Az 1970-es évek elején a Szovjet Műszaki Energetikai Kutatóintézetben fejlesztették ki a nagyteljesítményű vízforraló csatornarendszerű reaktortípust (RBMK). Az első két nagy elektromos teljesítményű reaktort még az 1970-es években megépítették Leningrádban. További RBMK reaktorok épültek Oroszország erősen iparosodó, energiaigényes nyugati részein, például Kurszkban, továbbá Litvániában (Ignalina) és Ukrajnában (Csernobil) is.

    Az RBMK reaktorokkal már a csernobili baleset előtt is felmerültek kisebb problémák. Az Ignalina Atomerőműnél 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 atomerőmű mérnökét, Anatolij Diatlovot egy másik probléma foglalkoztatta. Amennyiben hirtelen kiesik a hálózati villamos-energia szolgáltatás, a zóna hűtőközegét keringető szivattyúk leállnak. Ilyen esetekben az automatika leállítja a reaktort, de a maradványhő elvezetéséről a továbbiakban is gondoskodni kell. A főkeringető szivattyúk üzemeltetéséhez szükséges villamos áramot ilyenkor Diesel-motorok segítségével állítják elő. A Diesel-motorok felpörgéséhez azonban néhány perc időre van szükség. Diatlov a problémára a következő megoldást találta: A hálózati áramellátás kiesése után ugyan leáll a reaktor, így a turbinák gőzellátása hamarosan megszűnik, ellenben a turbina forgórészek tehetetlenségük folytán még egy pár percig forgásban maradnak. A lassúló turbinával meghajtva a genetrátorokat áramot lehet előállítani. 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 lehetőség. Várni kellett, amíg a téli villamosenergia-igény csökkenésével az egyik reaktort le lehetett állítani a tavaszi fűtőelemcsere és a karbantartási munkálatok idejére. Diatlov engedélyt kapott Fomintól, az atomerőmű főmérnökétől, 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 hőteljesítmény 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 Atomerőművet, hogy a közelgő 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 késedelemtől kissé elfáradt újítók hozzákezdhettek biztonságfokozónak szánt ötletük megvalósításához.

    A fiatal villamosmérnökök elsősorban a szivattyúk villamos energiaellátására ügyeltek. Nem vették figyelembe a John Archibald Wheeler és Wigner Jenő által már az 1940-es években Hanfordban felismert veszélyt: az alacsony teljesítményű reaktorüzemeltetés során bekövetkező xenon-mérgezés instabillá teszi a reaktort. Így érkezett el a szombati nap, a görögkeleti naptár szerint nagyszombat. Húsvétra a szakértők 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 felső szakasza grafittartalmú. A szabályzat szerint álló reaktorban a szabályozórúd D helyzetben van. Üzem közben a C helyzetet foglalja el, amikor is a neutronelnyelő 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 nyelő víz helyét a neutronokat egyáltalán nem fogyasztó grafit foglalja el, tehát átmenetileg a teljesítmény növekedése következik be, amit Ignalinában már korábban tapasztaltak. Erről 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 lehetővé tette a rudak túlzott mértékű kihúzását.

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

• 1986. április 26. szombat hajnali 0:28 óra: Hogy biztosak legyenek, a megengedett érték fölé növelték a hűtővíz keringetési sebességét. Emiatt a víz lehűlt és csökkent a reaktorban termelődő gőz mennyisége. Mikor azután az 1,6 GW teljesítményt a tervezett 0,7 GW-ra kezdték csökkenteni, a reaktor pozitív üregtényezője 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 hőteljesítmény alatt.) Az alacsony hőteljesítményre gondolva lecsökkentették a hűtővíz keringetésének sebességét.
• 1:22. A számítógép által utolsóként kinyomtatott adat: 0,2 GW.
• 1:23. Végre elkezdődött az igazi kísérlet. Az operátor kiiktatja a SCRAM (biztonságvédelmi) automatikát is, ami a neutronszám gyors növekedése esetén magától leállítaná a reaktort. (Ez a művelet is messzemenően szabálytalan volt. Egy korszerű erőmű 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 hűtését.
• 1:23:20. Alig telik el 20 másodperc, a turbina gőzfelvételének kiesése miatt a hűtővíz hőmérséklete 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 hőteljesítménye 20 másodperc alatt 0,20 GW-ról 0,32 GW-ra ugrik. Ezt látva Akimov operátor megnyomja a vészleállás gombját.
• 1:23:43. A hőteljesítmény eléri az 1,4 GW értéket. A reaktor helyenként szuperkritikussá válik prompt neutronokra is, ezáltal szabályozhatatlan lesz. A hirtelen túlhevülés miatt fellépő hőtágulás elgörbíti a szabályozórudak fémcsatornáit, így a süllyedő szabályozórudak félúton elakadnak.
• 1:23:45. A hőteljesítmény már 3 GW. A hűtővíz egyre nagyobb mennyisége forr el. Bekövetkezik, aminek a lehetőségét Tellerék már az ötvenes években megjósolták: pozitív üregtényező miatt a láncreakció az egész reaktorban megszalad.
• 1:23:47. Az egyenlőtlen hőtágulás miatt felnyílnak a fűtőelempálcák.
• 1:23:49. A fűtőelemek hődeformálódása eltöri a hűtőközeg csöveit. A hirtelen fejlődött gőz nyomása gőzrobbanást idéz elő, föltépve a reaktor fedelét.
• 1:24:00. A víz 1100 °C felett hidrogéntermelő kémiai reakcióba lép az uránrudakat burkoló cirkónium-ötvözettel. A törések miatt a víz érintkezésbe kerül a grafittal is, ami szintén éghető szén-monoxid és hidrogén gáz fejlődéséhez vezet:

