A mai adás témája Csernobil, mivel most van a csernobili baleset negyvenedik évfordulója. A legelső kérdésem az, hogy kicsit képbe helyezzük a nézőket és a hallgatókat: milyen erőmű volt a csernobili? Mennyiben tér el, vagy miben hasonlít például a paksi erőműre?
Csernobilban egy RBMK típusú reaktorral felszerelt atomerőmű üzemelt. Ennek az alapkoncepciója a negyvenes-ötvenes évek első kontrollált láncreakcióihoz vezethető vissza. Ezekben a neutronok lassítását grafitmoderátorral oldották meg. Erre azért van szükség, mert a lassú, úgynevezett termikus energiatartományban mozgó neutronok hasítanak legnagyobb valószínűséggel urán-235-ös atommagokat. A reaktor hűtését pedig – számos ma is a világban működő atomerőműhöz hasonlóan – klasszikus könnyűvízzel oldották meg.
Megtalálható Spotify-on és Apple Podcast-en is.
Mit jelent a könnyűvíz? Olyasmit, amit a pohárból iszunk? Ezért építik az erőműveket folyók mellé?
Igen, a legtöbb atomerőművet folyó vagy valamilyen nagy vízfelület mentén építik, ezt látjuk a nagyvilágban is. Ennek az az oka, hogy a klasszikus ivóvíz egy kiváló neutronmoderátor. Adja magát a kérdés, hogy létezik-e nehézvizes megoldás. Így van, a nehézvíz még jobb neutronmoderátor, az egyetlen hátránya, hogy az előállítása drága. A kanadai CANDU típusú atomreaktorok jelenleg is futó, már nem kísérleti fázisban lévő nehézvíz-moderálású reaktorok, de ugyanúgy nem használnak grafitot, ahogy már szinte semelyik modern atomreaktor.
Tehát ez a lényegi különbség Pakshoz képest? Paks nem használ grafitot.
Így van, ez egy nagyon lényegi különbség. A modern reaktorokban a víz egyszerre látja el a reaktorzóna hűtését, az energia elszállítását a hőtermelő egységből, valamint a moderálási feladatot.
Most, hogy képbe kerültünk a reaktor típusával, térjünk rá április 26-ára. Mi történt azon a napon?
Egy tesztet akartak végrehajtani a csernobili atomerőműben, amit egyébként már másodjára próbáltak meg. Az első teszt valószínűleg hasonló okokból hiúsult meg, mint ami miatt április 26-án is katasztrófa történt. Az egész folyamat április 25-én hajnalban kezdődött. Elkezdték lecsökkenteni az atomerőmű kiadott elektromos teljesítményét azáltal, hogy szabályozórudakat eresztettek a zónába.
A teszt célja az volt, hogy kipróbálják: ha esetleges támadás éri az erőművet, és az elektromos rendszerek leállnak, hogyan lehet áthidalni azt a rövid időt, amíg a dízelgenerátorok bekapcsolnak. Azt szerették volna elérni, hogy a leálló, de még forgó turbinák által termelt áram pumpálja tovább a vizet a reaktorblokkba. Úgy gondolták, ezt a tesztet szabályosan a kimeneti teljesítmény negyedén lehet elvégezni. Lecsökkentették az egyébként 1000 megawattos kimeneti teljesítményű blokkot délre 500 megawatt környékére.
Itt történik az első nagyon fontos esemény a láncolatban. A szovjet energiaelosztó központ diszpécsere betelefonált az erőműbe, hogy a kijevi fogyasztás megnőtt, ezért nem csökkenthetik tovább a teljesítményt. Emiatt egészen este 11 óráig ezen a félteljesítményen hagyták a reaktort. Ez minden reaktor esetében problémás dolog, de az RBMK sajátos gyengeségei miatt kifejezetten életveszélyes állapotba hozta a rendszert az éjszakai órákra.
Miért jelentett problémát, hogy nem teljes teljesítménnyel üzemelt a reaktor?
Azért, mert a magok hasadása során keletkezik egy xenon-135 nevű izotóp. Ez az izotóp egy nagy neutronnyelő. Ez azt jelenti, hogy a hasadásokban keletkező neutronok a xenon-135-tel elreagálva kikerülnek a láncreakcióból, így nem végeznek további hasadásokat. Nagy energián ez a xenon elég, de félenergián nem, és ez a folyamat fél napig tartott. Emiatt a nap végére a nominális teljesítmény mindössze 1%-ára esett vissza a reaktor teljesítménye. Ezt azzal próbálták meg kezelni, hogy elkezdték az összes szabályozórudat kihúzni a reaktorból. Ez viszont átvitte a rendszert a ló túloldalára. Hirtelen elégett az összes xenon, a víz pedig olyannyira felforrt, hogy fellépett a pozitív üregtényező hatása.
