I det andra avsnittet av "Tjernobyl", HBO-miniserierna om olyckan 1986 som blev den värsta kärnkraftkatastrofen i mänsklig historia, är situationen ganska dålig. En stor eld rasar i ruinerna av reaktorn nr 4 från Tjernobyl Kärnkraftverk. Ett sjukhus i den närliggande staden Pripyat överskrids av strålningsoffer. Dödligt radioaktivt damm har drivit hela vägen ut ur Sovjetunionen och in i Sverige. Luften ovanför reaktorn lyser bokstavligen där urankärnan har blivit utsatt. Och folket som leder katastrofsvaret beslutar att dumpa tusentals ton sand och bor på kärnan.
Detta är mer mindre vad som hände under den faktiska katastrofen i april 1986. Men varför använde de första svararna sand och bor? Och om en liknande kärnkraftsolycka skulle inträffa under 2019, är det vad brandmän fortfarande skulle göra?
Du vill verkligen inte ha en utomhuseld på en utsatt kärnkärna
Att utsätta en brinnande kärnkärna för luften är ett problem på minst två nivåer, som kärnreaktoringenjör och University of Illinois vid Urbana-Champaign-professor Kathryn Huff berättade för Live Science.
Ditt första problem är att du har fått en pågående kärnklyvningsreaktion. Uran avfyrar neutroner som smälter in i andra uranatomer och delar dem. Dessa uranatomer släpper ännu mer energi och matar hela heta röran. Denna reaktion, som inte längre finns, spyr också otroliga nivåer av direkt strålning och utgör en dödlig fara för alla som försöker komma nära den.
Ditt andra, relaterade - och mycket allvarligare - problem är att elden släpper ut massor rök och damm och skräp i luften. Allt detta skräp kommer direkt från en kärnreaktor, och en del av det är i själva verket materia direkt från kärnkraften. Det inkluderar ett sortiment av typer (eller isotoper) av relativt lätta element som bildas när uranatomer delas.
"Det här är den farliga delen av en olycka som denna," sade Huff. "Dessa isotoper, några av dem, är giftiga för människor. Och några av dem är mer radioaktiva än vad du skulle möta i ditt dagliga liv. Och några av dem, förutom att de är ganska giftiga och radioaktiva, är mycket mobil i miljön. "
Mobil betyder i detta fall att dessa isotoper kan komma in i levande saker för att orsaka problem. Ta till exempel jod-131, en radioaktiv isotop av jod som levande celler behandlar precis som vanlig jod.
En rökplomme som Tjernobyl innehåller massor av jod-131, som kan driva hundratals mil. Den kan hamna i floder och komma in i växter, djur och människor. Våra sköldkörteln är beroende av jod och absorberar jod-131 precis som vanligt jod, vilket skapar en långsiktig källa till allvarlig strålning i våra kroppar.
(Detta är anledningen till att människor i det drabbade området i den omedelbara efterdyningarna av kärnkatastrofer tar jodpiller för att fylla på kroppens reserver och förhindra att deras sköldkörtlar absorberar någon av de radioaktiva isotoperna.)
Sand och bor
Dumpningssand och bor (den faktiska Tjernobyl-blandningen inkluderade också lera och bly) är ett försök att lösa både det första och det andra problemet.
Sanden smälter den exponerade reaktorn och kramar den dödliga rökplommen. Och boren, i teorin, kan kränka kärnreaktionen.
"I en kärnreaktor finns det isotoper som får reaktionen att gå och isotoper som gör reaktionen långsam," sade Huff.
För att få en kärnkraftsreaktion igång, förklarade hon, måste du få tillräckligt med radioaktiva isotoper nära varandra för att deras neutroner, som skjuter vildt ut i rymden, tenderar att smälla i andra atomkärnor och dela dem.
"När en neutron interagerar med en isotop finns det en viss sannolikhet, på grund av strukturen i dess kärna, att den kommer att absorbera neutronen," sade hon. "Uran, speciellt uran-235, har en tendens att absorbera neutronen och sedan omedelbart delas isär. Men bor tenderar att bara absorbera neutronen. På grund av dess kärnstruktur är det en slags neutrontörstig."
