Część 1 - #19 „tajemnica eksperymentu dotyczącego bezpieczeństwa – zagadka Czarnobyla” 26 kwietnia 1986 roku był dniem, który jak żaden inny do tej pory zmienił myślenie o energetyce jądrowej milionów ludzi na całym świecie. Dziś opowiem wam jak do tego doszło i jakie były przyczyny awarii. Z początku chciałbym przytoczyć trochę kontekst historyczny, bo tutaj tak naprawdę należy poszukiwać przyczyn samej awarii. Czarnobyl w pobliżu którego rozegrały się tragiczne w skutkach wydarzenia z roku 1986 to był małym miastem w ZSRR [dziś pogranicze Ukrainy i Białorusi]. Czas w którym miał miejsce dramat to z jednej strony nieodległa historia, ale statystycznie niecała połowa Polaków pamięta te czasy. Na rok 86’ to przypadał rozkwit Solidarności w naszym kraju, której przewodził późniejszy prezydent Lech Wałęsa czy czas narodzin najszybszego jak dotąd człowieka na Ziemi Usaina Bolta [9,58s / 100m]. Natomiast nas bardziej interesuje z pewnością kontekst „zimnej wojny”, czyli stanu napięcia pomiędzy komunistycznym blokiem wschodnim [ZSRR], a Stanami Zjednoczonymi. Oba kraje od końca lat 40’ rywalizowały ze sobą na wielu polach – niektóre już znacie np. opisywany już wyścig kosmiczny, natomiast nas najbardziej interesuje rywalizacja militarna – szczególnie na polu jądrowym. O pierwszej bojowej detonacji na pewno wiecie z lekcji historii [6 sierpnia 1945 w Hiroszimie], ale kiedy ZSRR udało się dogonić na tym polu amerykanów? Dość szybko – co prawda wywiad USA szacował, że stanie się to dopiero w połowie roku 1953, natomiast niespodziewanie pierwsze radziecka bomba atomowa eksplodowała już w sierpniu 1949 roku. Pierwsza elektrownia jądrowa powstała krótko później – w 1954 w Obnińsku [ZSRR]. Miała moc 5 MW, ale co ciekawe jej głównym zadaniem nie była produkcja energii elektrycznej, tylko pozyskiwanie wzbogaconego materiału rozszczepialnego do produkcji broni jądrowej. Wracając do Czarnobylskiej Elektrowni Jądrowej – początki jej budowy przypadają na rok 1972. Składała się z 4 reaktorów – pierwszy z nich został oddany do eksploatacji 26 września 1977, kolejne trzy w latach 78’ 81’ i 83’. Docelowo każdy z reaktorów miał moc 1000 MW, a głównym źródłem energetycznym był Uran. Znając już odrobinę historii zastanówmy się co tak naprawdę doprowadziło do tego zdarzenia. Zdroworozsądkowe myślenie doprowadza nas do wniosku, że to wszystko nie miało prawa się wydarzyć – szansa na taki nieszczęśliwy splot wydarzeń to jak jeden na dziesiątki milionów. Gdyby w ówczesnym bloku wschodnim wykonanie planu nie stało na piedestale lub ktokolwiek pochylił się bardziej nad kwestiami bezpieczeństwa do zdarzenia z pewnością by nie doszło. Przykładów takich działań w komunistycznych realiach można mnożyć – chyba najbardziej trafionym będzie historia Car Bomby – najsilniejszej jak dotąd zdetonowanej bomby termojądrowej. Jej moc szacowana jest na między 50 a 58 megaton [Little Boy zdetonowany w Hiroszimie miał moc 16 kiloton, czyli mniej więcej 3500 razy mniej]. Car Bomba przygotowywana była w pośpiechu i „na oko”. Nikita Chruszczow [premier ZSRR, który zlecił jej budowę] chciał by miała moc 100 megaton, natomiast wówczas w porę znalazła się jedna osoba, która policzyła, że taka eksplozja mogłaby realnie zmienić orbitę Ziemi i moc postanowiono zredukować o połowę. W przypadku Czarnobyla i zdarzeń z nocy 26 kwietnia 1986 historia była podobna – pośpiech i brak dbania o bezpieczeństwo – to tak naprawdę główne przyczyny awarii. Wszystko było konsekwencją