Erről a pozitív üregtényezőről, mint tervezési hibáról az HBO Csernobil sorozatában is sokat lehetett hallani. Kérlek, fejtsd ki ezt közelebbről!
Ez valóban egy nagyon súlyos tervezési hiba volt, ami a nyugati reaktorépítésben és azóta világszinten is abszolút megengedhetetlen. A probléma lényege, hogy a grafitmoderáció mellett az elforró hűtővíz neutronnyelőként, azaz abszorberként működik. Amikor a víz elforr, a reaktor nem leállni kezd, hanem felpörög. Ezt hívják pozitív visszacsatolásnak. A hűtőközeg elvesztésével pont hogy nő a reaktor teljesítménye.
A paksi atomerőműben, ha elkezdene felforrni a víz, a megjelenő buborékok miatt csökkenne a moderáltság, így leállna a láncreakció. Egy RBMK típusú reaktorban viszont a grafit nem tud elforrni. Ha elforr a víz, kiesik a neutronelnyelési képesség, de a moderáltság megmarad, így gyorsuló láncreakció keletkezik.
A teszt során ráadásul több biztonsági rendszert is leállítottak. Amikor az AZ-5-ös gombbal meg akarták állítani a reaktort, a szabályozórudak végén lévő grafitfejek vizet nyomtak ki a zónából. Ezzel a maradék elnyelő anyag is távozott. Olyan heves láncreakció történt, hogy először egy gőzrobbanás következett be. A hirtelen felforró víz szétvetette a hűtőcsöveket, a grafitkövetők beszorultak, a szabályozórudak pedig nem tudtak teljesen lemenni.
A gőzrobbanás fellökte a reaktor 3000 tonnás acélfedelét, ami széttörte az épület tetejét. Pár másodperccel később a keletkező hidrogén és a levegő oxigénje durranógázt alkotva létrehozta a második robbanást. Ráadásul a több ezer tonnányi grafit meggyulladt, és tíz napig égett. Ez nem pusztán leolvadás volt, hanem egy heves gőz-, majd gázrobbanás, az üzemanyag pedig megolvadt.
Hogyan kezelte a helyzetet az akkori vezetés a robbanás utáni órákban, napokban? Felfogták, mi történt?
A szovjet pártvezetés és a helyszínen dolgozó csoport magával szemben őszinte volt, nem tehették meg, hogy nem kezdik el a mentést. Az lett volna az ideális, ha már április 26-án evakuálják Pripjatyot, de ez csak április 27-én történt meg. Az utólagos kimutatások szerint ez az egy napos késlekedés szerencsére nem számított végzetesen sokat.
Azonnal elkezdték az oltást. A sugárfertőzésben közvetlenül meghalt 28 emberből húsz tűzoltó volt. A kiérkező egységek nem voltak felkészítve arra, hogy mivel állnak szemben. Először vízzel oltottak, ami teljesen hatástalan volt. Végül helikopterekből bórral kevert homokot öntöttek a zónába, mert a tüzet elfojtani kellett.
Nem voltak kész protokollok egy ilyen elképzelhetetlen eseményre. A bent lévő mérőeszközök sem voltak kalibrálva ilyen mértékű sugárzásra. Miután felmérték, hogy a zóna nyitott, a tűzoltás után az evakuáció, a törmelékek visszadobálása és a zóna alulról történő hűtése következett. Féltek egy második gőzrobbanástól, ezért búvárokkal leeresztették a zóna alatti vízciszternákat. Később egy folyékony nitrogénes hűtőcsatornát és egy alagútrendszert is építettek, végül pedig megalkották az első szarkofágot.
Fizikusként hogyan határoznád meg a sugárbetegséget? Mit takar ez pontosan?
A sugárzásnak kétféle hatása van: a determinisztikus és a sztohasztikus hatás. A determinisztikus hatást egyszerű elképzelni. A radioaktív anyagból hatalmas energiájú részecskék lépnek ki nagy számban. Ezek az emberi testben lévő összetett szerves molekulákat roncsolják, szétszakítják. Ez molekuláris szinten az elhalás miatt az égéshez hasonló, nagyon csúnya halált okoz. A második hatás a sztohasztikus, ami lényegében a rákos megbetegedéseket jelenti.
A szél a legnagyobb mennyiségű jód-131-es izotópot Fehéroroszország felé vitte. Ott a gyermekek körében körülbelül 4000 esetben mutattak ki kifejezetten Csernobilhoz köthető pajzsmirigyrákot. Nagyon bonyolult megállapítani, hogy mely daganatos elváltozások vezethetők vissza a katasztrófára. Emiatt a becslések tág határok, 4000 és egymillió eset között mozognak. A WHO hivatalosan körülbelül 4000 halálesetet köt sztohasztikus okokból a csernobili katasztrófához.
