На 26 април 1986 г. се случи най-сериозната ядрена авария в историята, в реактор 4 на атомната електроцентрала в Чернобил, близо до Киев (Украйна). Двадесет и пет години по-късно втората по рода си катастрофа се случи на 11 март 2011 г., този път в реакторите на Фукушима, на североизточното крайбрежие на Япония. В крайна сметка причината за двете аварии беше една и съща: усложненията, породени от спиране на тока на реактора. Въпреки че причините и продължителността на прекъсването бяха напълно различни, в крайна сметка и двете доведоха до разтопяване на активната зона на реактора.
Бетонна конструкция, наречена „саркофаг“, предназначена да съдържа материала
радиоактивно ядро на реактора в Чернобил./Карл Монтгомъри.
Може да изглежда парадоксално, но повечето от съществуващите конструкции на ядрени реактори изискват външно електрозахранване, за да поддържа контролната зала работеща и големите хидравлични помпи, които циркулират водата, с която се извлича топлината, генерирана от реактора. И въпреки че при нормална работа се използва електричеството, генерирано от самия реактор, когато той е изключен, външното захранване е от съществено значение.
Във Фукушима най-голямото земетресение, регистрирано някога в Япония (и четвъртото най-силно в света, откакто са регистрирани съвременни системи от 1900 г.), предизвика разрушаването на електропроводи в района на 11 март 2011 г. Електроцентралата във Фукушима остана без външното електрозахранване и ядрените реактори бяха автоматично изключени в съответствие с протокола за безопасност при земетресения.
Изключването на ядрен реактор означава спиране на верижната реакция на ядрено делене на горивото, но за разлика от пожар с газ или въглища е невъзможно да се намали производството на топлина в реактора до нула за кратко време, тъй като продуктите на делене, ядрени в реакторите са силно радиоактивни и продължават да генерират топлина дни след като са изключени, до 7% от топлината на включения реактор.
Във Фукушима аварийните дизелови генератори поддържаха охлаждащата система работеща, докато един час след земетресението не пристигна вълната от над 50 фута от последвалото цунами. Поради конструктивните недостатъци критичните зони на комплекса бяха наводнени и контролът над реактора беше напълно загубен. Дизеловите генератори спряха да работят и липсата на охлаждане доведе до частично топене на сърцевините на три от четирите реактора, експлозии на водород и изтичане на радиоактивност. Инцидентът беше класифициран като максимална сериозност, ниво 7 по скалата на ядрените аварии.
Сериозни човешки провали
Тридесет години по-късно радиоактивността в района продължава да надвишава разрешените нива./Д. Маркосян.
Аварията в Чернобил също беше оценена на ниво 7, но последиците бяха много по-опустошителни от тези във Фукушима, тъй като конструкцията на реактора беше различна. В този случай аварията не е причинена от природно бедствие, а от изключително сериозни човешки аварии, сред които трябва да споменем много сериозни недостатъци в конструкцията на реакторите в Чернобил, чието стартиране никога не би било разрешено с европейските или Американски стандарти.
Чернобилските инженери знаеха, че в случай на прекъсване на електрозахранването, дизеловите генератори ще се нуждаят от почти минута, за да постигнат пълна производителност след включване. Поради тази причина и от първото пускане в експлоатация преди осем години те се опитаха да потвърдят дали в случай на отказ или липса на електрозахранване механичната инерция на турбините в Чернобилската електроцентрала може да бъде достатъчна, за да запази водата в хладилник, циркулиращ през тази минута.
За да се провери тази хипотеза е разработен специфичен план за изпитване, план, който е бил одобрен от директора на централата, но не е бил консултиран, например, с дизайнерите на реактора. Номиналната мощност на реактора беше 3200 MW. За провеждане на теста беше необходимо да се намали мощността до около 700 MW и при работеща на максимална скорост парна турбина да се затвори потока на парата към турбината.
Експериментът трябвало да се проведе по време на дневната смяна на 25 април 1986 г. и трябвало да приключи преди края на тази смяна. Работниците бяха инструктирани да извършват тестовите операции. Поради различни инциденти в електроснабдяването извън централата в Чернобил, разрешението на контролера на електрическата мрежа в Киев за намаляване на мощността на реактора е пристигнало чак в 23:04.
700 MW бяха достигнати в 12:05 ч. На 26 април с работниците в нощната смяна, които не бяха напълно инструктирани за подробностите на теста. По този начин никой по това време не осъзнава, че поради закъснения и отклонения от планирания план е имало отравяне с ксенон на реактора. Ксенонът е продукт на делене в ядрени реактори, който, особено когато работи с ниска мощност, се натрупва, абсорбира неутрони и намалява скоростта на делене в реактора.
