Можно ли выбрасывать ядерные отходы на Солнце? [Fraser Cain]
Вот, а он мой. [Музыка] Когда я смотрю на солнце, я вижу отнюдь не теплую сферу, питающую своим светом все живое на земле. Нет, я вижу огромный огненный утилизатор отходов - то место, куда я могу выбросить все ненужное, чтобы освободить место для новых спонтанных покупок. Почему бы нет? Солнце же все равно ничего не делает в этом гравитационном колодце. В самом сердце солнечной системы жарче, чем в любой печи для мусора. Просто дайте мне ракету, и запустим мусор в небытие.
Согласен, это обойдется нам не дешево, поэтому давайте начнем с худшего мусора - ядерных отходов. Вы слышали о побочном продукте ядерных реакторов, которые вырабатывают электричество в разных уголках планеты? Это крайне токсичные вещества, которые распадутся через сотни или тысячи лет. А еще у них высокая плотность. Так почему бы не отправить их на солнце, подальше от земли?
Взглянем на цифры. От радиоактивных материалов остаются не менее радиоактивные отходы - различные вещества, испускающие ионизирующее излучение. В основном это остатки топлива для ядерных энергетических реакторов, но порой их производят больницы и предприятия, выпускающие ядерное оружие. Они остаются после добычи урана, переработки ради и проведения гражданских и военных исследований.
Так после добычи урана на поверхности земли остаются радиоактивные камни, земля и даже вода. Отработавшие свое стержни с ядерных реакторов все еще опасны и радиоактивны. Только на территории Соединенных Штатов насчитываются сотни сильно загрязненных участков земли площадью более 1000 акров. Согласно Всемирной ядерной ассоциации стран ОПЕК, ежегодно производят 300 миллионов тонн токсичных отходов. Я имею в виду ядовитые химикаты, медицинские отходы и угольную пыль - все, от чего вы предпочли бы держаться как можно дальше и уж точно не вдыхать.
Только представьте, куб ядовитых отходов со стороной почти километр. И не забудьте, что он состоит из вещества, плотнее воды. За год по всей планете производится 97 тысяч тонн ядерных отходов. Я сейчас про все типы ядерных отходов. Это три сотых процента от общего количества токсичного мусора. Я сосредоточусь на самых опасных, самых радиоактивных материалах, с которыми нам приходится иметь дело.
На высокоактивных отходов ядерных реакторов это 12 тысяч тонн ежегодно, или 12 процентов ядерных отходов, которые производятся на планете за один год. Теперь взглянем на цены запуска. Большинство компаний, занимающихся ракетными запусками, просят за выведение полезной нагрузки на околоземную орбиту от 10 до 20 тысяч долларов за килограмм. Не так давно лучшую цену в четыре с половиной тысячи долларов за килограмм предлагали SpaceX. Предполагалось, что в случае успешного запуска ракеты-носителя Falcon Heavy, она снизится до двух с половиной тысяч за килограмм.
Если мы просто хотим выбросить отходы на околоземную орбиту, то расчеты простые: 12 тысяч тонн - это 12 миллионов килограмм. Умножьте это на две с половиной тысячи, и вы получите 30 миллиардов долларов. Это значит, нам потребуется 240 пусков Falcon Heavy в год. Это почти ежедневные старты ракет с полезной нагрузкой из высокоактивных ядерных отходов - с глаз долой, из сердца вон. Фонда деньги немалые, но найти их несложно.
Можно перестать воевать, и, например, если мы захотим выбросить все ядерные отходы, то это будет стоить около 250 миллиардов. И вновь, деньги немыслимые, но найти их можно, учитывая, что SpaceX может запустить Falcon Heavy с пятью-десять тонн ядерных отходов на борту. Но низкая околоземная орбита не самая лучшая идея: любой объект столь близко к планете все еще испытывает силу трения, а значит, рано или поздно вернется обратно. Представьте, что метеоритный дождь из плутония стал обычным делом. Кошмар, не правда ли?
Лучше уж отправить отходы на геостационарную орбиту, откуда вещают телевизионные спутники. Скорее всего, на этой орбите мусор задержится надолго. Но чтобы избавиться от мусора и вывести ракета-носитель на GSO, придется заплатить в два раза больше - 60 миллиардов долларов за самые радиоактивные отходы и 500 миллиардов за все вместе. Уверен, SpaceX с радостью предоставит оптовую скидку. Но есть и другие орбиты, где отходы прежде чем войти в земную атмосферу полностью распадутся на более безопасные элементы, и тут мы можем немного сэкономить.
