Atomowy anioł stróż

Atomowy anioł stróż
Autor: Andrzej Hołdys
(„Polska Energia” - nr 10/2011)
Przed dekadą rozpoczęto budowę globalnej sieci monitorującej testy broni jądrowej.
Tak powstał pierwszy system, który obserwuje glob przez 24 godziny na dobę, i równie
dobrze może śledzić wędrówki mikroskopijnych radioaktywnych cząstek, jaki i wielkich
wielorybów.
Pół roku temu, 11 marca, na japońskiej wyspie Honsiu doszło do eksplozji w elektrowni jądrowej Fukushima Daichi, zniszczonej przez potężną falę tsunami. W powietrze uniosła się
chmura radioaktywnych izotopów jodu i cezu. Wkrótce okazało się, że promieniotwórcze
związki rozpełzły się po świecie. O tym, że uwolnione z reaktorów Fukushimy cząstki przemierzają glob, wiadomo było niemal od razu dzięki czujnikom tworzącym sieć zwaną International Monitoring System (IMS). Od dekady trwa ich rozlokowywanie na planecie.
KTO NAS PILNUJE?
To taki atomowy anioł stróż dla Ziemi. Docelowo na całym globie zostanie ustawionych 80
stacji mierzących koncentrację izotopów promieniotwórczych. Obecnie takich posterunków
pracuje około 60. Wszystkie są identycznie wyposażone. Najważniejszym elementem stacji
jest nowoczesny detektor promieniowania gamma, potrafiący namierzyć nawet pojedyncze
cząstki substancji radioaktywnych. O przesuwaniu się mgiełki izotopów uwolnionych z japońskiej elektrowni jako pierwsza poinformowała stacja w mieście Takasaki, odległym o 200
km od źródła emisji. Komunikat przyszedł dzień po uderzeniu tsunami.
Dwa dni później promieniotwórcze substancje były już nad wschodnią Rosją, a po kolejnych
dwóch dniach pojawiły się nad zachodnim wybrzeżem Stanów Zjednoczonych. 20 marca,
czyli dziewięć dni po awarii, pokonały Amerykę Północną i dotarły do Atlantyku. Po kolejnych trzech dniach zameldowały się nad Europą. Najpierw wykrył je detektor ustawiony w
Reykjaviku na Islandii. Piętnastego dnia od katastrofy radioaktywne cząstki obiegły już całą
półkulą północną. Tempo było zatem błyskawiczne.
JET STREAM - CO TO TAKIEGO?
Ziemia jest niewielkim globem dla hulających wokół niej na wysokości powyżej sześciu kilometrów prądów atmosferycznych zwanych jet streamami. Potrafią one pędzić z prędkością
ponad 100 km na godzinę. Gdy w czerwcu 1991 r. na Filipinach wybuchł wulkan Pinatubo,
następnego roku w odległej Europie średnia temperatura spadła o pół stopnia Celsjusza. Od-
powiadał za to pył wulkaniczny z Pinatubo rozwleczony przez jet streamy. Maleńkie cząstki
otoczyły glob delikatnym welonem odbijającym część światła i ciepła słonecznego. Dopiero
po roku wszystko powróciło do normy.
Pod koniec marca tego roku radioaktywne izotopy z Fukushimy unosiły się już nad całą półkulą północną, ale wciąż nie mogły przeniknąć na południe od równika. Nie potrafiły przedrzeć się przez strefę równikowych deszczy i burz. To jedna z najpotężniejszych barier w
ziemskiej atmosferze. W końcu i ją pokonały. W połowie kwietnia zostały zarejestrowane
przez stacje sieci IMS w Australii, Papui Nowej Gwinei oraz na Fidżi.
ROZPOZNAWANIE ŚLADÓW
Skąd wiedziano, że namierzone przez detektory cząstki pochodziły ze zdewastowanej przez
tsunami japońskiej elektrowni? Można to łatwo ustalić, mierząc proporcje izotopów promieniotwórczych pochwyconych przez aparaturę. Pomiary te jednoznacznie wskazywały, że źródłem emisji może być tylko uszkodzony reaktor jądrowy, a nie na przykład eksplozja bomby
atomowej. W tym czasie innych podejrzanych poza Fukushimą nie było. Od połowy kwietnia
2011 r. ilość krążących w atmosferze cząstek promieniotwórczych pochodzących z japońskich reaktorów zaczęła stopniowo spadać. Dodajmy zresztą, że ich koncentracja w powietrzu
nie była duża (oczywiście nie licząc strefy bezpośrednio otaczającej reaktory) i nie stanowiła
żadnego zagrożenia dla zdrowia ludzi w Europie i na innych kontynentach.
