеты. На одной картинке изображался «атомный локомотив», «прообраз транспортного средства будущего», движущийся с огромной скоростью благодаря использованию безграничной энергии урана [29]. Так как ядерный реактор не требовал частого пополнения запасов топлива, то энергия атома считалась предпочтительной по сравнению с энергией нефти и каменного угля. Используя энергию урана, мы могли бы путешествовать по суше и под водой быстрее и дальше, чем когда-либо в прошлом. Предполагалось даже, что атомная энергия позволит управлять климатом. Искусственные солнца будут регулировать погоду и даже, как утверждал один автор, помогут растопить лед на полюсах Земли, чтобы сделать глобальный климат теплым и умеренным.

Новый источник ядерной энергии не похож на все то, с чем сталкивалось человечество прежде. Авторы юмористических и научно-фантастических произведений передают ощущение благоговейного страха, который вызывал уран в 1950-х и 1960-х гг. Но уран – не единственное вещество, чьи технологические возможности сильно преувеличивались. Наряду с титаном и кремнием, истории которых будут рассказаны дальше, он относится к триаде «послевоенных чудес». Однако гиперболизация его возможностей оказалась более значительной. Сверхъестественная мощь урана со всей очевидностью проявилась в изображениях атомного взрыва над Хиросимой. Последующие фантастические истории только повышали связанные с ураном ожидания, которым он в действительности не соответствовал.

Транспорт на атомной энергии оказался в большинстве случаев непрактичным и небезопасным; намерение искусственно повысить температуру атмосферы с помощью энергии урана кажется теперь смешным, а с учетом растущего антропогенного влияния на изменение климата – совершенно неразумным. Радиоактивное излучение стало важным медицинским инструментом, но не смогло победить рак. Однако в одной отрасли ожидания, по-видимому, оправдались. Атомные электростанции, генерирующие электроэнергию из тепла, получаемого в результате расщепления урана, быстро появились во всем мире.

Предприятие двойного назначения

17 октября 1956 г. королева Елизавета II нажала кнопку включения на пульте управления британской атомной электростанции Колдер Холл в графстве Камбрия. Впервые энергия урана, преобразованная в электроэнергию, стала поступать в жилые дома [30]. Стоя в тени башенных охладителей Колдер Холл, королева говорила об этом событии как о примере обуздания ядерной энергии, «способной быть ужасным средством массового уничтожения» [31]. Используя ядерную энергию «на благо всего общества», Британия хотела указать путь к мирному использованию атома [32].

Быстрое развитие ядерной энергетики обусловлено скорее острой необходимостью, чем какими-то иными соображениями: суровая зима 1947 г. породила в стране настоящий топливный кризис. Более 90?% потребностей Британии в энергии удовлетворялось в послевоенные годы за счет каменного угля, и в 1948 г. рост спроса начал опережать ввод новых энергетических мощностей. Запасы месторождений быстро истощались, что оказалось настоящим шоком для страны, прежде крупнейшего в мире экспортера каменного угля. Индустриальная Британия процветала благодаря обильному источнику энергии, и если страна собиралась и дальше оставаться крупной экономической державой, то новый источник энергии ей был жизненно необходим.

Одним из возможных претендентов была нефть. В июле 1954 г. министр топлива и энергетики заявил: теплоэлектростанции, работающие на каменном угле, будут дополнены энергетическими установками на импортируемой нефти. Но этот шаг рассматривался лишь как временная мера. Опасения по поводу сокращающихся запасов нефти, которые в конечном итоге оказались необоснованными, требовали долгосрочного решения. Для лорда Червелла, председателя Совета по атомной энергии, арифметика выглядела предельно просто: «Один фунт урана эквивалентен 1000 тонн угля» [33].

В 1950-х гг. я жил с родителями в Иране. Мой отец работал в Англо-Иранской нефтяной компании на месторождении Масджид-и-Сулейман. В ту пору я мало задумывался о вопросах энергетической безопасности. Лишь позже, вернувшись в Великобританию и поступив в университет, я начал осознавать важность ядерной энергетики. Великобритания финансировала атомные электростанции второго поколения, и быстро развивающаяся высокотехнологичная ядерная индустрия требовала лучших умов. Университетское образование было в то время редкостью. В университетах училось менее 5?% молодых людей, и, чтобы привлечь молодых специалистов, отрасль предлагала студентам неплохие стипендии. Для меня ядерная индустрия символизировала технический прогресс. Мне казалось, что она строит будущее человечества, и поэтому я подал заявку на стипендию Управления атомной энергетики Великобритании.

