Sötét pusztaság - 19 éve történt a csernobili katasztrófa

buda küldte be: " Az 1970-es évek elején a Szovjet Mûszaki Energetikai Kutatóintézetben fejlesztették ki a nagyteljesítményû vízforraló csatornarendszerû reaktortípust (RBMK). Az elsõ két nagy elektromos teljesítményû reaktort még az 1970-es években megépítették Leningrádban. További RBMK reaktorok épültek Oroszország erõsen iparosodó, energiaigényes nyugati részein, például Kurszkban, továbbá Litvániában (Ignalina) és Ukrajnában (Csernobil) is.

    Az RBMK reaktorokkal már a csernobili baleset elõtt is felmerültek kisebb problémák. Az Ignalina Atomerõmûnél figyeltek meg egy jelenséget: amikor a szabályozórudakat betolták a reaktorba, a reaktivitás várt csökkenése helyett annak átmeneti növekedését tapasztalták. Ugyanez a jelenség mutatkozott a negyedik csernobili reaktor próbaüzeménél is, de nem tartották elég fontosnak ahhoz, hogy fölhívják rá az operátorok figyelmét vagy leírják a reaktor kezelési utasításában.



    A csernobili atomerõmû mérnökét, Anatolij Diatlovot egy másik probléma foglalkoztatta. Amennyiben hirtelen kiesik a hálózati villamos-energia szolgáltatás, a zóna hûtõközegét keringetõ szivattyúk leállnak. Ilyen esetekben az automatika leállítja a reaktort, de a maradványhõ elvezetésérõl a továbbiakban is gondoskodni kell. A fõkeringetõ szivattyúk üzemeltetéséhez szükséges villamos áramot ilyenkor Diesel-motorok segítségével állítják elõ. A Diesel-motorok felpörgéséhez azonban néhány perc idõre van szükség. Diatlov a problémára a következõ megoldást találta: A hálózati áramellátás kiesése után ugyan leáll a reaktor, így a turbinák gõzellátása hamarosan megszûnik, ellenben a turbina forgórészek tehetetlenségük folytán még egy pár percig forgásban maradnak. A lassúló turbinával meghajtva a genetrátorokat áramot lehet elõállítani. Ahogy a turbina kipörög, természetesen az áram gyengül. Ezt a problémát a villamos áramkörök bonyolult átkapcsolásaival lehet áthidalni. A módszer gyakorlati kipróbálására üzem közben nincs lehetõség. Várni kellett, amíg a téli villamosenergia-igény csökkenésével az egyik reaktort le lehetett állítani a tavaszi fûtõelemcsere és a karbantartási munkálatok idejére. Diatlov engedélyt kapott Fomintól, az atomerõmû fõmérnökétõl, hogy a villamosmérnöki kísérletet a négyes számú reaktoron 1986. tavaszán elvégezhessék.

A Csernobil 4-es blokk a katasztrófa után

  • 1986. április 25-én, pénteken hajnalban 1.00 órakor megkezdték a 3,2 GW hõteljesítmény csökkentését.
  • 13:00 órára a teljesítmény 1,6 GW-ra csökkent, ekkor a reaktorról lekapcsolták az egyik turbinát.
  • 14:00 órakor a villamos elosztóközpont értesítette a csernobili Lenin Atomerõmûvet, hogy a közelgõ hétvége ellenére a vártnál nagyobb a fogyasztók energiaigénye. Ezért a teljesítmény további csökkentését megszakították.
  • 23:10-kor közölte a Központ, hogy végre lecsökkent a fogyasztók energiafelhasználása, a 4-es blokk lekapcsolható a hálózatról. Így a késedelemtõl kissé elfáradt újítók hozzákezdhettek biztonságfokozónak szánt ötletük megvalósításához.

    A fiatal villamosmérnökök elsõsorban a szivattyúk villamos energiaellátására ügyeltek. Nem vették figyelembe a John Archibald Wheeler és Wigner Jenõ által már az 1940-es években Hanfordban felismert veszélyt: az alacsony teljesítményû reaktorüzemeltetés során bekövetkezõ xenon-mérgezés instabillá teszi a reaktort. Így érkezett el a szombati nap, a görögkeleti naptár szerint nagyszombat. Húsvétra a szakértõk is, a döntéshozók is hétvégi házaikba utaztak. (A legtöbb üzemzavar hétvégi hajnalokon szokott bekövetkezni.) A csernobili négyes reaktorban a felszaporodott reaktorméreg miatt a szabályzat szerint megengedettnél jóval nagyobb mértékben kiemelték a legtöbb szabályozórudat.

