Noc z 25 a 26 kwietnia 1986 r. zapamiętana została jako jedno najtragiczniejszych wydarzeń w historii atomistyki. Katastrofa w Czarnobylskiej Elektrowni Jądrowej wraz z dużo późniejszą katastrofą w elektrowni jądrowej Fukushima I została zakwalifikowana do siódmego, najwyższego stopnia w skali INES.
*
Elektrownia atomowa - jak działa?
Rozpoczynając rozważania na temat przyczyn dramatu w Czarnobylu należy się przyjrzeć konstrukcji wówczas najbardziej rozpowszechnianego reaktora — typu RBMK, który stanowił również „serce” czarnobylskiej elektrowni.
Tak jak w klasycznej elektrowni węglowej, energia opiera się o ciepło wytworzone w procesie spalania węgla, tak w elektrowni jądrowej energia wytwarzana jest w wyniku reakcji rozszczepiania atomów paliwa, którym w większości tego typu placówkach na świecie jest materiał rozszczepialny zawierający najczęściej wzbogacony uran - proces zachodzi właśnie w reaktorze jądrowym. W efekcie powstaje para wodna napędzająca turbiny. Energia mechaniczna turbin napędzanych parą wodną przekształcana jest w generatorze elektrycznym na prąd, który następnie jest przesyłany do sieci energetycznej.
W tym miejscu małe porównanie: rozszczepienie 1 kg uranu daje tyle energii cieplnej, co spalenie ponad 2,5 tys. ton węgla.
Aby dobrze działać, reaktor jądrowy powinien mieć trzy elementy: paliwo nuklearne, chłodziwo oraz moderator, czyli substancję spowalniającą neutrony. Mechanizm pozwalający na spowolnienie neutronów jest niezbędny, ponieważ bez tego ustabilizowanie ciągu reakcji rozszczepienia byłoby niemożliwe. Najczęściej stosowanym pierwiastkiem jako paliwo jest uran, w rzadszych przypadkach jako paliwo jądrowe stosuje się pluton (pluton jest pierwiastkiem otrzymywanym sztucznie i stosowanym powszechnie w broni jądrowej)
W tym momencie przechodzimy do negatywnego bohatera opowieści czyli reaktora RBMK, który pracował w Czarnobylskiej Elektrowni Jądrowej.
Reaktor RBMK
Reaktory RBMK (Reaktory Kanałowe Dużej Mocy) były budowane jedynie na terenie ZSRR. Były to reaktory chłodzone wodą i moderowane grafitem na zasadzie: woda chłodzi reaktor, a grafit spowalnia neutrony. Spowalnia je tak efektywnie, że reaktory RBMK mogą pracować na uranie naturalnym lub z bardzo niskim wzbogaceniem, co czyniło je jednymi z najbardziej ekonomicznych na świecie. Jednakże reaktory RBMK miały coś jeszcze – to „coś”, co – jak się później okazało – miało wpływ na ich wadliwe funkcjonowanie.
Były one bowiem sprzętem podwójnego przeznaczenia. Ich konstrukcja wywodziła się z reaktorów militarnych służących do produkcji materiału rozszczepialnego do broni jądrowej. Co oznacza, że mogły produkować energię elektryczną, ale można go było w każdej chwili przestawić na produkcję plutonu klasy militarnej na potrzeby wojska. Związek Sowiecki trzymał to w wielkiej tajemnicy, a wszelkie pytania kwitowali krótkim stwierdzeniem, że nie ujawnią ich budowy, bo nie zamierzają ich eksportować jako „zbyt trudnych do eksploatacji w krajach poza ZSRS”.
Jak objaśniał polski fizyk jądrowy prof. Strupczewski, tajność konstrukcji de facto uniemożliwiła porządne przetestowanie jego działania:
„Bardzo mała grupa ludzi wiedziała, jak reaktor pracuje. Nie było w związku z tym możliwości krytyki, wychwycenia błędów, sprawdzenia, jak on działa.”
Badacz wskazał także, że nietypowa budowa reaktora RBMK powodowała jego niestabilność i nieprzewidywalne zachowanie:
„Kiedy wyłączy się prąd albo nastąpi jakaś awaria systemu chłodzenia w reaktorze jądrowym, oczekujemy, że reaktor będzie się samoczynnie wyłączał. I tak to działa w typowych konstrukcjach. A w Czarnobylu odwrotnie - reaktor był niestabilny: kiedy malał przepływ wody chłodzącej reaktor, temperatura w jego wnętrzu rosła. Tak nie powinno być! To było niezgodne z zasadami bezpieczeństwa na świecie - również z przepisami obowiązującymi wtedy w ZSRR. Nie można budować reaktorów, których moc rośnie samoczynnie w razie awarii w układzie chłodzenia!”
Dodatkowo w ramach oszczędności na końcach prętów bezpieczeństwa, które w razie awarii miały opaść na reaktor i pochłaniać energię z prętów uranowych, umieszczono części z grafitu, które w krytycznym momencie zadziałały odwrotnie – zamiast obniżyć temperaturę reaktora, podwyższyły ją. „Kropkę nad i” stanowił fakt, że reaktory RBMK nie posiadały obudowy bezpieczeństwa, stosowanej powszechnie w reaktorach państw zachodnich. Jej zadaniem jest zablokowanie wszelkich wycieków i emisji promieniowania na wypadek wszelkich przewidywanych scenariuszy awarii. To właśnie jej brak spowodował, że po wybuchu w Czarnobylu nastąpiła emisja pierwiastków promieniotwórczych do atmosfery oraz konieczna stała się budowa sarkofagu i Nowej Bezpiecznej Powłoki zwanej Arką.