testu, który de facto powinien być przeprowadzony przed oddaniem reaktora do użytku. I pomimo tego, że zespół konstruktorów pracujących w elektrowni był świadomy pewnych niedociągnięć, to system komunistyczny nie pozwalał na żadne przesunięcia terminu włączenia reaktora [szczególnie, że zbliżał się 1 maja – czyli najważniejsze święto w ZSRR]. Wadą systemu był również fakt, że bardziej od kompetencji liczyły się znajomości partyjne. Ofiarą systemu był pierwszy bohater tych wydarzeń Anatolij Diatłow, który pomimo olbrzymiego doświadczenia [już w latach 50’ montował atomowe silniki na łodziach podwodnych] w Czarnobylu był jedynie zastępcą naczelnego inżyniera elektrowni tylko dlatego, że nie był członkiem partii. Co było testowane tej feralnej nocy? Reaktor RBMK-1000 – projekt radzieckiej myśli technologicznej – reaktor znajdujący się w bloku 4. W tym momencie przyda nam się krótkie wyjaśnienie działania elektrowni jądrowej: Procesy rozszczepienia jąder atomowych polegające na „wychwycie” neutronów prowadzą do ogrzania wody i powstania pary, która obraca turbiny produkujące prąd elektryczny – to taki ogólny zarys. Do kontroli działania reaktora służą tak zwane pręty kontrolne – co to takiego? Rozszczepanie jąder atomowych jest swojego rodzaju reakcją łańcuchową, która jest podtrzymywana właśnie przy pomocy neutronów. Pręty kontrolne w reaktorze służą do ich zatrzymywania – te w RBMK-1000 były wykonane z węgliku boru. Aby moderować moc w reaktorze można je opuszczać – wówczas większa ilość neutronów jest wychwytywana i moc reaktora spada, lub podnosić – wtedy zwiększa się ich ilość i moc reaktora rośnie. Wróćmy do testu – wynikał z konieczności przeprowadzenia zmian w projekcie. Część energii elektrycznej wytwarzanej przez RBMK-1000 była zużywana na potrzeby własne tego bloku [mi. zasilanie pomp wody chłodzącej]. Gdyby doszło do konieczności wyłączenia reaktora, energia musiałaby być dostarczona przez awaryjne agregaty prądotwórcze, a następnie z innych bloków, czy elektrowni. W trakcie budowy okazało się, że agregaty osiągają potrzebną moc dopiero po 60 sekundach [od wyłączenia reaktora], natomiast sam turbogenerator siłą rozpędu jest w stanie dostarczać potrzebną moc jedynie przez 15 sekund. Oznaczało to, że przez 45 sekund brakowało zasilania dla systemów kontrolnych i bezpieczeństwa. Zdecydowano się na przerobienie turbogeneratorów tak, aby mogły dłużej utrzymywać wymagane napięcie na minimalnym poziomie, żeby zasilanie było ciągłe. Rzeczony test miał pokazać jak długo po modernizacji są one w stanie dostarczać energię. Eksperyment miał polegać na znacznym zmniejszeniu mocy w reaktorze, a następnie na zablokowaniu dopływu pary do turbin i zmierzeniu czasu ich pracy. Test zakładał stworzenie symulowanej sytuacji awaryjnej. Problem z reaktorami typu RBMK-1000 polegał na fakcie, iż są bardzo niestabilne przy małej mocy [mają dodatnią reaktywność na parę wodną]. To oznacza, że wzrost ilości pary w rdzeniu powoduje wzrost mocy, która zwiększa ilość pary – reaktor niekontrolowanie zwiększa swoją energię. Reaktor docelowo miał zostać odłączony od sieci 25 kwietnia i na ten dzień przygotowana do testu była dzienna zmiana, która była zapoznana z procedurami. Jednak okazało się, że w Kijowie mogą wystąpić deficyty energii elektrycznej z powodu awarii w innej elektrowni i dyspozytornia mocy zażądała opóźnienia testu. Zgoda na wyłączenie reaktora nadeszła dopiero o godzinie 23:04, kiedy zmiana dzienna zapoznana