В конце концов я все же предпочел стипендию от BP, но выбор дался мне нелегко. Меня привлек международный масштаб деятельности компании: задачи, решаемые компанией, выглядели масштабными и сложными. Однако на протяжении всей моей работы в нефтяной индустрии мысли о ядерной энергии постоянно присутствовали в моем сознании, не давая покоя. Я бывал озабочен стабильностью поставок нефти и последствиями техногенных катастроф.

Именно такой период мы переживаем сейчас. Риск антропогенных изменений климата снова обострил дебаты по поводу использования атомной энергии. Ядерная энергетика способна помочь удовлетворить растущие глобальные энергетические потребности в низкоуглеродной экономике, но ее развитие сдерживается опасениями по поводу возможных ядерных катастроф, одна из которых случилась на Колдер Холл.

Хотя Колдер Холл – образец мирного использования энергии атома, в действительности это было предприятие двойного назначения: на ней также производили обогащенный уран для атомных бомб. После бомбардировок Хиросимы и Нагасаки британское правительство, как и многие другие в то время, захотело иметь собственное ядерное оружие. В октябре 1946 г. премьер-министр Клемент Эттли провел совещание кабинета, обсудив перспективы обогащения урана и создания атомной бомбы. Министры были уже готовы отвергнуть проект по причине высокой стоимости, когда в дискуссию вмешался министр иностранных дел Эрнест Бивен. Он был непреклонен и так обосновывал свою позицию: «Мы должны иметь это… Здесь нет ничего личного, но я не хочу, чтобы с любым министром иностранных дел нашей страны государственный секретарь США говорил так, как со мной. Мы должны иметь эту штуку, сколько бы она ни стоила. Мы должны поместить на ней флаг Соединенного Королевства» [34].

Плутоний, использованный в первой британской атомной бомбе, производился там, где вскоре построили электростанцию Колдер Холл. Проект ядерного реактора был выбран главным образом с учетом возможности производства плутония, необходимого для участия в глобальной гонке ядерных вооружений. Уран-238 превращается в плутоний при бомбардировке нейтронами, высвобождающимися в реакции ядерного деления, происходящей в реакторе. Чтобы не терять образующееся при этом тепло, в конструкцию реактора встроили электрогенераторы. В первые годы работы реактора нужно было находить компромисс между производством плутония и электроэнергии: увеличение выработки одного означало сокращение другого. Нередко приходилось сокращать количество электроэнергии ради удовлетворения желания британского правительства увеличивать арсенал ядерного оружия [35].

В 1960-х гг. США и СССР лидировали в глобальной гонке вооружений[8], и потребность Великобритании в ядерном оружии уменьшилась. В результате в Колдер Холл приоритет закрепился за производством электроэнергии, а не оружейного плутония; Британия все активнее отделяла военные ядерные программы от гражданских. В период между открытием Колдер Холл в 1956 г. и началом 2011 г. общее количество реакторов атомных электростанций во всем мире выросло до более чем 440, и на атомных электростанциях вырабатывалась почти одна седьмая часть мировой электроэнергии. Рост мощностей замедлился после бума в 1970–1980-х гг., но многие аналитики предсказывают «ядерный ренессанс» в ближайшее десятилетие. В начале 2011 г. Великобритания собиралась построить десять новых атомных электростанций, а Китай – вчетверо увеличить мощность ядерной электроэнергетики к 2015 г. Даже Германия, традиционно выступающая против развития ядерной электроэнергетики, решила продлить сроки эксплуатации существующих ядерных реакторов.

Светлое будущее атомной энергетики, символизируемое Колдер Холл, по-видимому, становилось реальностью. Но через несколько месяцев произошло событие, резко изменившее ситуацию.

