Утилизация радиоактивных отходов в космосе выглядит простым решением одной из главных проблем ядерной энергетики, но, на самом деле, это не просто плохая идея — она ужасная. И чем ближе мы рассматриваем этот вопрос, тем хуже он становится. Научно-популярный YouTube-канал Kurzgesagt рассказал, почему мы до сих пор не запускаем радиоактивные отходы в космос.
Прежде всего, важно понимать, что такое «радиоактивные отходы». Разные государства определяют эту категорию немного по-разному, но, в целом, их можно разделить на три группы.
90% от всех радиоактивных отходов на планете составляют составляет мусор (вроде одноразовых перчаток и защитных костюмов), который используется на ядерных электростанциях и может быть незначительно заражен радиацией. Подобные контаминанты не требуют каких-либо специальных методов утилизации.
7% приходятся на отходы средней опасности: например, материалы, которые долго пребывали в непосредственной близости с активным ядерным реактором. Эти отходы довольно опасны, поэтому их нельзя просто выбросить в мусор. Их утилизируют либо при помощи подземных захоронений, либо переплавкой в стекло/бетон и последующим хранением на специально оборудованной территории.
Иными словами, 97% радиоактивных отходов мало чем отличаются от токсичных отходов любой другой индустрии. Конечно, хорошего мало, но катастрофой их тоже не назвать. Проблема заключается в последних 3% — выработанном топливе для ядерных реакторов, которое не только крайне радиоактивно, но и требует очень аккуратного обращения. Именно о запуске этой категории отходов и идет речь. Порядка 440 атомных электростанций создают почти 11 тонн высокорадиоактивных отходов каждый год; суммарный объем отходов за 1954-2022 годы составляет приблизительно 400 000 тонн.
Согласно некоторым ученым, космос — идеальная площадка для утилизации смертельно опасного мусора. Он бесконечный и необитаемый, так что радиоактивные изотопы никому не навредят… Но этот план имеет несколько критических недостатков, первый из которых — стоимость процедуры. Несмотря на то, что космические полеты сейчас гораздо более доступны, чем раньше, регулярный вывоз радиоактивных отходов на орбиту резко повысит стоимость топлива для атомных электростанций. Кроме того, чтобы организовать утилизацию на всех ныне действующих электростанциях, навскидку потребуется $44 млрд бюджета без учета логистики и безопасности. Причем даже если бы деньги не были проблемой, на всех желающих попросту не хватит ракет-носителей: рекорд по количеству запущенных ракет, поставленный в 2021 году, составляет 135 штук. Если до отказа загрузить все эти ракеты отходами, они смогли бы утилизировать лишь 800 тонн из 400 000.
Другой нюанс заключается в том, что астрофизика — весьма непростое явление. Сейчас люди как следует освоили только низкую околоземную орбиту, на которой находятся тысячи различных спутников. Однако захоронение радиоактивных отходов на орбите не только усугубит мусорный кризис в космосе, но и может привести к столкновению со спутником. Пострадает не только инфраструктура: под действием гравитации опасные изотопы вполне могут обрушиться на землю разрушительным дождем. Что насчет Луны? Да, можно хранить радиоактивные отходы и там, но для этого потребуются высокомощные, дорогостоящие ракеты-носители вроде «Сатурна-5», который использовался во время космической программы «Аполлон». К тому же, перспектива превращения спутника Земли в кладбище радиоактивного мусора выглядит, мягко говоря, сомнительно с точки зрения этики.
Еще один вариант — это отправка отходов в далекий космос, за пределы нашей солнечной системы, но он тоже подразумевает серьезные риски. Запуск практически чего-угодно в случайном направлении будет плохой идеей из-за того, что объекты в космосе не путешествуют по прямой линии: они движутся по орбитам, которые представляют собой петли. Иными словами, теоретический контейнер с отработанным ядерным топливом может вернуться на Землю в качестве радиоактивного метеорита, и чем больше отходов, тем выше вероятность подобной катастрофы. И нет, запустить мусор прямо в Солнце тоже не так просто, как кажется — опять же, из-за специфических нюансов физики.
Наконец, последний аспект проблемы — это безопасность самих носителей. Нынешняя аэрокосмическая индустрия способна делать ракеты достаточно надежными, но никто и никогда не может застраховать их от несчастных случаев. Скажем, во время испытаний носитель может взорваться, или, еще хуже, выйти из строя в полете. Теперь представьте, что аварии почти из разряда трагедии на Чернобыльской АЭС случаются не раз в поколение, а каждые несколько месяцев, ведь для полной утилизации радиоактивных отходов понадобятся тысячи ракет-носителей. Даже при запредельной осторожности часть из них взорвется в результате какой-либо неполадки.