Krajobraz po katastrofie
Tuż po wybuchu robiono wszystko, aby nie ujawniać prawdziwych przyczyn katastrofy, ponieważ reaktorów RBMK na ternie ZSRS było wiele. Ujawniając więc ich wadę konstrukcyjną, trzeba byłoby podważyć cały sowiecki program atomowy. Ostatecznie prawda o wadach RBMK i tak wyszła na światło dziennie – jednak i to nie doprowadziło do decyzji o unieruchomieniu pozostałych. Ostatni z reaktorów w Czarnobylu wyłączono dopiero w roku 2000. Do dziś na świecie działa jeszcze 9 reaktorów typu RBMK (wszystkie znajdują się na terenie Rosji), jednak wprowadzono weń odpowiednie modyfikacje.
Przemysł jądrowy i urzędy dozoru jądrowego na całym świecie przeanalizowały lekcję z Czarnobyla (i późniejszą z Fukushimy). W Unii Europejskiej przeprowadzono wielką akcję sprawdzania odporności reaktorów na ekstremalne zagrożenia zewnętrzne, noszącą nazwę „stress tests”. Do tej akcji przyłączyły się państwa spoza Unii - w tym Rosja, Korea i Stany Zjednoczone. Sprawdzono odporność reaktorów przede wszystkim na powódź i trzęsienie ziemi, ale także na całkowitą utratę zasilania elektrycznego z sieci i ze źródeł awaryjnych w samej elektrowni, a także na utratę pierwotnego systemu odbioru ciepła. Dla każdej elektrowni określano najgorsze możliwe zagrożenia zewnętrzne – a potem oceniano, ile jeszcze dodatkowych obciążeń może elektrownia wytrzymać. Jednocześnie postawiono na transparentność działań. Dla przykładu: gdy cztery czołowe firmy reaktorowe zgłosiły oferty w przetargu na elektrownię jądrową w Wielkiej Brytanii, przedstawiono wszystkim zainteresowanym obszerne i dokładne opisy proponowanych reaktorów. Urząd Dozoru Jądrowego w Wielkiej Brytanii zachęcał wszystkich do zgłaszania uwag krytycznych. Taki sam proces realizowano w czasie publicznej dyskusji na temat budowy nowego reaktora EPR we Francji. Dzięki tej otwartości każdy projekt reaktora jest przeglądany i krytykowany przez specjalistów wysokiej klasy z różnych krajów i różnych organizacji.
Nie ma wątpliwości, że bezpośrednio po katastrofie czarnobylskiej nastąpił znaczny wzrost przeciwników budowy (i dalszego działania) elektrowni jądrowych, jednak z czasem zaczęło się to zmieniać. Jak pisał dr. Kamil Dworaczek badający konsekwencje wybuchu w Czarnobylu w Polsce:
„Brak poparcia społecznego dla energetyki jądrowej był jednym z najważniejszych powodów zarzucenia budowy EJ Żarnowiec w 1990 r. Nie bez znaczenia był również fakt, że siłownia powstawała w oparciu o sowiecką technologię. Co prawda miał to być inny typ reaktora niż czarnobylski RBMK-1000, bezpieczniejszy, ale to nie miało dla Polaków już większego znaczenia. W ostatnich kilku latach sporo się jednak zmieniło. Już w 2021 r. można było zauważyć, że dotychczasowa tendencja zaczyna się zmieniać, że przybywa zwolenników energetyki jądrowej i to w bardzo szybkim tempie. Wpływ na to miały duże podwyżki cen prądu związane z kosztami emisji CO2, a atom jawił się jako rozwiązanie problemu: źródło taniej i czystej energii”.
Z drugiej strony, do dnia dzisiejszego wiele osób w Polsce – choć zdaniem lekarzy niesłusznie – wiąże wzrost zachorowalności na choroby tarczycy właśnie z wybuchem w Czarnobylu. Zdaniem prof. dr hab. Ludwika Dobrzyńskiego, fizyka z Narodowego Centrum Badań Jądrowych, wybuch w Czarnobylu doprowadził do „zabetonowania badań nad atomem”, przez co, specjaliści nie mogą np. skutecznie leczyć niektórych schorzeń: „Chodzi o choroby typu reumatologicznego, bolesne stany zapalne w kośćcu. Klasyczne metody leczenia zawodzą, a skuteczne okazują się na przykład właśnie te niskie dawki promieniowania. Od kilku lat dochodzą do nas doniesienia z Japonii, gdzie np. z rakiem prostaty, czy z wieloma innymi ciężkimi chorobami można sobie poradzić”.
Ostatnia decyzja o budowie w Polsce elektrowni jądrowej nie wyzwoliła masowych protestów. Można więc przyjąć, że energii z atomu – mimo pamięci o wydarzeniach sprzed 37 lat – wystawia się kredyt zaufania.
Czytaj też:
Nowa spółka zajmie się budową drugiej elektrowni atomowej w PolsceCzytaj też:
Koniec ery atomu w Niemczech? "To nie jest ostatnie słowo"Czytaj też:
Trzecia elektrownia jądrowa w Polsce. Sasin wskazał najbardziej prawdopodobne miejsce
Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy tygodnika Do Rzeczy.
Regulamin i warunki licencjonowania materiałów prasowych.