Страх перед ядерной энергией

11 марта 2011 г. землетрясение Тохоку вызвало цунами, обрушившееся на северо-восточное побережье Японии. Почти 16?000 человек погибли.

Атомная электростанция Фукусима Дай-ичи находилась в 180 километрах от эпицентра землетрясения. Она выдержала начальный удар магнитудой в 9 баллов; это был один из пяти наиболее мощных подземных толчков, когда-либо зафиксированных в мире. Однако примерно через час пятнадцатиметровая волна, вызванная цунами, разрушила дамбу, защищавшую электростанцию от наводнений. Последующие отключения энергопитания и сбои в работе оборудования привели к нарушениям в работе реактора и утечке радиоактивных веществ в окружающую среду.

Фукусима напомнила каждому: контроль над радиоактивными веществами далек от совершенства. Землетрясения такой магнитуды крайне редки, но все же случаются и могут иметь апокалиптические последствия, если принимать во внимание силу урана.

Я побывал в Токио несколько месяцев спустя. Страна еще не оправилась от катастрофы. Атомная станция Фукусима не была восстановлена, и газетные заголовки постоянно напоминали о проблеме ядерной защиты: страх буквально висел в воздухе. Главную обеспокоенность вызывала интенсивность радиации вокруг станции. Куда попадают радиационные частицы? Правительство ежедневно публиковало сведения об уровнях радиации по стране. Газеты на английском и японском языках печатали карты страны, на которых показывались уровни радиационного загрязнения. Казалось, каждый стал экспертом по допустимому количеству зивертов (единица измерения радиации), а продажи счетчиков Гейгера, предназначенных для измерения радиации, стремительно увеличивались. Их рынок рос – один из немногих в стагнирующей японской экономике. Во второй раз в истории Японии радиация неотступно заняла мысли населения.

Япония – первая и единственная страна, пережившая атомную бомбардировку. Память об этом долгое время внушала японцам страх. Никто не знал, как повлияют бомбардировки Хиросимы и Нагасаки на здоровье нации. Те несчастные, которые оказались поблизости от мест взрывов, пытались понять природу болезни, поразившей их самих, их родственников и друзей. Спустя несколько часов после взрыва с виду здоровые люди начинали буквально валиться с ног, а на коже выступали багровые пятна – предвестники смерти. Появлялись тошнота, рвота, кровавый понос, лихорадка и сильнейшая слабость. Живший в Хиросиме доктор Микихико Хакия удивлялся: «Может быть, новое оружие, о котором я слышал, распространяет ядовитый газ или смертельно опасных микробов?» [36]

Людей, переживших бомбардировку Хиросимы и Нагасаки, в Японии называют «хибакуся», что означает «задетые взрывом». Они долгое время страдали от социальной изоляции, потому что остальные избегали контактов с ними, опасаясь заразиться неизвестной болезнью. Радиацию и сегодня неправильно понимают. Она характеризуется тем, что ученый из Принстона Роберт Соколов называет высоким «отношением страха к риску»: воспринимаемая опасность радиации часто намного выше, чем реальный риск облучиться [37]. Причина заблуждений – загадочная природа радиации. Невидимое, но всепроникающее излучение практически не воспринимается органами чувств. Вы можете подвергнуться облучению и даже не заметить этого, так как воздействие на ваше здоровье очень неопределенно. Вы можете не испытать никаких негативных последствий, или же у вас через какое-то время диагностируют рак. Предсказать невозможно.

Величина дозы облучения при взрыве атомной бомбы и при авариях на атомных станциях существенно различается. Никто еще не умер непосредственно от облучения в результате аварии на Фукусиме и вряд ли умрет [38]. Радиация распространилась по очень большой территории, и спустя несколько месяцев потенциально опасные уровни радиационного заражения были зарегистрированы даже в Токио, в 250 километрах от аварийной электростанции. Выпадение радиоактивных осадков зафиксировано на школьных игровых площадках, бейсбольных полях и пешеходных дорожках, хотя эти эффекты не всегда следовало приписывать событиям на Фукусиме [39]. За исключением редких случаев уровни радиации за пределами зоны эвакуации в Фукусиме были настолько низкими, что они вряд ли могли причинить кому-нибудь вред. Но японское население испытывает страх. Каким бы малым ни был риск, никто не чувствует себя в безопасности.

