Černobyl - před 33 lety

Co by se stalo kdyby… kdyby před 33 lety obsluha čtvrtého bloku černobylské elektrárny odmítla dělat testy turbíny… kdyby následná exploze nikdy neprověřila akceschopnost Sovětského Svazu. (délka 15 min.)

Elektrárna

Nachází se na Ukrajině, blízko hranic s Běloruskem, zhruba 130 km severozápadně od Kyjeva, na břehu říčky Pripjať. V roce 1986, v době havárie, bydlelo v jejím bezprostředním okolí kolem 130 tisíc lidí, ponejvíce v městečku, které dostalo jméno podle nedaleké řeky. V Pripjati žilo přes 49 000 tisíc obyvatel - a naprostá většina z nich pracovala právě v elektrárně.

Byla to nejmodernější a nejvýkonnější elektrárna v tehdejším Sovětském Svazu. Elektrickou energii vyráběly v té době už čtyři jaderné bloky. Plánovala se stavba dalších čtyř bloků, dva z nich byly ve výstavbě. Celkový výkon všech aktivních bloků činil dohromady 4000 MW. Tepelný výkon každého bloku byl totiž 3200 MW a elektrický výkon 1000 MW. K chlazení se využívala voda z umělého jezera na řece Pripjať, jehož plocha byla také úctyhodná - 22 km2 (o 3 km2 více než u přehrady Lipno).

RBMK - černobylský reaktor smrti

Samotný reaktor ležel v obrovské budově - ve strojovně. Kolem jeho aktivní zóny se nacházela ochranná betonová schránka. Byla naplněn grafitovými cihlami, které měly za úkol zpomalovat neutrony, vyprodukované při štěpné reakci paliva. Cihlami procházely svislé kanály s trubkami, ve kterých se nacházely palivové tyče. Pro představu  - výška této “aktivní” zóny reaktoru byla 7 metrů a průměr kolem 12 metrů. Reaktor byl tedy velký jako menší domek. Roli paliva hrál slabě obohacený oxid uranu, teplo se přenášelo z reaktoru ven pomocí vařící vody, respektive směsi vody a páry.

V reaktoru se v době havárie nacházelo 190 tun uranového paliva.

Každá palivová schránka (kanál) měla svoje vlastní chlazení. Napájecí voda se přiváděla zespodu. Tepelná energie, vznikající při štěpné reakci, ji ohřívala a částečně ji měnila na páru. Směs vody a páry postupovala kolem palivové tyče směrem nahoru - kde se od každého palivového kanálu odváděla do velkého tanku, tzv. separátoru.

Jak už název napovídá, v separátoru se pak oddělila pára od tekuté vody. Voda se vracela zpátky do systému, pára postupovala k turbíně, vyrábějící elektrickou energii. Cirkulaci měly na starosti čtyři pumpy (tři základní a jedna náhradní).

Stabilitu reaktoru zajišťovalo 211 pohlcovacích tyčí. S jejich pomocí se snižovalo množství neutronů v aktivní zóně - a tím i rychlost další štěpné reakce. Část z nich se ovládala ručně, část automaticky a část byla k dispozici jen pro případ nouze nebo havárie.

Z dnešního pohledu...

25. dubna, přesně před 33 roky, odstartoval experiment, který měl skončit největší katastrofou jaderné energetiky všech dob.

Obsluha dostala za úkol prozkoumat, jak se bude chovat turbína při nízkém výkonu reaktoru. Reaktor byl těsně před odstávkou, kdosi tedy rozhodl, že je příhodná doba na provedení pokusů, na které nezbyl čas během rychlé výstavby.

Z dnešního pohledu se to zdá být až šílené a nelogické - vzpomeňme si ale, jak to tehdy chodilo. Jaderná energetika byla v plném rozvoji. Pokud se během vývoje reaktorů staly nějaké nehody - byly často zamlčovány - a to dokonce i odborné veřejnosti, lidem, kteří studovali příslušné obory.

Obsluha prostě neměla strach - nebo měla daleko větší strach z fungujícího politického systému než z nefunkční technologie. Pokud jim přišlo divné, že mají najednou dělat na reaktoru pokusy - příliš o tom mezi sebou operátoři nemluvili.