Zr + 2 H₂O = ZrO₂ + 2 H₂,

C + H₂O = CO + H₂.

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

    A reaktor belsejében a hőmérséklet elérte a 3000 °C-ot. A hasadási termékek az üzemanyagból az égő grafitba diffundáltak, onnan pedig a levegőbe 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 beépülő Sr/Ca arány a táplálékban mérhető Sr/Ca aránynak csak 20 %-a volt.)

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

    1986-ban már Gorbacsov vezette a Szovjetuniót. Rizskov miniszterelnököt még szombaton 18 órakor értesítették a csernobili balesetről, ő 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. Hétfőn reggel az 1600 km-re fekvő svéd FOSMARK atomerőműhöz munkába érkező dolgozók ruháját a sugárzást mérő kapu belépéskor radioaktivitással szennyezettnek találta. A svédek a szélirány alapján csakhamar rájöttek, hogy a radioaktivitás nem svéd atomerőműből származik, hanem délről jön. Ők a közeli, litvániai Ignalina atomerőműre gyanakodtak és diplomáciai úton felvilágosítást kértek Moszkvától. A TASSZ hírszolgálati iroda hétfőn 9 órakor adta ki az első 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 felől Svédország felé fújt, ezért észleltek a svédek jelentős 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 alapvető szerkezeti hiányossága: a grafit-víz rendszer pozitív üregtényezője és a szabályozórúd hibás konstrukciója. Később maga Legaszov mondta el a demokratikus irányzatú Novij Mir (Új Világ) nevű lapnak: instabilitásuk miatt bármelyik RBMK reaktorral előfordulhat hasonló üzemzavar. Legaszov kampányt indított, hogy a Szovjetunióban is hozzanak létre egy független bizottságot a reaktorok biztonságának ellenőrzésére.

    A csernobili szerencsétlenségért felelős vádlottak pere 1987. július 7-én kezdődött 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 erőmű igazgatója és Fomin főmérnök (az atomerőmű építésénél eltűrt konstrukciós hibákért), valamint Diatlov helyettes főmérnök (a felelőtlenül lefolytatott műszaki kísérletért) 10 év, Rogozskin ügyeletes főmérnök 5 év, Kovalenko műhelyvezető 3 év, Lauskin biztonsági ügyeletes 2 év börtönbüntetést kapott. Többjüket pár év után szabadlábra kellet helyezni, mert a kapott sugárzás miatt erősen 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 üzemelő tizenöt RBMK reaktor leállítására. Erre azonban az említett országok energiaigénye miatt eddig nem került sor. Mindenesetre 1,8 %-ról 2,4 %-ra növelték a fűtőelemekben a ²³⁵U dúsítását. Növelték a szabályozórudak számát, megrövidítették leérkezésük idejét. Lehetetlenné tették a védőautomatikák önkényes kiiktatását. Reméljük, hogy az üzemeltetők levonták a csernobili szerencsétlenség tanulságait. Ez természetesen nem változtat azon a tényen, hogy az urán-grafit-víz reaktor szerkezetileg instabil.

Oldal: Csernobili atomkatasztrófa
Házikedvencek, szórakozás, és minden ami jó - © 2008 - 2024 - szandra-hannah.hupont.hu

A HuPont.hu segítségével egyszerű a honlap készítés! Programozói tudás nélkül is: Honlap készítés

ÁSZF | Adatvédelmi Nyilatkozat