Небезопасен реактор с ниска мощност
Плакат, предупреждаващ за опасността от радиация в Припят./Д. Маркосян.
Това доведе до спадане на мощността много повече от очакваното, до около 30 MW, недостатъчно за целите на теста. Интуитивно може да изглежда странно, но при тези условия с ниска мощност реакторът в Чернобил стана изключително нестабилен и обичайните механизми за контрол и безопасност едва ли бяха ефективни. Помислете например, че е много по-трудно да управлявате велосипед, когато вървим твърде бавно.
Лицето, което отговаряше за контрола на работния режим на реактора през онази нощ, Леонид Топтунов, беше млад инженер, който нямаше голям опит. Еволюцията на последвалите събития е технически сложна. Топтунов не можеше да обясни всичко, защото един от първите почина. Знаем не само, че той не успя да стабилизира реактора, но предприетите стъпки за стабилизирането му вероятно влошиха ситуацията. В един момент внезапно се увеличи мощността, последното отчитане на инструментите, преди да спрат да работят, достигна 33 000 MW, десет пъти над очакваното.
За много кратки моменти цялата охлаждаща вода се изпари. Налягането в съда на сърцевината се повиши драстично и се случи първата експлозия на пара, причинявайки пукнатини и големи щети. Две или три секунди по-късно имаше втори взрив, още по-жесток. Произведен е въздухозаборник и графитът, който този модел реактор използва като модератор на неутроните, се е запалил. Катастрофата вече беше с огромен мащаб и напълно неконтролируема.
В първи доклад МААЕ (Международната агенция за атомна енергия) възложи на практика цялата отговорност за инцидента на множество човешки грешки. Въпреки това, по-скорошен доклад, извършен с данни, които в началото не са налични, и с по-задълбочен анализ, базиран на подробни симулации на реактора, заключава, че въпреки че инженерите са допуснали грешки по време на теста, деактивирайки някои защитни системи, инцидентът би са произведени най-вероятно дори без тези интервенции, поради присъщата опасна конструкция на реактора, която го прави много нестабилен, ако работи с ниски мощности, както се изисква от проведеното изпитване.
Първа реакция, пазете я в тайна
Последиците от аварията в Чернобил трябваше да бъдат изключително сериозни и действията на властите от бившия Съветски съюз допринесоха за увеличаване на последиците от катастрофата върху населението на Киевска област. Отначало се опитаха да скрият случилото се. Атомната централа зависи от властите в Москва, а правителството на Украйна дори не е информирано.
Отне повече от 24 часа, докато се нареди евакуацията на Припят, град, който беше само на три километра от авариралия реактор. Евакуацията започнала едва в 14:00 ч. На 27. На 53 000 евакуирани жители било казано да вземат само най-необходимото, защото три дни по-късно ще се върнат в домовете си. На следващия ден вече беше обмислена евакуация в радиус от десет километра, но все пак отне още десет дни, за да се разшири зоната на отчуждаване до радиус от тридесет километра. В крайна сметка всички жители в радиус от 100 километра ще бъдат евакуирани.
Властите не можеха да пазят тайната още дълго. На 28-ми алармата беше задействана в атомна електроцентрала в Швеция, когато бяха открити високи нива на радиоактивност. Бързо разследване стигна до заключението, че произходът не е локален теч, а по-скоро радиоактивността се пренася от ветрове, дошли от някаква област близо до Киев. След като Швеция подаде тревога, радиоактивността беше открита и във Финландия, Германия и други страни.
Едва тогава съветската телевизия излезе с кратко изявление в рамките на излъчване на новини: „В Чернобилската електроцентрала е станала авария и един от реакторите е повреден. Предприемат се мерки за отстраняване на последиците от инцидента. Засегнатите хора се подпомагат. Назначена е правителствена комисия ".
Здравна катастрофа
Ефектите от аварията в Чернобил върху здравето на работниците, участващи в спешни задачи, и върху населението все още са обект на големи противоречия днес. Двеста души бяха незабавно хоспитализирани, от които за няколко седмици 28 починаха от радиация и други трима от други причини. Повечето бяха пожарникари и персонал, работещ за овладяване на пожара, нито един със защитно оборудване.
Изоставена къща в близост до електроцентралата в Чернобил./Славояр.
Около 135 000 души бяха евакуирани през месеца след инцидента, но дотогава вече имаше над хиляда засегнати от значителни дози радиация, които са претърпели симптоми като диария и повръщане. Ликвидаторите, тъй като работниците, които са работили дълго време, за да се опитат да ограничат бедствието от земята и от хеликоптери, главно пожарникари, миньори, техници, военни и резервисти, също са били наричани тежки дози радиация, особено в първия дни. Между 300 000 и 500 000 ликвидатори са участвали в продължение на години в почистването на евакуираните райони, но няма надеждни записи за здравословното им състояние.