Допустим, несмотря на цифры, мы считаем, что затея того стоит. Но вот в чем загвоздка: не все пуски бывают удачными. Ракеты взрываются на старте или по пути на орбиту. Всего одна катастрофа может распылить радиоактивный плутоний на огромную территорию. Для отдельной миссии риск минимален - ракета надежная на 95 процентов. Это значит, что каждая 20-я из 240 пусков 12 будут неудачными, а это взрывы на стартовой площадке или уже в воздухе на большой высоте. При таком раскладе можете быть уверены, радиоактивного дождичка человечеству не избежать.
Буду через минуту, я расскажу вам о том, почему запустить радиоактивные отходы на солнце еще сложнее. Но сначала я хотел бы поблагодарить Эла Кладиануса, мистера Филиппа Рида, Кури за веган Адама Солсбери, Лизу Симпсон и еще 691 подписчика на Патреоне за их поддержку. Если вам понравилось видео и вы хотите поддержать наш канал, то переходите по ссылке в описании.
Предположим, вас не радует мысль о тысячах тонн ядерных отходов, зависших над головой. Есть ли более надежные способы их утилизации? Давайте отправим их к солнцу. Но оказывается, что такой подход обойдется намного дороже, и вот почему. Если вы думаете, что достаточно просто выбросить что-то в космос, она сама упадет на солнце, то вы заблуждаетесь. Отходы продолжат вращаться вокруг светила с той же скоростью, с какой вращается земля - 30 километров в секунду. Чтобы они достигли поверхности солнца, придется компенсировать их орбитальную скорость. Иными словами, ракета должна будет дополнительно потратить кучу энергии, чтобы затормозить, по сути разгоняясь в противоположном направлении до скорости 30 километров в секунду.
Новым горизонтам NASA понадобилось всего 16 целых и 1 десятую километров в секунду, чтобы достичь Плутона, а здесь показатели выше в два раза. Новые горизонты и другие аппараты использовали гравитационное поле Юпитера и других массивных планет для маневров. Поэтому в теории мы могли бы также прибегнуть к помощи наших космических соседей, чтобы набрать необходимую скорость. Расчетов я не делал, но предположим, что есть шанс сэкономить.
Если вы не компенсируете движение по орбите, то отходы будут крутиться вокруг звезды до скончания веков, как мусорные астероиды. Но есть и другой путь: можно лететь в обратном направлении, прочь от солнца, туда, где притяжение становится еле заметным, а угловая скорость нашего груза, которая нам так мешает, падает практически до нуля, компенсируемые небольшим манёвром. А дальше гравитация сделает свое дело, и все отходы отправятся в последний путь к звезде. На это уйдут сотни или даже тысячи лет, но деньги мы сэкономим, и необходимая скорость упадет всего до 16 с половиной километров в секунду.
Чем сильнее предстоит разогнаться ракете, тем больше ей придется нести с собой топлива. Falcon Heavy может вывести на околоземную орбиту больше пятидесяти четырех тонн. Она, Плутон, всего лишь чуть меньше 3. Иными словами, даже хорошо просчитав траекторию, чтобы спалить отходы на солнце, вам понадобится в двадцать раз больше ракет. Так что умножаем наши расходы на 20: чтобы самые опасные отходы оказались до солнца, потребуется 1 триллион 200 миллиардов долларов и очень много времени.
В конечном итоге все сводится к тому, что утилизировать ядерные отходы на солнце просто очень дорого - поистине астрономические суммы. Я уже молчу о том, что даже одна неудача способна значительно усугубить проблему. Все-таки придется учиться перерабатывать ядерные отходы и делать их безопасными. Мы должны быть готовы потратить ресурсы на очистку загрязненных территорий, постоянно думать о долгосрочных последствиях того, как мы вырабатываем энергию. Это касается не только ядерной энергетики, но и любого другого способа, которым мы пользуемся.
Есть и еще одна идея - ее высказал Джеф Безос, который считает, что в будущем лучше перенести все тяжелое производство и промышленность прямиком в космос, чтобы не пришлось очищать планету от отходов. Давайте заниматься добычей и обработкой материалов за ее пределами, а на землю отправлять уже готовый товар. И по большей части отходы нам не страшны.