Awaria w japońskiej elektrowni jądrowej Fukushima I została uznana za katastrofę o skutkach porównywalnych do tego co stało się w Czarnobylu. Jednak oba wypadki bardzo się różnią - mówi fizyk z Uniwersytetu Warszawskiego dr hab. Ludwik Pieńkowski.
Podstawową różnicą między tymi katastrofami jest ich przyczyna. Do katastrofy w Czarnobylu doprowadziły błędy ludzi - konstruktorów, nadzoru jądrowego i operatorów. Reaktor miał znaczące wady konstrukcyjne. Eksperci zdawali sobie z tego sprawę, a pomimo to reaktor został dopuszczony do użytku. Obsługa nie była dostatecznie poinformowana o wadach instalacji i popełniła błędy przy przeprowadzaniu feralnego doświadczenia z 26 kwietnia 1986 r. Wszystko to razem doprowadziło do katastrofy.
Bezpośrednią przyczyną niekontrolowanego wzrostu mocy czarnobylskiego reaktora i dwóch wywołanych tym eksplozji była wadliwa konstrukcja prętów sterujących. Próba natychmiastowego ich opuszczenia, zamiast awaryjnego wyłączenia reaktora, spowodowała katastrofę.
"W Fukushimie reaktor został wyłączony bez problemów, jak tylko urządzenia zarejestrowały trzęsienie ziemi. Przy czym włączenie reaktora nie oznacza, że ustają w nim wszystkie reakcje. Po wyłączeniu moc spada natychmiast do ok. 6 proc. mocy maksymalnej, a później stopniowo jeszcze się obniża. W tym czasie rdzeń reaktora wymaga chłodzenia" - wyjaśnia Pieńkowski.
W Fukushimie zawiodło właśnie chłodzenie. Przez rdzeń każdego reaktora płynie chłodząca go woda. Woda ogrzewa się od ciepła wytwarzanego w reaktorze, a następnie płynie do turbin napędzających generatory prądu elektrycznego. Woda, po przepłynięciu przez system chłodzący, wraca do reaktora i proces się powtarza. Ten obieg wody nazywany jest obiegiem głównym. Ponadto elektrownia wyposażona jest w obiegi dodatkowe, których zadaniem jest chłodzenie wody z obiegu głównego i ewentualne wyrównywanie jej ciśnienia. Część z prądu, wytwarzanego w turbogeneratorach zużywają pompy, dzięki którym woda krąży w obiegu.
Bywają jednak sytuacje awaryjne np. konieczność awaryjnego wyłączenia reaktora, co właśnie nastąpiło w Fukushimie. Wtedy turbogeneratory przestają wytwarzać prąd i pompy cyrkulacyjne muszą być zasilane z innych źródeł. Często jest to prąd z innego bloku energetycznego lub z innej elektrowni. To jednak w Fukushimie również okazało się niemożliwe, bo kataklizm zniszczył sieci przesyłowe. W takiej sytuacji elektrownia musi sobie radzić sama i dlatego zawsze jest ona wyposażona w silniki spalinowe, które w razie takiej awarii mogą posłużyć do napędzania pomp cyrkulacyjnych. Ten sposób także w Fukushimie nie zadział. Najpierw trzęsienie ziemi, a następnie tsunami dokonało tak potężnych zniszczeń, że zrealizował się najgorszy scenariusz. Reaktory zostały pozbawione wszystkich systemów chłodzenia.
Od tej chwili ekipy inżynierów i strażaków podjęły walkę o podtrzymanie chłodzenia reaktorów, w których tliły się resztki reakcji jądrowej. Sytuację udałoby się całkowicie opanować, gdyby nie konieczność upuszczenia części pary wodnej z instalacji chłodzącej. Ponieważ nie było w niej normalnej cyrkulacji i ekipy ratunkowe bazowały na dostarczaniu wciąż nowej wody, w kanałach gromadziła się stale podgrzewana para wodna. Groziło to rozsadzeniem instalacji i dalszymi uszkodzeniami. Dokonano więc trzech kontrolowanych upustów pary. Dwa pierwsze, zniszczyły budynki dwóch reaktorów. Przy trzecim doszło do wybuchu w bloku energetycznym nr 2. Przyczyną prawdopodobnie był wodór, wydzielający się w trakcie podgrzewania wody.
"To był moment, kiedy uwolniło się najwięcej pierwiastków promieniotwórczych. Stało się tak dlatego, że wybuch uszkodził pierścień otaczający reaktor, w którym znajdowała się woda służąca do wyrównywania ciśnienia w obiegu głównym. Woda ta zawierała pewną ilość pierwiastków promieniotwórczych i wraz z nią uwolniły się one do środowiska" - mówi Pieńkowski.
Jego zdaniem, przyczyną wybuchów była zastosowana (dla bezpieczeństwa) konstrukcja instalacji, która nie pozwalała na upuszczenie pary bezpośrednio w powietrze. "Po wypadku w amerykańskiej elektrowni Tree Mile Island, przyjęto, że upuszczanie pary, skażonej w niewielkim stopniu promieniotwórczymi pierwiastkami powinno być możliwe tylko do wewnątrz budynku, żeby uniknąć skażenia powietrza wokół elektrowni. To rozwiązanie zastosowano w Fukushimie. Niestety, jak widać, w niektórych awaryjnych sytuacjach się to nie sprawdza. Podano później informację, że w dachach innych bloków energetycznych wywiercono otwory, zabezpieczające przed taką sytuacją" - tłumaczy fizyk.
Inne też, jak tłumaczył, będą skutki obu wypadków. Cyrkulacja powietrza nad płonącymi stopionymi resztkami reaktora czarnobylskiego powodowała, że skażony pył wznosił się na ogromne wysokości i mógł przemieszczać się daleko. Stężenie promieniotwórczych pierwiastków było w tym dymie bardzo duże. Para wodna i woda z Fukushimy, której reaktory stale były chłodzone zawierała tylko 10 proc. tego skażenia. Skutki, według Pieńkowskiego, będą tylko lokalne i stosunkowo krótkotrwałe.
"Pojawiały się głosy o konieczności zalania reaktora nr 2 betonem i zbudowania czegoś w rodzaju czarnobylskiego sarkofagu. Niemniej teraz już się o tym nie mówi. Bloki energetyczne zostaną rozebrane, a teren da się naprawdę dobrze oczyścić. Będzie tam mogło powstać cokolwiek" - ocenia Pieńkowski. (PAP)
Urszula Rybicka (PAP)
tot/