Люди были не меньше напуганы и после катастрофы в 1986 г. на атомной электростанции в Чернобыле. Там взрыв за несколько секунд полностью разрушил реактор [40]. Погибли 30 человек, еще 106 получили сильную дозу облучения. Выжившие испытывали страх и депрессию не только потому, что им пришлось бросить дома в зоне катастрофы, но и потому, что они опасались возникновения онкологических и иных угрожающих жизни заболеваний [41].

Последствия чернобыльской катастрофы на более удаленных территориях были, в действительности, относительно слабыми. Хотя в результате взрыва произошел выброс большого количества радиоактивных материалов, они распространились по площади северного полушария в незначительных концентрациях. За пределами зоны катастрофы уровни радиации были относительно низки и не оказали существенного влияния на здоровье людей [42].

Однако реакция широкой публики оказалась панической и никак не соответствовала реальным рискам [43]. В Германии, где был зафиксирован самый высокий уровень радиации, тревожные настроения сохранялись очень долго.

Неудивительно, что после аварии на Фукусиме вера в безопасность ядерной энергии заметно ослабла. Начались протесты с требованием полного отказа Японии от использования ядерной энергии. Однако сразу после катастрофы опрос, проведенный независимым американским советом экспертов Исследовательского цента Пью (Pew Research Cente), показал: 46?% японцев хотят, чтобы производство ядерной энергии сохранилось в стране на текущем уровне. Этот показатель несколько превышает процент его противников [44]. Как объяснял мне сэр Дэвид Уоррен, британский посол в Японии, во время нашей встречи в британском посольстве, люди направляли свой гнев на правительство и компании, а не на ядерную энергию как таковую. Хотя реакция правительства на землетрясение Тохоку была более быстрой, чем на мощнейшее землетрясение 1995 г. в Кобе, общественность считала, что чиновники действуют недостаточно четко и решительно. Слишком плоха была связь между правительством, общественностью и Tokyo Electric Power Company (TEPCO) – компанией, управлявшей работой атомной электростанции. Журналистам удалось случайно услышать, как в какой-то момент премьер-министр Наото Кан спрашивал у руководителей TEPCO: «Что за чертовщина у вас происходит?» [45]. Многие японцы были убеждены, обоснованно или нет, что руководители электростанции скрывают истинные масштабы катастрофы и от правительства, и от общественности.

TEPCO – пример корпорации старого образца, любящей распространять только хорошие новости. В ее адрес прозвучало немало критики за недостаточную подготовленность к мощному цунами и за оперативные просчеты, которые, возможно, привели к дополнительным выбросам радиоактивных веществ в окружающую среду. Тревогу вызвало и то, что авария на Фукусиме продемонстрировала неспособность правительства адекватно контролировать работу атомной индустрии. Многочисленные случаи ненадлежащих действий были выявлены после аварии. Япония долгое время управлялась на основе неформальных отношений доверия, и в результате регулятор и регулируемый субъект оказались недостаточно отделены друг от друга [46]. История Фукусимы подталкивает к пересмотру стереотипа отношений. Чернобыльская катастрофа – еще один пример недостаточного разграничения между регулятором и регулируемым субъектом и, как следствие, плохого выполнения регулирующих функций.

Также Чернобыль стал примером неэффективного управления атомной индустрией в чрезвычайных обстоятельствах. Первой реакцией советского руководства была попытка скрыть масштабы трагедии от остального мира. Только когда появились неопровержимые свидетельства катастрофы, советские лидеры признали факт взрыва реактора. В результате доверие к властям пошатнулось. Но хотя во время аварии на Фукусиме в Японии управление осуществлялось не так плохо, а информация о происходящем была более доступной, доверие к властям также оказалось заметно подорванным.

