Reaktory w japońskich elektrowniach wytrzymały wstrząs, na który prawdopodobnie nie były nawet projektowane. Przyczyną kłopotów było tsunami, które uszkodziło awaryjne systemy chłodzenia - ocenia specjalista ds. bezpieczeństwa jądrowego Andrzej Strupczewski.
Jak podkreślił w rozmowie z PAP Strupczewski, reaktory w elektrowni Fukushima są stare, projektowane w drugiej połowie lat 60., mają za sobą 40 lat pracy i są to pierwsze typy reaktorów z wodą wrzącą, praktycznie tzw. I generacji.
"Nie wiem, na jakie obciążenia sejsmiczne były projektowane i czy były projektowane na jednoczesne obciążenia sejsmiczne i tsunami. Prawdopodobnie nie, i prawdopodobnie nie były projektowane na taką siłę wstrząsu, do jakiego doszło w Japonii, bo było to chyba najsilniejsze trzęsienie w historii" - podkreślił Strupczewski.
Piątkowe trzęsienie ziemi, które dotknęło Japonię sejsmolodzy obliczaja na 9 stopni w skali Richtera.
Według ostatnich doniesień, dwa reaktory z Fukushimy udało się pomyślnie schłodzić, w trzecim poziom wody spadł na tyle, że częściowo odsłonięte zostały elementy paliwowe.
Opisując prawdopodobny przebieg zdarzeń Strupczewski powiedział, że w chwili, gdy nastąpił wstrząs, reaktory zostały wyłączone i było to działanie prawidłowe.
"Zabrakło napięcia w sieci i w związku z tym uruchomiono zasilanie awaryjne na generatorach dieslowskich i to też było prawidłowe. W godzinę później fala tsunami uderzyła w budynki z generatorami i uszkodziła je w takim stopniu, że nie mogły dostarczać energii. Nastąpiła więc przerwa w chłodzeniu rdzenia reaktora, która spowodowała, że poziom wody w rdzeniu zaczął spadać i prawdopodobnie nastąpiło odsłonięcie górnej części prętów paliwowych. Doszło więc do reakcji cyrkonu (paliwo jest zamknięte w cyrkonowych kapsułkach) z parą wodną, na skutek której powstaje wodór" - mówił Strupczewski.
Według niego, działając w szalenie trudnych warunkach, Japończycy przywrócili zasilanie, ale wysokociśnieniowy układ chłodzenia nie uruchomił się ponownie. "Z jakich przyczyn - nie wiemy, prawdopodobnie uszkodzeniu przy wstrząsie uległy pompy tego systemu" - podkreślił.
Strupczewski powiedział też, że później Japończycy usiłowali obniżyć ciśnienie wewnątrz zbiornika reaktora, co było niezbędne, żeby wprowadzić tam wodę niskociśnieniowym układem chłodzenia, który działał.
"Musieli więc wypuścić parę wodną i powietrze ze zbiornika do pierwotnej obudowy bezpieczeństwa. Te reaktory - BWR (Boiling Water Reactor) starego typu - mają podwójną obudowę - pierwotną i wtórną - mniej więcej w kształcie odwróconej żarówki, na której dnie znajduje się basen wodny. Jeżeli coś wychodzi z obudowy, jest bezpiecznie zatrzymywane. Jeżeli ciśnienie w tym układzie jest bardzo wysokie, para wodna zaczyna się tam skraplać - co jest w porządku - a gazy przechodzą przez wodę na dole +żarówki+, do wtórnej obudowy bezpieczeństwa. Tak się stało w tym przypadku" - mówił.
Jak zaznaczył, dopóki wodór był wewnątrz pierwszej obudowy, z powodu dużej zawartości tam pary wodnej nie mógł w żaden sposób wybuchnąć. Natomiast, kiedy przeszedł przez warstwę wody, dzielącą obudowy, to wewnątrz obudowy wtórnej, mógł się wymieszać z powietrzem i wybuchnąć.
Decyzja o obniżaniu ciśnienia była podjęta świadomie, obsługa zdawała sobie sprawę, że może to doprowadzić do wybuchu. Było to zgodne z zasadą, że reaktor może ulec zniszczeniu, ale ludzie powinni być bezpieczni, czyli należy zapewnić, że rdzeń pozostanie wewnątrz pierwotnej obudowy. Tak do tej pory jest i jeżeli się nic nie pogorszy, to ta zasada bezpieczeństwa ludzi jest spełniona" - podkreślił Strupczewski.
Zaznaczył, że po wyłączeniu reaktora, nadal produkuje on energię w postaci tzw. ciepła powyłączeniowego.
"Po wyłączeniu w ciągu minuty moc reaktora maleje do 7 proc. mocy normalnej, po godzinie do 1 proc. Przy mocy reaktora rzędu 500 MW to i tak jest 5 MW, czyli bardzo silne +grzanie+. W tej chwili, gdy upłynęły trzy dni, to ciepło jest już minimalne i nie sprawia problemu, ale wodór, który się wydzielił w pierwszych godzinach po awarii nie daje się usunąć. Jedyny sposób to go spalić i dwa takie wybuchy miały miejsce. Mam nadzieję, że na tym się skończy, bo w zasadzie nie ma powodu, by ten wodór dalej się wydzielał" - powiedział.
Strupczewski podkreślił też, że reaktory dzisiaj budowane i projektowane są nieporównywalnie bardziej bezpieczne. "Francuski reaktor EPR jest odporny na wstrząsy silniejsze, niż ten w Japonii. Układy pomocnicze są rozłożone w czterech przeciwległych rogach budynku, więc tsunami nie mogłoby zniszczyć ich wszystkich na raz, a ponadto są odporne na powódź. Gdyby nawet wszystkie cztery układy uległy awarii, można podłączyć generatory przewoźne. To jest inna klasa reaktora" - mówił. Nowe reaktory z wodą wrzącą mają szereg nowych rozwiązań i też są bezpieczne - dodał.
W nowych reaktorach coraz częściej projektuje się tzw. pasywne systemy bezpieczeństwa. "Na przykład reaktor AP-1000 Westinghouse jest całkowicie pasywny, nie potrzebuje w ogóle zasilania elektrycznego systemów bezpieczeństwa, bo cały układ jest chłodzony powietrzem, odbierającym ciepło z powierzchni obudowy bezpieczeństwa. W razie niebezpieczeństwa cały dół obudowy jest zalewany wodą ze zbiornika nad nią. Woda ta pod wpływem ciepła powyłączeniowego będzie wrzała, a para będzie się skraplała na wewnętrznej powierzchni obudowy. Stalowa obudowa jest stosunkowo cienka, a ciepło, które odda para skraplając się wewnątrz, od zewnątrz odbierze powietrze. I tak można dowolnie długo, więc bez zasilania reaktor daje sobie radę i samoczynnie odprowadza ciepło. Oczywiście nie można zaręczyć, że kiedyś nie dojdzie do stopienia rdzenia, ale nawet w takim przypadku pozostanie on wewnątrz obudowy" - powiedział.
Podobne pasywne systemy mają też reaktory wodno-wrzące ABWR i ESBWR koncernu GE-Hitachi.
Strupczewski podkreślił, że w reaktorach I bądź II generacji, czyli takich jak w Japonii istnieje możliwość, że stopiony rdzeń wydostanie się poza obudowę. "Natomiast w reaktorach, które będą powstawały w Polsce - generacji III+ - rdzeń poza obudowę się nie wydostanie" - zaznaczył.(PAP)
wkr/ mki/ jbr/