Ефектите на радиоактивността върху хората са добре известни при много високи дози, тъй като еволюцията на засегнатите от ядрените бомби в Хирошима и Нагасаки беше добре проучена. За разлика от това, ефектите при по-ниски дози са неизвестни. Най-сериозните заболявания обикновено се развиват след години и е почти невъзможно да се определи статистически със сигурност каква част от туморите произхождат от получената радиация. Поради тези несигурности, оценката на дългосрочните последици от инцидента варира значително от един източник до друг, в зависимост от модела, използван за тази оценка.
Въпреки че броят на жертвите е неточен, това, което е сигурно, е, че икономическите разходи за инцидента са били огромни до такава степен, че според бившия президент Горбачов те са довели Русия до ръба на икономически колапс. Понастоящем цената за поддържане на Чернобил е голяма тежест за украинската икономика, която трябваше да постигне споразумение с други страни за финансиране на новия саркофаг, за да покрие разрушения реактор, който да замени построения след аварията.
Ядрена паника
След аварията в Чернобил мерките за безопасност на ядрените реактори бяха увеличени, а тези с явно несигурни конструкции бяха премахнати. Също така беше подчертано значението на напредъка в развитието на следващото поколение искробезопасни ядрени реактори, т.е. те не зависят от правилното функциониране на външни устройства като помпи или контролни щанги за поддържане на контрола на верижната реакция в случай на злополука. Тези по-модерни реактори, разбира се, са много по-скъпи.
Последвалата авария във Фукушима предупреди за риска от подценяване на вероятността от природни бедствия, когато икономически фактори настояват за разрешаването на местоположението на атомна електроцентрала.
Въпреки че Фукушима и Чернобил са послужили за подобряване на безопасността при проектирането на нови атомни електроцентрали и за засилване на защитите в съществуващите централи, страхът от ядрена енергия сред населението се е увеличил, като е спрял плановете за ядрено разширяване в много страни.
Тези планове бяха възникнали отчасти в отговор на енергийните кръстовища, пред които е изправено човечеството, и че примирието в цените на петрола, което се радваме през последните месеци, не трябва да ни кара да забравяме. Изкопаемите горива в един момент ще свършат и те са и основната причина за глобалното затопляне. Възобновяемите енергийни източници са, разбира се, много по-привлекателни, но те са недостатъчни и ще останат такива за известно време.
По-безопасни растения
Атомна електроцентрала в Сускехана (САЩ)./Wikimedia.
Ядрената енергия е реалистична алтернатива за стабилно производство на електроенергия, която работи денем и нощем и не зависи от ветровете. Той не произвежда емисии на парникови газове и може да бъде чудесен инструмент в борбата срещу изменението на климата. Не можем да си позволим лукса да се затворим за ядрения вариант без първи сериозни дебати и проучвания. Ядрените централи днес са по-безопасни от преди Чернобил и представляват един от най-безопасните начини за производство на електроенергия в голям мащаб и, въпреки че със сигурност трябва да поддържаме бдителност и да увеличим мерките за сигурност, ако е необходимо, трябва да избягаме от ирационалните страхове и да сравним сериозно рисковете от различни енергийни източници.
Хидроенергията е чиста и възобновяема, но язовирите могат да претърпят аварии. Инцидентът на язовир Банкао (Китай, 1975 г.) причини поне непосредствените смъртта на 26 000 души поради наводнението и още 145 000 в последвалите епидемии и глад.
Нека не забравяме, че голяма част от електричеството, генерирано в света, се произвежда чрез изгаряне на въглища и знаем, че в допълнение към парниковия ефект, отделяните газове са отровни и също радиоактивни, толкова бавно, но сигурно и без необходимостта да не се случват инциденти причинява дългосрочно заболяване и смърт.
Казва се, че няма вреда, която да не дойде. Разбира се, трудно е да се види къде е доброто за хората, засегнати от аварията в Чернобил, но, любопитно е, че не е същото за животните. В зоната на изключване около растението, където човек не стъпва, горите са се възстановили до голяма степен и има повече диви бозайници от преди. Хранят се със замърсени продукти и са радиоактивни животни. За тях най-лошият враг не е радиоактивността, а човешките пушки.
Хосе Мария Гомес Гомес и Хосе Мануел Удиас Мойнело са изследователи от Групата по ядрена физика на Университета Комплутенсе в Мадрид (UCM).