На 10 октомври 1957 г. в северозападна Англия работниците в ядрения комплекс Windscale се сблъскват с нещо, за което реакторът практически не е проектиран – пожар в собственото му ядро.

Днес мястото е част от комплекса Sellafield, но през 50-те години Windscale има съвсем различна задача. Двата огромни реактора, наричани тогава Pile 1 и Pile 2, са построени като част от британската следвоенна програма за ядрени оръжия. Основната им задача е производството на плутоний. Pile 1 влиза в експлоатация през 1950 г., а вторият реактор – през следващата година.

Те изглеждат доста различно от съвременните атомни реактори. В центъра има огромен блок от приблизително 2000 тона графит, през който преминават хиляди канали с горивни елементи. Реакторът не се охлажда с вода, а с огромни количества въздух, прокарван през ядрото от мощни вентилатори. След това нагретият въздух излиза през висок комин.

И точно графитът се оказва в центъра на проблема.

При продължително облъчване с неутрони атомите в кристалната структура на графита могат да бъдат измествани от нормалните си позиции. Част от енергията остава „заключена“ в материала – явление, известно като Уигнерова енергия. Ако тя продължи да се натрупва, може в определен момент да се освободи рязко под формата на топлина.

Затова операторите на Windscale периодично нагряват реактора контролирано, за да освободят тази натрупана енергия. Процедурата се нарича annealing, или термично отгряване.

В началото на октомври 1957 г. започва поредното такова нагряване.

Първоначално изглежда, че процедурата не е освободила достатъчно от натрупаната енергия. Затова е предприето второ ядрено нагряване. По-късното официално разследване стига до заключението, че то е започнало твърде рано и е проведено прекалено бързо. Температурите в някои части на реактора започват да се държат необичайно.

На 10 октомври показанията вече са тревожни.

Първоначално операторите предполагат, че някой от урановите горивни елементи се е повредил. Включват охлаждащите вентилатори с надеждата температурата да падне.

Получава се обратният ефект.

Вкарването на повече въздух доставя повече кислород на вече прегряващите материали.

Около 16:30 ч. служителите извършват визуална проверка през специални отвори в реактора и виждат горивни елементи, нагрети до червено. По-късно става ясно, че пожарът вече се е развил в част от ядрото.

Това не е „ядрена експлозия“ и реакторът не гори като атомна бомба. Пожарът е преди всичко химическо горене и окисление на силно нагрети материали, включително графит и повредено ядрено гориво. Но мястото, на което се случва, превръща един обикновен пожар в изключително сериозна радиологична авария.

Смята се, че около 140 горивни канала са засегнати и няколко тона уран са силно нагрети или разтопени.

Първата задача е очевидна – огънят трябва да бъде спрян.

Но почти всеки възможен начин носи нов риск.

Работниците се опитват да извадят част от горящите горивни елементи. След това подават въглероден диоксид, надявайки се той да задуши пламъците.

Не успява.

Температурата продължава да се повишава.

Остава водата.

Именно тук ситуацията става особено опасна. При контакт на вода с изключително горещите материали съществува опасение, че може да се образува водород. Ако той се смеси с кислород в подходящи пропорции, резултатът може да бъде експлозия вътре в реактора.

Въпреки това към сутринта на 11 октомври става ясно, че алтернативите почти са изчерпани.

В 08:55 ч. водата е пусната.

Първоначално – внимателно, през канали над зоната на пожара. Потокът постепенно е увеличен. Но дори водата не решава веднага проблема.

Тогава операторите предприемат още една решаваща стъпка – спират въздушния поток през реактора.

Комбинацията започва да действа.

Огънят отслабва, а водата продължава да преминава през реактора още много часове. На 12 октомври Pile 1 вече е достатъчно охладен.

Но докато инженерите се борят с пожара, част от радиоактивните продукти вече напускат реактора през комина.

Тук една конструктивна особеност, която години по-рано някои инженери смятали за ненужна, изиграва ключова роля.

Физикът и нобелов лауреат сър Джон Кокрофт настоява огромните комини на Windscale да получат филтри високо над земята. Допълнението е скъпо и необичайно и става известно сред някои работници като „глупостите на Кокрофт“.

През 1957 г. тези „глупости“ се оказват изключително полезни.

Според британската Nuclear Decommissioning Authority филтрите улавят приблизително 95% от радиоактивния прах, който иначе би бил изхвърлен директно в атмосферата. Те обаче не са толкова ефективни срещу летливи вещества като радиоактивния йод.

Особено сериозен проблем е йод-131. Той може да попадне в тревата, след това в кравите и оттам – в млякото, което е особено рисково за щитовидната жлеза.

След аварията властите започват масово да изследват млякото около Windscale. Разпространението му е забранено в район от приблизително 500 квадратни километра, а огромни количества са унищожени в продължение на около месец. Хората в околността обаче не са евакуирани.

Колко хора са пострадали в дългосрочен план е много по-труден въпрос.

При самия пожар няма непосредствени смъртни случаи от радиация. По-късни модели изчисляват възможен брой допълнителни случаи на рак, но тези оценки зависят от множество предположения. Съвременни епидемиологични изследвания не са установили убедително увеличение на някои от заболяванията, очаквани след аварията. Британският COMARE например посочва, че няма убедително доказателство, свързващо пожара с повишен риск от рак на щитовидната жлеза сред изложените като деца.

Проучване с около 50 години проследяване на служителите, участвали в действията около аварията, също не установява ясен значителен радиационно обусловен ефект върху тяхната смъртност.

Инцидентът обаче има огромно влияние върху британската ядрена индустрия. След пожара и двата реактора Windscale Piles са спрени и никога повече не се връщат в експлоатация. Самият Pile 1 остава сложен проблем за извеждане от експлоатация и десетилетия по-късно в повредените канали все още има горивни материали, които трябва да бъдат отстранени безопасно.

Пожарът оказва влияние и върху начина, по който Великобритания регулира ядрената безопасност. Британското правителство посочва аварията като един от ключовите фактори за създаването на първия национален инспекторат за ядрени съоръжения.

Днес Windscale обикновено е определян като най-тежката ядрена авария в историята на Великобритания и ретроспективно е класифициран като ниво 5 по седемстепенната международна скала INES.

Най-интересното в случая е, че бедствието не започва с експлозия или внезапна повреда. То започва по време на процедура, предназначена именно да направи реактора по-безопасен. Натрупаната в графита енергия, недостатъчно добре разбраното поведение на реактора и опитът тя да бъде контролирано освободена постепенно превръщат част от неговото ядро в горяща маса.

А за да го спрат, хората на място в крайна сметка трябва да изберат решение, от което самите те се страхуват – да пуснат вода върху горящ ядрен реактор и да се надяват, че няма да последва експлозия.