Awaria japońskich reaktorów nie była pierwszym testem dla globalnego systemu ostrzegawczego. Wcześniej wszczął on alarm po dwóch próbnych eksplozjach bomb atomowych
przeprowadzonych przez Koreę Północną w 2006 i 2009 r. To zresztą ma być główne zadanie
tej sieci. W przyszłości będzie pilnowała przestrzegania jednego z najważniejszych porozumień międzynarodowych - Traktatu o całkowitym zakazie prób z bronią jądrową. Układ, w
skrócie zwany CTBT (od ang. Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty), został podpisany 24
września 1996 r., czyli dokładnie 15 lat temu. Ratyfikowały go już 154 kraje, w tym Polska,
mimo to wciąż nie wszedł w życie. Stanie się tak dopiero, gdy ratyfikują go wszystkie 44 kraje, które negocjowały ostateczną wersję umowy. Nadal nie uczyniło tego dziewięć państw, w
tym m.in. USA, Chiny, Indie, Pakistan i Korea Północna. Niektóre z nich argumentują, że
zanim sam traktat wejdzie w życie, najpierw musi ruszyć globalna sieć aparatury kontrolnej
potrafiącej wykryć i szybko zweryfikować każdą próbę użycia broni atomowej przeprowadzoną w dowolnym miejscu Ziemi. Stawka jest zbyt wysoka, aby można było polegać tylko
na zapisach prawnych.
ZAPOBIEGAĆ, A NIE LECZYĆ
Dekadę temu planetę, niczym ciężko chorego człowieka, postanowiono wziąć pod ścisłą obserwację. Poza 80 stacjami, które mierzą poziom substancji radioaktywnych, w skład budowanej wciąż sieci wchodzą: sejsmografy, aparatura hydroakustyczna oraz anteny do odbioru
infradźwięków. Sejsmografy mają wykrywać podziemne próby jądrowe. Sieć kontrolna liczy
50 głównych i 120 pomocniczych stacji sejsmicznych. Większość ulokowano z dala od miast,
aby ograniczyć mikrodrżenia, których źródłem mogą na przykład fabryki, czy też pełne samochodów autostrady. Niezwykle czuły sprzęt sejsmiczny rejestruje nawet uderzenia fal morskich i silne podmuchy wiatru.
Zadaniem aparatury hydroakustycznej jest namierzanie prób jądrowych przeprowadzanych
głęboko pod wodą lub też bezpośrednio nad jej powierzchnią. Woda doskonale przewodzi
dźwięki, wystarczą więc po 3-4 podwodne stacje na każdym oceanie, aby można go było podsłuchiwać. Czwarty element systemu – anteny odbierające infradźwięki – ma wykrywać eksplozje jądrowe w atmosferze. Infradźwięki to fale akustyczne o tak niskiej częstotliwości, że
nasze ucho ich nie odbiera. Mogą pokonywać olbrzymie dystanse. Odebrany sygnał trzeba
jednak umieć odróżnić od dziesiątek innych źródeł, takich jak wybuchy wulkanów, trzęsienia
ziemi, pioruny, silne podmuchy wiatru, lawiny, zorze polarne, a nawet meteoroidy wpadające
w ziemską atmosferę. Infradźwięki emitują też: samoloty odrzutowe, rakiety, autostrady,
ciężkie maszyny przemysłowe i wiele innych obiektów. Niełatwe zadanie.
Obecnie globu pilnuje łącznie 270 elektronicznych strażników. Docelowo będzie ich 321.
Aparatura już dostarcza gigantycznych ilości informacji. Wszystkie spływają do centrali w
Wiedniu, albo za pośrednictwem satelitów, albo też poprzez specjalnie chronione łącza internetowe. Cieszą się z tego naukowcy, którzy coraz częściej zyskują dostęp do tej lawiny utajnionych do niedawna danych. Dzięki temu sieć, w której wykorzystano najnowsze zdobycze
nauki i technologii, aby chronić nas przed bronią masowego rażenia, ma z roku na rok coraz
więcej cywilnych i naukowych zastosowań.
Przydaje się, na przykład, do się ostrzegania przed tsunami, a następnie śledzenia tych fal. Z
pomiarów hydroakustycznych korzystają biolodzy badający wieloryby, a także badacze podwodnych wulkanów. Po dane te sięgają również glacjolodzy. Interesują ich trzaski, których
źródłem jest pękający lód szelfowy. Podwodne mikrofony okazują się także pomocne w monitorowaniu tropikalnych cyklonów. Infradźwięki mogą z kolei błyskawicznie poinformować
o eksplozji wulkanu i ostrzec w ten sposób znajdując e się w pobliżu samoloty, dla których
pył wulkaniczny stanowi duże zagrożenie. Infradźwiękami interesują się także badacze zórz
polarnych, burz i zjawisk magnetycznych w atmosferze.
Atomowy anioł stróż staje się stopniowo pierwszym w dziejach globalnym systemem ostrzegania przed awariami jądrowymi i kataklizmami naturalnymi, a przy okazji – wspaniałym
narzędziem badawczym. Biorąc pod uwagę, że jego zainstalowanie kosztowało już ponad
miliard dolarów, a na bieżącą obsługę wydaje się setki tysięcy dolarów rocznie, jest to bardzo
dobra wiadomość.