Rusijoje yra dar dešimt „Černobylių“ elektrinių ir pasirodo, situacija su jais visai nelinksma (10)
Naujajame didelio populiarumo susilaukusiame televizijos HBO seriale „Chernobyl“ pasakojama apie 1986 m. balandžio 26 d. Černobylio atominės elektrinės katastrofą ir jos pasekmes – įvykius, kuriuos sukėlė 4-ojo reaktoriaus sprogimas.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Po incidento buvo pripažinta, kad reaktoriaus RBMK-1000 konstrukcija yra fundamentaliai ydinga – bet visa bėda tame, kad šį reaktoriaus modelį ir šiol dar naudoja 10 Rusijos branduolinių jėgainių. Tad ar yra kokių garantijų, kad tragedija nepasikartos?
Atsakymas į šį klausimą, deja, nedžiuginantis. Ekspertai teigia, kad likę reaktoriai buvo modifikuoti taip, kad rizika nutikti tam, kas nutiko Černobylyje, sumažėtų – bet jie vis tiek nėra tokie saugūs, kaip dauguma vakarietiškų reaktorių, rašo „Live Science“. Ir neegzistuoja jokios tarptautinės apsaugos priemonės, kurios neleistų statyti naujų įrenginių su panašiais trūkumais.
„Egzistuoja skirtingų tipų reaktoriai, dar vis naudojami ir besiskiriantys nuo standartinių lengvojo vandens reaktorių – ir dauguma iš jų turi saugumo trūkumų, kuriuos inžinieriai ne išsprendė, bet tik sumažino, – sako Branduolinio saugumo projekto veikiantysis direktorius Edwinas Lymanas. – Ir kuo daugiau pakeitimų jie daro, tuo daugiau naujų dalykų iškyla“.
Ketvirtasis reaktorius
Černobylio katastrofos epicentru buvo reaktorius RBMK-1000 – modelis, naudotas vien sovietų sąjungoje. Jis skyrėsi nuo lengvojo vandens branduolinių reaktorių, kurie buvo naudojami Vakarų šalyse.
Lengvojo vandens reaktoriai susideda iš dideliam slėgiui atsparios talpos, kurioje yra radioaktyvioji medžiaga (branduolys), kurią vėsina cirkuliuojantis vanduo. Branduolinės reakcijos metu atomas (šiuo atveju – urano) skyla, išskiria karštį ir išlaisvina neutronus, kurie trankosi į kitus atomus ir taip priverčia juos skilti, išskirti karštį ir atpalaiduoti kitus neutronus (vyksta grandininė reakcija). Karštis paverčia cirkuliuojantį vandenį garais, šie suka turbiną, o ji – generuoja elektrą.
Lengvojo vandens reaktoriuose vanduo taip pat veikia kaip tarpininkas-lėtintojas, reguliuojantis branduolyje vykstančią dalijimosi reakciją: jis pristabdo laisvuosius neutronus, dėl ko reakcija vyksta toliau ir yra veiksmingesnė. Kai reaktorius įkaista, daugiau vandens virsta garais, o mažiau lieka lėtinimo funkcijai, tad to rezultatas – sulėtėjęs dalinimasis (t. y. kuo daugiau garų – tuo lėtesnė reakcija). Šis neigiamas grįžtamasis ciklas yra pagrindinis apsaugos mechanizmas, kuris padeda apsaugoti reaktorius nuo perkaitimo.
RBMK-1000 veikia kitaip. Jis vėsinimui taip pat naudoja vandenį, bet reakcijos lėtintoju yra grafito blokai. Pakeitimai reaktoriaus konstrukcijoje leido naudoti ne tiek stipriai prisodrintą branduolinį kurą, kaip įprasta. Bet atskyrus vėsinimo ir lėtinimo funkcijas, negatyvusis grįžtamasis ciklas „daugiau garų, mažiau reakcijos“ buvo nutrauktas. Vietoje to, RBMK reaktoriai pasižymi „teigiamu garo koeficientu“.
Kai reaktorius turi teigiamą garo koeficientą, vandens garai užuot lėtinę reakciją, ją greitina (t.y kuo daugiau garų, tuo reakcija greitesnė). Taip yra todėl, kad virimo metu atsiveriantys vandens burbulai palengvina neutronų patekimą tiesiai į dalijimąsi skatinantį grafitą, teigia buvęs Švedijos Gynybos tyrimų agentūros branduolinės fizikos mokslininkas Larsas-Erikas de Geeras. Ir pasak jo, čia ir prasideda problemos: dalijimasis pasidaro veiksmingesnis, reaktorius labiau kaista, iš vandens pasidaro daugiau garų, dalijimasis pasidaro dar veiksmingesnis ir procesas tęsiasi.
Katastrofos priežastis
Kai Černobylio jėgainė veikė pilnu pajėgumu, nebuvo jokių problemų, teigia E.Lymanas. Esant aukštai temperatūrai, urano kuras, kuris maitina dalijimosi reakciją, linkęs absorbuoti daugiau neutronų, todėl yra mažiau reaktyvus.