A csernobili reaktor szabályozórúdjai

     Az RBMK reaktorok tervezési hibája miatt a szabályozórudak alsó és felsõ szakasza grafittartalmú. A szabályzat szerint álló reaktorban a szabályozórúd D helyzetben van. Üzem közben a C helyzetet foglalja el, amikor is a neutronelnyelõ bóracél helyett grafit helyezkedik el az aktív zónában. Most azonban a felszaporodott reaktormérgek miatt az automatika a nem megengedett A magasságig emelte ki a szabályozórudakat. Így a reaktorzónában a szabályozórúd helyét grafit helyett víz foglalta el. Ha ebben az állapotban a teljesítmény csökkentése céljából a rudakat beljebb tolják, a neutronokat gyengén nyelõ víz helyét a neutronokat egyáltalán nem fogyasztó grafit foglalja el, tehát átmenetileg a teljesítmény növekedése következik be, amit Ignalinában már korábban tapasztaltak. Errõl azonban a reaktoroperátorok nem voltak tájékoztatva, ezért úgy döntöttek, nem veszik figyelembe a szabályozórudak kihúzásának mértékét korlátozó szabályzatot. Hiába mondták utólag a szovjet illetékesek: "- Ilyen állapotban a reaktor üzemeltetését még a miniszterelnöknek sincs joga engedélyezni." - A reaktor ekkor dinamikailag más volt, mint amilyennek az operátorok ismerték. További konstrukciós hibának kell tekintenünk azt is, hogy a szabályozórudakat mozgató szerkezet kialakítása egyáltalán lehetõvé tette a rudak túlzott mértékû kihúzását.

    Diatlov mégis kiadta az utasítást a kísérlet megkezdésére. A kivitelezõk maguk kívánták irányítani a reaktort a fantáziátlan automatika helyett. A zóna üzemzavari hûtõrendszert - szabálytalanul - már pénteken 14.00 órakor kiiktatták. 26-án hajnalban pedig Diatlov engedélyével kikapcsolták azt az automatikát is, amelyik a hatalmas méretû reaktor teljesítmény-sûrûségének egyenletességét szabályozta.

