Prva nuklearna nesreća
(Kad reaktori polude)

This is the HTML version on my article recently published in Hrvatski Obzor, 1997;115:36-8.


Prva nuklearna nesreća
(Kad reaktori polude)

Piše: Dr.sc. Zdenko Franić
franic@imi.hr

Najgora nesreća u povijesti miroljubive uporabe nuklearne energije bila je ona u Čornobilju. Koja je bila prva?

Štura agencijska vijest krajem svibnja po tko zna koji put opet je skrenula pažnju na nuklearnu elektranu u Čornobilju. Jedini aktivni reaktor, od ukupno četiri, na tri je dana zatvoren zbog kvara na generatoru, ali razina radioaktivnosti oko reaktora nije promijenjena. Najgora nesreća u cjelokupnoj povijesti miroljubive uporabe nuklearne energije svakako je bila ona 1986. godine u Čornobilju. Koja je pak bila prva veća nesreća nekog nuklearnog reaktora koja je imala utjecaj na okoliš?

Sve je počelo još za vrijeme II. svjetskog rata. Zimi godine 1941.-1942. ratna situacija nije bila povoljna za Saveznike; činilo se da Sovjetski savez neće moći zaustaviti njemačku proljetnu ofenzivu. U Africi su se vodile žestoke bitke, Amerikanci su se povlačili s Filipina, a Britanci su izgubili Burmu i Singapur. Japanci su bili nadomak Australije. Bilo je očito da neće potrajati dugo dok Njemačka koristeći svoju snažnu tehnologiju, te cjelokupnu ekonomsku okupirane Europe ne razvije međukontinentalne bombardere ili rakete, ili, što bi bilo još strašnije, bombu snažniju i razorniju od bilo čega do tada pojmljivog. Nuklearno oružje! U dobro upućenim krugovima britanskih znanstvenika, koji su i sami razvijali nuklearni program, s užasom se razmatrala i takva mogućnosti. Britanija, previše ranjiva zbog njemačkih zračnih napada, odlučila je nastaviti izgrađivati nuklearnu infrastrukturu, odnosno svoj prvi nuklearni reaktor u Kanadi. Cjelokupni laboratorij se iz Cambridge-a za manje od tri mjeseca preselio u Chalk River, usamljeno mjestašce na rijeci Ottawi. Prometne veze cestom i željeznicom bile su vrlo dobre, te su se laboratoriji i sva prateća infrastruktura vrlo brzo izgradili. Iz zraka sve je izgledalo kao neka vojarna, te se mogla odlično maskirati. Nitko ne bi mogao posumnjati da barake i slikoviti krajolik kriju začetak nuklearnog reaktora!

Moćne SAD u to su se vrijeme još uvijek bojale eventualne njemačke ili japanske invazije. Bile su stoga i te kako zainteresirane za ovaj nuklearni projekt svojih saveznika, koji je slijedio njihov vlastiti. U slučaju rata na teritoriju SAD-a, razvoj nuklearnog oružja bi se tako nastavio u kanadskoj "divljini". ZEEP (Zero Power Experimental Pile) je tako postao prvi funkcionalni nuklearni reaktor izvan SAD. Bio je to dakle reaktor nulte snage; davao je onoliko energije koliko je mu je bilo potrebno za rad. No, pružio je dragocjene eksperimentalne podatke potrebne za dizajn naprednijih reaktora.

Crne prognoze srećom se nisu ostvarile i Saveznici su dobili rat. Kanađani su stoga vrlo brzo, nagodivši se s Britanijom, svoj nuklearni program načinili potpuno mirnodopskim, prepoznavši u njemu ne samo veliki znastveno-istraživački potencijal, nego čak i mogućnost komercijalne proizvodnje energije. Tako je u srpnju 1947. godine pušten u pogon prethodnik današnjih CANDU (CANadian Deuterium Uranium ) reaktora, eksperimentalni reaktor NRX snage 20MW. Sam reaktor bio je zatvoren u aluminijski cilindar, zvan kalandrija, promjera oko 8 metara i visine oko 3 metra. U njemu se nalazilo 175 uspravnih cijevi promjera 6 cm, ispunjenih uranom. Uz to, kalandrija je bila ispunjena s oko 14000 litara teške vode (D2O) i plinom helijem. Teška je voda jedan od najučinkovitijih moderatora, odnosno sredstava za usporavanje brzih neutrona, dok je uloga helija bila sprečavanje kemijskih reakcija sa zrakom. Specifičnost kanadskih reaktora jest u tome da se u njima (bez prethodnog obogaćivanja) kao gorivo koristi uran, najteži element koji se može naći u prirodi. Prirodni se uran više od 99% sastoji od izotopa U-238 i svega oko 0.7% od izotopa U-235. Dok prvi apsorbira brze neutrone, U-235 se u sudarima sa sporim neutronima raspada na vrlo radioaktivne tzv. fisijske produkte, oslobađajući pri tome još brzih neutrona. Usporavanjem tih brzih neutrona u sudarima s molekulama teške vode, koja se pri tome zagrijava, ostvaruje se lančana reakcija. Oslobođena toplina jest toliko željena energija.