Tačiau prie mažesnių pajėgumų RBMK-1000 reaktorius tampa labai nestabiliu. Prieš pat įvykstant Černobylio avarijai, jėgainės operatoriai atlikinėjo bandymą, kuriuo norėjo patikrinti ar elektrinės turbina elektros dingimo atveju gali dirbti ir toliau. Tokiam bandymui teko paleisti jėgainę mažesne galia. Kai galia buvo sumažinta, Kijevo energetikos vadovybė nurodė operatoriams sustabdyti procesą.
„Tai daugmaž ir buvo pagrindinė priežastis, kodėl viskas nutiko“, – teigia L.E de Geeras.
Jėgainė daliniu pajėgumu veikė 9 valandas. Reaktoriuje susidarė neutronus sugeriantis ksenonas, ir operatoriams nepavyko išlaikyti atitinkamo dalijimosi lygio. Galia krito iki minimumo. Norėdami ją padidinti, operatoriai pašalino visus kontrolinius strypus, pagamintus iš neutronus absorbuojančio boro karbido, ir skirtus lėtinti dalijimosi reakciją. Operatoriai taip pat sumažino per reaktorių tekantį vandenį. Branduolinės energetikos agentūros teigimu, tai padidino teigiamo garo koeficientą ir reakcija tapo labai intensyvi. Per kelias sekundės galios padaugėjo 100 kartų tiek, kiek pagal konstrukciją galėjo išlaikyti reaktorius.
Būta ir kitų konstrukcinių trūkumų, kurie apsunkino prasidėjusios reakcijos suvaldymą.
Greitai vienas po kito įvyko du sprogimai. Mokslininkai iki šiol ginčijasi, kas lėmė kiekvieną iš jų. Abu jie galėjo nutikti dėl staigaus slėgio padidėjimo cirkuliacinėje sistemoje, arba vienas galėjo atsirasti dėl garų, o antrasis buvo vandenilio sprogimas, sukeltas trinkančio reaktoriaus cheminių reakcijų. Remdamasis Čerepovitse, esančiame už 370 kilometrų nuo Maskvos, užfiksuotais ksenono izotopais, L.E. de Geeras mano, kad pirmasis sprogimas sukūrė radioaktyvių dujų čiurkšlę, pasiekusią kelių kilometrų aukštį.
Liko dar 10
Žinoma, Sovietų sąjunga pirmiausią katastrofą slėpė ar ribojo, tarybinė žiniasklaida neskyrė beveik jokio dėmesio, todėl ėmė sklisti gandai. Toli Švedijoje L.E de Geeras su kolegomis mokslininkais ėmė užfiksuoti neįprastus radioaktyviuosius izotopus, bet TSRS vadovas apie katastrofą viešai pranešė tik gegužės 14 d. Pasak Teksaso A&M universiteto technologijų istoriko Jonathano Coopersmitho, kuris kaip tik tuo metu buvo Maskvoje, tai tapo esminiu TSRS istorijos posūkiu.
„Glasnost“ tapo realiu dalyku“, – teigia mokslininkas ir pasakoja, kad šis įvykis kartu atvėrė ir branduolinio saugumo bendradarbiavimo galimybes. 1986 m. rugpjūtį Tarptautinė branduolinės Energetikos agentūra Vienoje surengė susitikimą, kuriame pasirodė ir sovietų mokslininkai – ir buvo beprecedentiškai atviri, teigia susitikime dalyvavęs L.E de Geeras. „Buvo nuostabu, kiek daug jie mums pasakė“, – prisimena mokslininkas.
Černobylio katastrofa lėmė ir kitų RBMK-1000 – kurių tuo metu veikiančių iš viso buvo 17 – konstrukcinius pakitimus. Pasak Pasaulinės branduolinės asociacijos, pokyčiai apėmė papildomų slopintuvų diegimą į branduolius, papildomus kontrolinius strypus operacijose ir padidintą kuro prisodrinimą. Kontroliniai strypai taip pat buvo sumontuoti taip, kad grafitas nepatektų į padėtį, kuri padidintų reakciją.
Likę trys Černobylio reaktoriai veikė iki 2000 m. Du RBMK-1000 reaktorius turėjo ir Ignalinos atominė elektrinė – bet jie buvo išjungti pagal stojimo į Europos Sąjungos sutartį. Tačiau šiandien dar keturi tokie reaktoriai veikia Kurske, trys – Smolenske ir dar trys – Sankt Peterburge (ketvirtasis čia buvo išjungtas 2018 m. gruodį).
„Šie reaktoriai nėra tokie geri, kaip vakarietiški, bet jie bent geresni, nei buvo anksčiau“, – sako L.E. de Geeras.
„Tiesiog yra esminiai konstrukcijos aspektai, kurių neįmanoma pakeisti, kad ir ką bedarytum. Nesakyčiau, kad jie sugebėjo visapusiškai padidinti RBMK saugumą iki standarto, kurio laikomasi vakarietiškuose lengvojo vandens reaktoriuose“, – teigia E.Lymanas.
Be to L.E. de Geeras nurodo, kad sovietiniai reaktoriai neturi tokių izoliavimo sistemų, kaip matyti vakarietiški reaktoriai. Tokios sistemos – tai švino arba plieno skydai, skirti apsaugoti, kad avarijos atvejus radioaktyvūs garai ar dujos nepatektų į aplinką.