  • 1986. április 26. szombat hajnali 0:28 óra: Hogy biztosak legyenek, a megengedett érték fölé növelték a hûtõvíz keringetési sebességét. Emiatt a víz lehûlt és csökkent a reaktorban termelõdõ gõz mennyisége. Mikor azután az 1,6 GW teljesítményt a tervezett 0,7 GW-ra kezdték csökkenteni, a reaktor pozitív üregtényezõje miatt a teljesítmény a vártnál nagyobb mértékben csökkent: 0,03 GW-ra esett vissza. Egy napot kellet volna várni, hogy a felhalmozódott 135I és 135Xe elbomoljon, és elmúljon a xenonmérgezés okozta instabilitás.
  • 1:07. Alexej Akinov és Leonid Toptunov, a két operátor a szabályzatra hivatkozva habozott, de Diatlov rájuk parancsolt, hogy a szabályozórudakat még jobban húzzák ki. Így a reaktorteljesítményt 0,2 GW értéken sikerült stabilizálni. (A szabályzat tiltja a reaktor üzemeltetését 0,7 GW hõteljesítmény alatt.) Az alacsony hõteljesítményre gondolva lecsökkentették a hûtõvíz keringetésének sebességét.
  • 1:22. A számítógép által utolsóként kinyomtatott adat: 0,2 GW.
  • 1:23. Végre elkezdõdött az igazi kísérlet. Az operátor kiiktatja a SCRAM (biztonságvédelmi) automatikát is, ami a neutronszám gyors növekedése esetén magától leállítaná a reaktort. (Ez a mûvelet is messzemenõen szabálytalan volt. Egy korszerû erõmû esetében ez fizikailag is lehetetlen.) Ezután kikapcsolják a második turbina generátorát is, hiszen a kísérlet célja az volt, hogy áramkimaradás esetén is biztosítsák a reaktor hûtését.
  • 1:23:20. Alig telik el 20 másodperc, a turbina gõzfelvételének kiesése miatt a hûtõvíz hõmérséklete emelkedik, következésképp a szabályozórudak automatikusan megindulnak lefelé. Ez azonban azt eredményezi, hogy a rudak csatornájában a víz helyét grafit foglalja el (B helyzet), ami a reaktor teljesítményét több százalékkal megnöveli.
  • 1:23:40. A pozitív visszacsatolású reaktor hõteljesítménye 20 másodperc alatt 0,20 GW-ról 0,32 GW-ra ugrik. Ezt látva Akimov operátor megnyomja a vészleállás gombját.
  • 1:23:43. A hõteljesítmény eléri az 1,4 GW értéket. A reaktor helyenként szuperkritikussá válik prompt neutronokra is, ezáltal szabályozhatatlan lesz. A hirtelen túlhevülés miatt fellépõ hõtágulás elgörbíti a szabályozórudak fémcsatornáit, így a süllyedõ szabályozórudak félúton elakadnak.
  • 1:23:45. A hõteljesítmény már 3 GW. A hûtõvíz egyre nagyobb mennyisége forr el. Bekövetkezik, aminek a lehetõségét Tellerék már az ötvenes években megjósolták: pozitív üregtényezõ miatt a láncreakció az egész reaktorban megszalad.
  • 1:23:47. Az egyenlõtlen hõtágulás miatt felnyílnak a fûtõelempálcák.
  • 1:23:49. A fûtõelemek hõdeformálódása eltöri a hûtõközeg csöveit. A hirtelen fejlõdött gõz nyomása gõzrobbanást idéz elõ, föltépve a reaktor fedelét.
  • 1:24:00. A víz 1100 °C felett hidrogéntermelõ kémiai reakcióba lép az uránrudakat burkoló cirkónium-ötvözettel. A törések miatt a víz érintkezésbe kerül a grafittal is, ami szintén éghetõ szén-monoxid és hidrogén gáz fejlõdéséhez vezet:

Zr + 2 H2O = ZrO2 + 2 H2,

C + H2O = CO + H2.

    A gyúlékony H2 és CO a külsõ levegõ oxigénjével érintkezve felrobban. Ez a második, kémiai robbanás lesodorja az épület tetejét is. A grafit a levegõn meggyullad, füstje radioaktivitással szennyezi be az épületet, és annak egyre nagyobb környékét. Valerij Komjencsuk technikus a tetõ beomlása, Vladimir Sasenok villamosmérnök a robbanás következtében támadt tûz miatt azonnal meghalt.

    A reaktor belsejében a hõmérséklet elérte a 3000 °C-ot. A hasadási termékek az üzemanyagból az égõ grafitba diffundáltak, onnan pedig a levegõbe jutottak: az összes radioaktív nemesgáz (85Kr, 135Xe), továbbá a mozgékony alkálifém-ionoknak (137Cs) és az illékony jódnak (131I) mintegy 20 %-a. A többi nehézkesen diffundáló radioaktív fémeknek (89Sr, 90Sr, 239Pu) csak 4 %-a jut ki a környezetbe. (Sajnos, az állati-emberi szervezet nem tesz különbséget Cs és K között. A Ca-tól azonban megkülönbözteti a Sr-ot: a szervezetbe beépülõ Sr/Ca arány a táplálékban mérhetõ Sr/Ca aránynak csak 20 %-a volt.)

    A grafittûz 10 napon át égett, ezután sikerült bórozott homokkal és ólommal elfojtani. A bór célja a neutronok elnyelése, az ólom pedig megolvadva a levegõt zárja el a reaktortól. Ezalatt 4 EBq (4·1018 Bq) aktivitás szabadult ki a légkörbe, ami 400-szorosa volt a hirosimai atombomba által a levegõbe juttatott radioaktivitásnak, és megközelítette egy nagy hidrogénbomba kísérleti robbantásakor a légkörbe kerülõ aktivitás nagyságát.