z procedurami już dawno była w domu, zmiana popołudniowa szykowała się do wyjścia, a zmiana nocna, która miała czuwać nad systemem chłodzenia niedziałającego już reaktora przejęła wszystkie obowiązki. Tutaj poznajemy drugiego bohatera naszej historii – młodego operatora z zaledwie 3-miesięcznym stażem odpowiedzialnego tej nocy za obsługę reaktora – Leonida Toptunowa. Początkowo rozpoczęto redukcję mocy cieplnej reaktora z nominalnej – 3,2 GW do zakładanej w przedziale 0,7 – 1 GW, jednak niedoświadczony Toptunow popełnił błąd i moc spadła do zaledwie 10 MW. Sytuacja doprowadziła do nadmiernego wydzielenia ksenonu-135, który silnie pochłania neutrony [w normalnej sytuacji, żeby pozbyć się „zatrucia ksenonowego” wystarczy wyłączyć reaktor na około 24 godziny, bo tak mniej więcej wskazuje czas połowicznego rozkładu ksenonu, natomiast RBMK-1000 nie posiadał odpowiednich przyrządów kontrolnych i załoga była nieświadoma tego co się dzieje]. Moc 10 MW była stanowczo za mała do przeprowadzenia eksperymentu. Nieświadomi zatrucia ksenonowego operatorzy byli przekonani, że spadek mocy był spowodowany awarią jednego z automatycznych regulatorów i zaczęli usuwać z reaktora pręty kontrolne, aby zwiększyć moc. Ta wzrosła do 200 MW [co było i tak niecałą 1/3 mocy wymaganej do testu] i Diatłow zdecydował się na kontynuowanie próby. O godzinie 1:05 zwiększono obieg wody chłodzącej, co obniżyło moc reaktora i wprowadziło go do stanu podkrytycznego [w przypadku elektrowni jądrowych stan krytyczny jest prawidłowym i normalnym]. Tak naprawdę RBMK-1000 był wyposażony w system który całkowicie go wygaszał w przypadku takiego zdarzenia jednak operatorzy zdecydowali się go wyłączyć ręcznie. Oczekiwany eksperyment rozpoczął się o godzinie 1:23:04. Załoga w dalszym ciągu nie zdawała sobie sprawy z niestabilności reaktora i zablokowała przepływ pary wodnej do turbin. Przez istniejące zatrucie ksenonowe oraz dodatnią reaktywność pary w reaktorze wzrost mocy i temperatury nastąpił lawinowo. 36 sekund później Aleksander Akimow – kierownik zmiany bloku próbował uruchomić procedurę natychmiastowo wygaszającą reaktor [AZ-5 (SCRAM)] polegającą na wygaszeniu reaktora przez całkowite wsunięcie prętów kontrolnych – jednak do dziś nie wiadomo czy było to działanie mające zapobiec katastrofie, której był świadom czy sposób na planowane wygaszenie reaktora. Procedura jednak miała zupełnie odwrotny niż zakładany efekt – wsuwane pręty wypychały chłodziwo, a dodatkowo ich wadliwa konstrukcja [grafitowe końcówki] przyśpieszyły reakcję łańcuchową. O godzinie 1:24, czyli 20 sekund po rozpoczęciu AZ-5 wzrost ciśnienia doprowadził do pierwszej eksplozji – para wodna wysadziła w powietrze ważącą 1 200 ton osłonę antyradiacyjną. Kompletnie zniszczony rdzeń reaktora wszedł w kontakt z chłodziwem, co doprowadziło do drugiej – jeszcze większej eksplozji wodoru i tlenu, która zniszczyła budynek czwartego reaktora. Część 2 - #20 „tajemnicze promieniowanie i heroiczna akcja ratunkowa” Dzisiaj przyjrzymy się szerzej wydarzeniom, które miały miejsce w Czarnobylu w następstwie zdarzeń z nocy 26 kwietnia 1986 roku. Tak naprawdę same eksplozje, które analizowaliśmy ostatnio nie były tak silne i śmiertelne – prawdziwym zabójcą okazało się promieniowanie, dlatego na początku przyjrzyjmy się jak działa na nasz organizm. Można rozróżnić skutki stochastyczne promieniowania [takie które mogą ujawniać się u potomków osób napromieniowanych i zależą od przyjętej dawki promieniowania – im większa tym większe prawdopodobieństwo np. choroby] i deterministyczne [tutaj efekt występuje powyżej pewnej dawki progowej, a ich nasilenie zależy od dawki oraz dotyczą tylko bezpośrednio napromieniowanych]. Bez żadnych wątpliwości najgorsze co może się przydarzyć osobie narażonej na promieniowanie to choroba popromienna – jest skutkiem nadmiernych pochłonięć pierwiastków i izotopów promieniotwórczych. Oczywiście ma ona wiele postaci w zależności od dawki pochłoniętej, natomiast nas interesują 3 główne, które wystąpiły w Czarnobylu i były powodem udokumentowanej śmierci [takich przypadków było 28]. Są to odpowiednio postać jelitowa, która prowadzi do owrzodzenia układu pokarmowego, postać mózgowa, która powoduje uszkodzenie przewodnictwa nerwowego [zwłaszcza synaptycznego] i przewlekła choroba popromienna – czyli odległe skutki jednorazowego napromieniowania lub takie będące efektem długotrwałego narażenia na jego ekspozycję, które ujawniają się po kilku a nawet kilkunastu latach. Głównymi jej skutkami są – zwiększona zapadalność na nowotwory złośliwe, przyśpieszone starzenie, bezpłodność, uszkodzenia genomu komórek płciowych czy zaburzenia hormonalne. W Czarnobylu źródłem promieniowania był płonący grafit. Pierwsi strażacy, którzy pojawili się na miejscy katastrofy mniej więcej kilka minut po wybuchach nawet nie wiedzieli o radioaktywnym niebezpieczeństwie – dowódca pierwszej grupy, która pojawiła się na miejscu – Władimir Prawik zmarł 11 maja wskutek choroby popromiennej. Szacuje się, że na miejscu tragedii śmiertelną dawkę można było przyjąć w ciągu 12 sekund. Pracujący na miejscu strażacy bez masek wręcz połykali radioaktywny pył. Grigorij Chmiel – kierowca jednego z wozów pożarniczych opowiadał później: „Przyjechaliśmy za 10 czy 15 druga w nocy... Widzieliśmy porozrzucany wokoło grafit. „Czy to jest grafit?” – zapytał Misza. Kopnąłem leżący na drodze kawałek, ale jeden ze strażaków podniósł go. „Jest gorący” – powiedział. Kawałki grafitu były różnych rozmiarów. Jedne wielkie, inne tak małe, że dało się je podnieść... O promieniowaniu nie wiedzieliśmy prawie nic. Nawet ci, co pracowali tu wcześniej, nie mieli pojęcia. W pojazdach nie było wody, więc Misza napełnił zbiorniki i wycelowaliśmy strumień w górę. Potem ci chłopcy, którzy niedługo potem umarli, poszli na dach – Waszczyk Kolia, Wołodia Prawik i inni... Wspięli się po drabinie... i nie widziałem ich więcej” Z pożarami strażacy poradzili sobie bardzo szybko i sprawnie. Już o 6 rano płonął jedynie grafit w reaktorze. Ugaszenie go było bardzo trudne – potrzeba było do tego kilku tysięcy ton ołowiu, piąstki, gliny i dolomitu, które były zrzucane ze śmigłowców przez kolejne dni. Gdy zrzuty ładunków się zakończyły przyszedł pierwszy kryzys – pod podstawą reaktora znajdowały się zbiorniki na wodę z ewentualnych wycieków – istniało duże prawdopodobieństwo przepalenia się stopionej masy do tych zbiorników powodujący kolejny wybuch i jeszcze większe skażenie. Próbowano mechanicznie wypompować wodę spod reaktora, natomiast nie udało się to w pełni – trójka ochotników zgłosiła się do przeprowadzenia akcji polegającej na dotarciu do zbiornika i otworzeniu zaworów ręcznie – wiedzieli, że idą na pewną śmierć. Według źródeł miało to miejsce 2 maja. Kolejnym problemem było umiejscowienie elektrowni – była ona położona na terenach podmokłych przez co niemal pewne było przedostanie się przez miękki grunt skażenia radioaktywnego do wód gruntowych, które zasilały rzekę Prypeć [dopływ Dniepru]. Początkowo chciano zainstalować chłodzenie ciekłym azotem, który miał za zadanie „zamrozić” grunt, natomiast postanowiono wybudować poduszkę betonową, która miała odbierać ciepło od stopionego korium [zastygła mieszanina materiałów wchodzących w skład rdzenia reaktora jądrowego powstała w wyniku jego stopienia]. 