Химический элемент вчерашнего дня

К маю 2012 г. все ядерные реакторы в Японии были выведены из эксплуатации. Одни получили повреждения при землетрясении, другие постепенно отключали в течение следующего года для проверки на безопасность или профилактических работ. Многие интерпретировали это как политический жест, а не вынужденное прагматическое решение. Япония оставалась без ядерной энергии до июля 2012 г., когда были перезапущены два реактора. Через год Центр Пью повторил опрос. Выяснилось, что 70?% респондентов считают нужным сократить потребление Японией ядерной энергии и всего 20?% считают нужным оставить его на прежнем уровне [47]. За прошедший год японцы, по-видимому, стали спокойнее относиться к идее безъядерного будущего. Япония планировала увеличить долю производства электроэнергии на атомных электростанциях с 30?% в 2010 г. до 50?% в 2030 г. Теперь решено снизить зависимость в максимально возможной степени. Для этого необходимо найти новые источники энергии и сокращая общее потребление, повышая энергоэффективность и энергосбережение. Это сложная задача для страны, имеющей мало природных энергоресурсов и уже обладающей одной из самых энергоэффективных экономик в мире.

Планы повысить производство электроэнергии на атомных электростанциях в других странах также сокращены. Сразу после аварии на Фукусиме канцлер Германии Ангела Меркель заявила о трехмесячном моратории на введение в действие решения продлить срок эксплуатации действующих атомных электростанций. Затем в мае 2011 г. последовало заявление, что Германия собирается полностью отказаться от ядерной энергии к 2022 г. Другие страны наметили провести проверки надежности реакторов.

До сих пор статистика говорила в пользу ядерной энергетики; по-видимому, она казалась безопаснее иных источников [48]. Однако страх перед ядерной катастрофой и радиоактивным излучением ведет к тому, что мы настаиваем на повышении стандартов безопасности, которые и так выше, чем в других отраслях энергетики. Другие источники энергии, разумеется, не абсолютно безопасны и всегда таят определенные риски. Но зато они не несут в себе угрозу распространения радиации.

Ядерная энергетика может помочь отказаться от углерода как источника энергии. Однако авария на Фукусиме, возможно, начало конца отрасли не только в Японии, но и во всем мире. Ядерная энергия всегда ассоциируется с ядерным оружием. Многие теперь рассматривают ее просто как слишком дорогостоящую и опасную альтернативу другим видам энергии, в том числе и из возобновляемых источников. Промежуток времени между решением о строительстве атомной электростанции и началом производства электроэнергии оказывается настолько продолжительным, что возможные изменения в законодательном регулировании и даже в спросе делают перспективы отдачи от инвестиций весьма неопределенными. Кроме того, издержки производства уранового топлива и побочных радиоактивных продуктов выше, чем для других источников. Все это существенно затрудняет разумное финансирование. По совокупности причин можно ожидать, что ядерную энергетику ждет непростое будущее.

Люди – не бумага

В первую годовщину бомбардировки Хиросимы те, кому удалось выжить в аду, собрались у разрушенной усыпальницы Гококу, чтобы помолиться о погибших. На транспарантах, которые они принесли с собой, было начертано: «Всеобщий мир начинается в Хиросиме» [49].

Погибших похоронили, и город понемногу восстанавливался из руин. На момент взрыва в Хиросиме проживало почти 300?000 человек, но в годы войны она имела важное стратегическое значение: здесь находились центр связи, армейские склады и группировка из приблизительно 43?000 солдат. После пережитого Хиросима призвана стать символом мира во всем мире и полного отказа от ядерного оружия.

Приехав в Хиросиму в 2011 г., я встретился с губернатором префектуры Хиросима Хидехико Юзаки, чтобы обсудить аварию на Фукусиме и исторические последствия атомной бомбардировки Хиросимы. В наши дни Хиросима – напоминание о разрушительной силе ядерного оружия и необходимости последовательных усилий по его полному уничтожению.

Договор о нераспространении ядерного оружия ведет происхождение от знаменитой речи Эйзенхауэра «Атом на службе мира», послужившей импульсом к созданию Международного агентства по атомной энергии. Эта организация занимается мониторингом ядерных исследований. Соглашение, вступившее в силу в 1970 г., юридически запрещает участникам любые действия, направленные на передачу ядерного оружия неядерным государствам. Страны, владевшие ядерным оружием до вступления в силу этого договора, также должны «стремиться к проведению честных переговоров» о полном его запрещении [50].

Данный текст является ознакомительным фрагментом.