    1986-ban már Gorbacsov vezette a Szovjetuniót. Rizskov miniszterelnököt még szombaton 18 órakor értesítették a csernobili balesetrõl, õ vasárnap 11 órakor - saját vezetésével - kormánybizottságot hozott létre, amely elindította a szerencsétlenség kivizsgálását és a károk csökkentését. Április 27-én, vasárnap Valerij Legaszov a kivizsgálóbizottság szakmai elnökeként a helyszínre repült. Hétfõn reggel az 1600 km-re fekvõ svéd FOSMARK atomerõmûhöz munkába érkezõ dolgozók ruháját a sugárzást mérõ kapu belépéskor radioaktivitással szennyezettnek találta. A svédek a szélirány alapján csakhamar rájöttek, hogy a radioaktivitás nem svéd atomerõmûbõl származik, hanem délrõl jön. Õk a közeli, litvániai Ignalina atomerõmûre gyanakodtak és diplomáciai úton felvilágosítást kértek Moszkvától. A TASSZ hírszolgálati iroda hétfõn 9 órakor adta ki az elsõ jelentést. A szenzációt fölkapta a sajtó. Egyesek úgy nyilatkoztak, hogy ha Csernobiltól 1600 km-re a svédek ilyen aktivitást mértek, akkor Ukrajna és Belorusszia területén milliókat érhetett életveszélyes sugárzás. Nem vették figyelembe azt a tényt, hogy a szél Csernobil felõl Svédország felé fújt, ezért észleltek a svédek jelentõs aktivitást, de közben nagyrészt lakatlan mocsárvidék terült el.

    Bécsben a Nemzetközi Atomenergia Ügynökségnek a nyíltság jegyében Legaszov számolt be arról, mi történt Csernobilban. Felszínre került az RBMK reaktorok két alapvetõ szerkezeti hiányossága: a grafit-víz rendszer pozitív üregtényezõje és a szabályozórúd hibás konstrukciója. Késõbb maga Legaszov mondta el a demokratikus irányzatú Novij Mir (Új Világ) nevû lapnak: instabilitásuk miatt bármelyik RBMK reaktorral elõfordulhat hasonló üzemzavar. Legaszov kampányt indított, hogy a Szovjetunióban is hozzanak létre egy független bizottságot a reaktorok biztonságának ellenõrzésére.

    A csernobili szerencsétlenségért felelõs vádlottak pere 1987. július 7-én kezdõdött meg Kijevben. Az eredetileg vádlottnak tekintett két operátor ártatlansága tisztázódott, helytállásuk elismerést nyert. (Azóta mindketten meghaltak az elszenvedett sugárdózis következtében.) Három hét múlva hirdettek ítéletet. Brukhanov, az erõmû igazgatója és Fomin fõmérnök (az atomerõmû építésénél eltûrt konstrukciós hibákért), valamint Diatlov helyettes fõmérnök (a felelõtlenül lefolytatott mûszaki kísérletért) 10 év, Rogozskin ügyeletes fõmérnök 5 év, Kovalenko mûhelyvezetõ 3 év, Lauskin biztonsági ügyeletes 2 év börtönbüntetést kapott. Többjüket pár év után szabadlábra kellet helyezni, mert a kapott sugárzás miatt erõsen leromlott az egészségi állapotuk.

    Azóta a négyes blokk köré beton-szarkofágot építettek. A négyes blokkal vele közös épületben található hármas blokk azóta is üzemel. Fokozódik a nyomás az Ukrajna, Litvánia és Oroszország területén még üzemelõ tizenöt RBMK reaktor leállítására. Erre azonban az említett országok energiaigénye miatt eddig nem került sor. Mindenesetre 1,8 %-ról 2,4 %-ra növelték a fûtõelemekben a 235U dúsítását. Növelték a szabályozórudak számát, megrövidítették leérkezésük idejét. Lehetetlenné tették a védõautomatikák önkényes kiiktatását. Reméljük, hogy az üzemeltetõk levonták a csernobili szerencsétlenség tanulságait.

Ez természetesen nem változtat azon a tényen, hogy az urán-grafit-víz reaktor szerkezetileg instabil.

"