13 maja bez uprzedzenia przetransportowano na miejsce 450 górników, którym powierzono zadanie wykopania 150-metrowego tunelu pod reaktor, gdzie mieli wydrążyć komorę 30 x 30 x 2 m, która miała zostać zalana betonem. Ze względu na bliskość reaktora pracowali oni w 3-godzinnych szychtach [zmianach], aby zminimalizować ryzyko choroby popromiennej. Zadanie udało się wykonać w 36 dni. Źródła podają, że w ciągu kolejnych kilku lat zmarło aż 170 z nich. Pobliska Prypeć – czyli 50-tysięczne miasto zamieszkałe przez pracowników elektrowni i ich rodziny została wyludniona dopiero po 35 godzinach od wybuchu. 27 kwietnia pomiędzy godzinami 14 a 17, 1 200 autobusów wywiozło z Prypeci 43 000 mieszkańców, którzy na spakowanie najpotrzebniejszych rzeczy dostali dwie godziny. Początkowo planowano, że do miasta będzie można wrócić po trzech dniach – nikt nie wrócił nigdy. Szokujące z dzisiejszego punktu widzenia jest to, że Związek Radziecki postanowił ukryć fakt awarii w Elektrowni Czarnobylskiej, choć radioaktywne cząstki mniej więcej na wysokości 1 kilometra przemierzały nad całą Europę. Dopiero 28 kwietnia w Szwecji odkryto podwyższony poziom promieniowania, zaczęto informować ośrodki badawcze na całym świecie i szukać źródła. Amerykański satelita namierzył miejsce awarii i świat dowiedział się o katastrofie. Zastanawiacie się pewnie co działo się z elektrownią po ugaszeniu wszystkich pożarów i zabezpieczeniu. Elektrowni jądrowej nie można wyłączyć od tak – paliwo musi się wypalić dlatego ostatni blok został wyłączony dopiero w grudniu 2000 roku. Szacuje się, że procedura pełnego wygaszenia elektrowni potrwa do roku 2050. Według statystyk przez strefę wykluczenia przewinęło się po wypadku między 500 000 a 800 000 tak zwanych likwidatorów. Jak dziś wygląda Czarnobyl? Jest objęty zamkniętą strefą buforową mierzącą 2 500 km kwadratowych. Strefa 100 000 hektarów ziemi wokół została wyłączona z uprawy rolnej, a miasto Prypeć w dalszym ciągu pozostaje niezamieszkane. Konsekwencje ekonomiczne katastrofy również są gigantyczne – szacuje się, że na działania związane z zamknięciem elektrowni i dekontaminację [zabieg polegający na usunięciu substancji szkodliwej] wydano do tej pory ponad 500 miliardów dolarów. Obecnie reaktor jest przykryty tzw. Arką. Została wzniesiona ćwierć kilometra od reaktora i następnie nasunięta w miejsce poprzedniej. Ma wymiary 250 x 150 x 100 metrów i waży mniej więcej 30 tysięcy ton. Jest wyposażona w zdalnie sterowane urządzenie do demontażu pozostałości po reaktorze. Jej trwałość ocenia się mniej więcej na 100 lat. Zdjęcia: http://czarnobyl1986.info/akcja.html http://crisispictures.blogspot.com/…/chernobyl-nuclear-disa… Źródła: https://pl.wikipedia.org/…/Katastrofa_elektrowni_j%C4%85dro… https://pl.wikipedia.org/…/Czarnobylska_Elektrownia_J%C4%85… http://www.newsweek.pl/…/katastrofa-w-czarnobylu,artykuly,3… Uwaga! Naukowy Bełkot (Dawid Myśliwiec) – „Czarnobyl – 30 lat nowego myślenia. Część 2: Walka ze śmiercią” https://www.youtube.com/watch?v=RT3TSZADe3o&t=111s Opracowanie własne
0 Komentarze
Odpowiedz |
nawigacja
Grudzień 2018
Kategorie
Wszystkie
|