Så dumpa tillräckligt med bor på den exponerade reaktorn nr 4-kärnan, teorin gick, och den skulle absorbera så många av de vilda skjutande neutronerna att reaktionen skulle stoppa.
I Tjernobyls fall visade sig dock dumpning av bor och andra neutronabsorbenter på reaktorn inte fungera, delvis på grund av den ad hoc-helikopterdumpningsstrategi som anläggningens design krävde.
"Den intensiva strålningen dödade flera piloter," rapporterade BBC 1997, och tilllade, "Det är nu känt att, trots dessa offer, nästan inga neutronabsorbenter nådde kärnan."
Fortfarande, sade Huff, den princip som sovjeterna använde - neutronabsorbenter för att stoppa reaktionen, i kombination med material för att slå de radioaktiva isotoperna ur luften - var ljud. Och i händelse av en liknande katastrof idag, skulle svargrupper ta en strategi baserad på samma underliggande teori.
Den stora skillnaden, sade hon, är att moderna kärnkraftverk (åtminstone i USA) är utformade för att göra mycket av det arbetet själva.
Moderna reaktorer är mycket säkrare och mycket mer förberedda på problem - men de använder fortfarande bor i sina nödhandböcker
Huff påpekade långt att amerikanska (och andra ordentligt avancerade) kärnreaktorer är mycket mindre troliga än Tjernobyl att stöta på någon slags katastrof - aldrig körs som heta och fungerar i stabilare fartyg. Och själva byggnaderna är utformade för att göra mycket av arbetet för att krossa en kärnreaktoreld och en radioaktiv plum, tilllade hon.
Moderna reaktorer är utrustade med kemiska sprayer som kan översvämma en reaktorbyggnad, och slår radioaktiva isotoper ur luften innan de kan fly. Och till skillnad från Tjernobyl, finns kärnkraftsanläggningar i USA helt i tätade strukturer av cement och armeringsjärn (ett nät av förstärkt stålstänger). Dessa förseglade skal är överkonstruerade till den grad att i teorin åtminstone inte ens en betydande explosion skulle bryta dem. Du kan krascha en liten jet på sidan av en av dessa byggnader, och den skulle inte avslöja kärnan. Som en del av ett test gjorde den amerikanska regeringen just det mot ett tomt inneslutningsfartyg 1988. NRC konstaterar att det fortfarande pågår studier om stora jetpåverkan.
Allt som gör en katastrof i Tjernobyl-skala osannolik, även om Union of Concerned Scientists skriver att mindre (men fortfarande farliga) strålningsläckor är ett verkligt hot för vilket Förenta staterna inte är tillräckligt förberedda.
Som sagt har den amerikanska kärnkraftsmyndigheten (NRC), för var och en av de 98 kärnkraftsreaktorer som verkar i landet, utarbetat nödhandböcker hundratals sidor långa. Dessa lägger ut instruktioner för vad svararna ska göra i händelse av alla möjliga anmärkningsvärda till mycket osannolika nödsituationer).
Dessa handböcker finns på vanligt engelska på NRC: s webbplats. Här är en för Palo Verde, en stor anläggning i västra Arizona. Du kan hitta instruktioner för när du ska skjuta massor av bor i kärnan (så snart reaktorn inte lyckas stänga vanligt). Den såg vad man ska göra om fientliga styrkor attackerar anläggningen (bland annat börjar man förbereda en regional evakuering i det ögonblick det blir klart att styrkorna kan orsaka en betydande strålningsläcka). Och vid betydande mängder radioaktivt material som flyr ut i atmosfären säger det vem som förklarar en evakuering (Aristons guvernör, baserat på rekommendationer från platsansvariga).
Dessa planer behandlar inte mycket detaljerade händelser i Tjernobyl-stil, men sedan 9/11 har NRC utvecklat riktlinjer för mer extrema katastrofer. Men, säger Huff, att bekämpa en eld på en exponerad urankärna kommer alltid att komma till mer eller mindre snygga versioner av dumpning av bor och sand.