Osamnaest cijevi u kalandriji koje je bilo moguće dizati i spuštati, bilo je ispunjeno bor-karbidom izuzetno dobrim apsorberom sporih neutrona. Bile su to tzv. kontrolne šipke: ukoliko se sedam od njih spustilo u reaktor, lančana reakcija više nije bila moguća uslijed nedostatka sporih neutrona i reaktor se zaustavlja. Za vrijeme jednog eksperimenta u prosincu 1952. godine baš su te šipke ljudskom grješkom potpuno izvučene iz reaktora. Operater u kontrolnoj sobi, upozoren indikatorskim lampicama, uočio je grješku, i odmah sam otišao ručno zatvoriti neke ventile, što bi šipke vratilo u reaktor. One se pak zbog nekih, nikada do kraja objašnjenih, mehaničkih uzroka nisu do kraja spustile, spuznuvši ipak dovoljno da se upozoravajuća crvena svjetla pogase. Vjerojatno se ipak ne bi ništa desilo da nažalost nije došlo do slijedeće grješke. Operater je naime telefonirao svome pomoćniku u kontrolnu sobu da "zapečati" kontolne šipke u tome položaju. No, uzbuđen, izdiktirao je krive brojeve. Užasnut, vikao je u telefon ispravku, ali bilo je prekasno. Pogrešno pritisnuto dugme, uzrokovalo je podizanje još nekoliko šipki, te je snaga reaktora s nazivnih 20MW porasla na čak 80MW! To je u svega nekoliko minuta dovelo do noćne more svih operatera u nuklearnim elektranama: topljenja goriva. Kao posljedica ogromne topline, došlo je do rastvaranja teške vode na sastavne dijelove, te formiranja eksplozivne smjese vodika (odnosno deuterija) i kisika. Uslijedila je eksplozija u kojoj je oštećeno oko dvadesetak gorivih šipki. No, to je ujedno bio i kraj akcidenta. Kalandrija je potom potopljena običnom vodom, koja je naravno tako postala radioaktivna. Radilo se o čak 4.5 milijuna litara vode, koja je kasnije cijevima ispumpana u obližnje jezerce. To je jezero kasnije postalo vjerojatno najproučavanije jezero na cijelome svijetu.

Istoga dana u Chalk River stigle su jedinice kanadske vojske. Kako su zainteresirani bili i Amerikanci; u pomoć je pristigla i grupa marinaca, a među njima i mladi poručnik Jimmy Carter, kasnije 39. predsjednik SAD. Carter, završivši podmorničku školu, bio je 1952. godine u grupi specijalno odabranih časnika koji su radili na razvoju nuklearnih podmornica.

Oštećenoj je kalandriji bilo teško i prići. Bilo je procijenjeno da bi jednosatna izloženost radioaktivnom zračenju kalandrije bila smrtonosna. Srećom, radioaktivnost oslobođena u zrak bila je razmjerno bezazlena. Cijele noći uvježbavana je planirana akcija na drvenom modelu reaktora. Čelični valjak pun pijeska simulirao je kalandriju. Do bilo kakve grješke naprosto nije smjelo doći. Ujutro je sedamdeset ljudi koristeći koloture i jake konope u dvadeset osam, dobro uvježbanih uzastopnih operacija, prenijelo kalandriju na vreću od jedrena platna koja je prekrivala neku vrstu saonica. Te su saonice zatim jakim vučnim strojevima otegljene do udaljene rupe. Cijela je povorka, prema riječima jednog od sudionika, nalikovala sprovodu. Naime, nadglednici su se vozili automobilima na čelu, slijedli su vučni strojevi i "saonice" s kalandrijom, a na začelju su bili tehničari koji su mjerili doze zračenja. Kalandrija je tako pokopana pod tonama pijeska, iako je bila sve prije nego li mrtva. Baš naprotiv, u svome posljednjem počivalištu ona je na zastrašujući način još i danas živa, a takva će ostati još stoljećima. Stoga je i danas, pod stalnim nadzorom. Srećom, monitori radioaktivnog zračenja na površini iznad kalandrije ne pokazuju ništa neobično.

U cijelom akcidentu nije bilo značajnije ozračenih. Pokazalo se da i ostatak reaktora nije teško zamijeniti. Proizvedena je i instalirana nova kalandrija, te je reaktor nakon četrnaest mjeseci opet pušten u rad. Ironično, prvobitno je bilo planirano da NRX reaktor radi samo oko pet godina. No, vijek popravljenog reaktora u stvari je višestruko produžen. Kanađani su pak naučili lekciju, te je njihova nuklearna tehnologija danas među najsigurnijim u svijetu. I ne samo, to, naučili su važnost pravodobnog i točnog obavješćivanja kao i educiranja javnosti. Turisti tako danas mogu doći u obilazak reaktorskih postrojenja u Chalk Riveru. Prvi reaktor, ZEEP, proglašen je nacionalnim povijesnim spomenikom. Moguće je i prošetati se vrhom jednog od reaktora. Na stopalima se kroz potplate obuće osjeća toplina, koja se oslobađa nuklearnim reakcijama. Ugrađene vertikalne cijevi od pleksiglasa omogućavaju jedinstveni pogled u samo srce reaktora. U dubini vidi se sablasno ljubičasto svjetlucanje kakvo se u prirodi na Zemlji ne može nigdje vidjeti: Čerenkovljevo zračenje.

Neke je ljude nesreća kanadskog NRX reaktora samo učvrstila u uvjerenju da nuklearni reaktori nikada neće biti sigurni. Drugi, naprotiv, smatraju da je ta nesreća pokazala kako se i posljedice nuklearane nesreće mogu sanirati kao i posljedice bilo koje druge tehnološke nesreće. I četrdesetpet godina kasnije, nakon nekoliko drugih, daleko težih nuklearnih nesreća (Čornobilj, Otok tri milje, Idaho Falls, Windscale) još su uvijek ta dva mišljenja suprotstavljena.


U međuvremenu, potrebe čovječanstva za energijom rastu, dok se zalihe fosilnih goriva, ali i urana smanjuju...

Croatian Line

Last Update: 21 June 1997.

[http://mimi.imi.hr/~franic]

Webtechs Cougar Checked
Webtechs Cougar Checked!

However, please note there are some non SGML characters in text