Hogyan derült ki a világ számára a baleset, ha a szovjet vezetés próbálta eltitkolni?
A szovjet vezetés április 27-én még nem, de 28-án már adott ki hivatalos jelentést a nemzetközi sajtónak. Addigra azonban a skandináv atomerőművekben, először a svéd Forsmark erőműben feltűnt a dolgozóknak, hogy a belépő munkatársakon mérnek többletsugárzást.
Magyarországon szintén április 28-án jelent meg az első hír. A sajtóban az a szabály érvényesült, hogy csak a szovjetek által ellenőrzött információk kerülhetnek ki. Volt azonban a Magyar Rádiónak egy bátor hírszerkesztője, Bedő Iván, aki a BBC értesülései alapján bemondta a rádióban, hogy Svédországban, Dániában és Norvégiában is mérik a hatást. Ebből a laikusok is kikövetkeztették, hogy súlyos baleset történt.
A tejfogyasztás központi kérdéssé vált. Elrendelték, hogy a marhákat nem szabad kint legeltetni, csak zárt térben, korábban lekaszált takarmánnyal etethették őket. Bevezették a kevert tejgyártást is, a friss tejet régebbi tejjel keverték, hogy a határérték alá csökkentsék az aktivitást. Emellett nem javasolták a nagy levelű zöldségek, például a fejes saláta és a fejes káposzta fogyasztását sem.
Beszéljünk a szarkofágról! Az első, kezdetleges verzió után nemrégiben adtak át egy újat, amiről a hírekben is lehetett hallani.
Az első szarkofágot már 1986 májusában elkezdték építeni, és az év végére lett kész. Ez egy nagyon kezdetleges, „szovjetes” megoldás volt, rengeteg betont halmoztak fel. A mellette lévő stabil turbinaépületre és a kirobbant oldalra egy lépcsőzetes betonszerkezetet húztak fel, majd betonacél lapokkal fedték le. Ezt 10-20 évre tervezték, ennyi idő alatt az állaga annyira leromlott, hogy új megoldás kellett.
A 2010-es évek elején nemzetközi összefogással, nagy donorok segítségével egy francia cég nyerte el a tendert az új védőmű megépítésére. A zóna mellett építettek fel egy hatalmas, repülőgép-hangár alakú kupolát, amit teflonsíneken toltak a zóna fölé. Ezt a modern szerkezetet 100 évre tervezték, és 2019-ben adták át. Belül két daru is található, amelyekkel a leolvadt üzemanyagot és a grafitot el lehet majd szállítani a végső nyughelyére. Sajnos a közelmúltban egy orosz drón csapódott le a területen, ami körülbelül félmillió eurós kárt okozott a szarkofágban, ezt ki kell javítani.
Mekkora területet érintett a kitelepítés? Lakható lesz-e valaha ez a zóna?
A kitelepített zóna körülbelül 3000 négyzetkilométer, ami nagyjából Komárom-Esztergom megye méretének felel meg. Ez a terület átlóg Fehéroroszországba is. Az első napos evakuációval és a későbbi kiköltöztetésekkel együtt ez mintegy 100 000 embert érintett.
Vannak már nagyon kevesen visszaköltözöttek, és a szarkofágot is meg lehet közelíteni biztonsági előírások mellett, ha éppen nincsenek aktív háborús események a területen. De az, hogy ott valaki újra leéljen egy teljes emberöltőt, még nagyon-nagyon sok idő.
Mit tanult a társadalom és a tudomány Csernobilból?
Mondhatjuk, hogy a jelenlegi nukleáris biztonsági hozzáállásunk 80%-a Csernobil után alakult ki, a hatása elképesztő volt. A Nemzetközi Atomenergia Ügynökség preventív és kivizsgáló feladatai megerősödtek. Az RBMK reaktorokat Oroszországban átépítették, Litvániában és Ukrajnában pedig a kétezres évek elején leállították őket, bár kilenc darab még működik Oroszországban.
Kialakult a „biztonsági kultúra” fogalma. Ez azt jelenti, hogy nemcsak papíron vagy a technológiában, hanem a dolgozók hozzáállásában is a biztonság áll minden döntés fókuszában. Nem az az elsődleges, hogy olcsó legyen az erőmű, vagy plutóniumot termeljen atombombákhoz, hanem az, hogy ne robbanjon fel. Pozitív visszacsatolású reaktort azóta senki nem épít, a Szovjetunión kívül ez már akkor is elképzelhetetlen lett volna.













forrás: Vectorstock.com/15468409
(Kép forrása: https://www.biblio.com/book/tuning-world-schafer-r-murray/)
(Kép forrása: https://secretldn.com/mind-the-gap-embankment-station/)