Chápu, že po bitvě je každý “generálem”. I když jsem ochotna chápat surovou realitu tehdejší doby, honbu za prémiemi a oceněním, nemožnost odmítnout “svrchu” přikázanou práci  - přesto se mi nedaří najít pochopení pro podobné experimentování s tímto druhem reaktoru. Jeho nepředvídatelné chování za podmínek, při kterých měly probíhat testy - totiž rozhodně nebylo neznámé.

Už 4. února 1986 byl sepsán a odeslán dopis, který dnes figuruje jako “dokument č. 19” (http://pripyat-city.ru/pages/pripyat/docs/kgbussr/019.pdf) v kdysi tajných (a dnes veřejných) archivech KGB, sovětské tajné služby.

Vedoucí 6. oddělení UKGB Ukrajiny, plukovník Turko, v něm píše šéfovi 3. oddělení KGB, majoru Lisověnkovi a varuje před následky provozu reaktoru tohoto typu při sníženém výkonu. Píše v něm doslova, že snížení výkonu zvyšuje pravděpodobnost výronu radioaktivních zplodin z reaktoru - a snižuje jeho pracovní stabilitu.

Zvláštní chování reaktoru zjevně znali nejen technici a operátoři - ale i KGB.

Z dnešního pohledu se zdá, že varování nikdo nebral dostatečně vážně.

Osudový test

Čtvrtý blok, který se měl tak nechvalně zapsat do historie poloviny Evropy, byl vlastně ještě nováčkem. Byly mu právě dva roky. Během 25. dubna byl připravován k první plánované odstávce. Bylo rozhodnuto, že se při této příležitosti otestuje, jak se chová systém v případě sníženého výkonu reaktoru. Ano, přesně takových podmínek, před kterými varoval o dva měsíce dříve plukovník Turko.

Podobné testy měly být provedeny už před uvedením reaktoru do provozu - k tomu ale nedošlo. Napravovalo se to sice v roce 1984 a 1985 - ale ani tehdy testy neproběhly za plného režimu, byly tedy zavádějící a neuspokojující. Místo toho se mělo testovat v roce 1986 - za plného chodu elektrárny. Už v jednu hodinu v noci na 25. dubna, tj. jen asi 24 hodin před havárií, byl vydán příkaz, aby byl výkon reaktoru (3200 tepelných MW) snížen na polovinu (1600 MW).

Pro přehlednost shrnu další děj do tabulky.

13:05
14:00
23:10
1:00

Dokonce i sovětské předpisy - kategoricky přikazují, aby se v podobné situaci reaktor odstavil.

Místo toho je v chodu - v nestabilním stavu - a téměř všechny tyče, které mohly regulovat jadernou reakci, jsou vně aktivní zóny. Problém teď spočívá v tom, že při zvýšeném výkonu reaktoru se začne odbourávat i xenon 135, který zatím brzdí štěpnou reakci a je důvodem pro zatím nízký výkon reaktoru. Čím víc xenonu se odbourá, tím více bude v reaktoru k dispozici neutronů, které výkon reaktoru dále zvýší.

1:23:04
1:23:40
1:23:46

Vina a trest

Hlavní vyšetřovatel dá později vinu za havárii personálu velínu elektrárny.

Zástupce hlavního inženýra, S. A. Ďatlov (později odsouzený k několika rokům vězení), ovšem vidí problém v samotném reaktoru, respektive v systému neutrony pohlcujících tyčí. Nejen, že zajížděly do reaktoru příliš pomalu (ca. 20 vteřin) ale měly na svých špicích grafitové “čepičky”, které místo co by reakci zpomalily, ji zpočátku ještě urychlily. Paradoxně se tak v počátečním stádiu spouštění tyčí jejich spodní částí štěpná reakce zrychlovala místo co by se zpomalila. Při běžném provozu to nebylo problematické - dokonce ani při odstávkách to nemuselo způsobovat problémy. V dané situaci to ale nejspíš byla pověstná poslední kapka, která způsobila přelití poháru.

Havárie a exploze má tepelný (nikoliv jaderný) charakter

Na velíně se rozezní havarijní sirény a na chvíli zhasne světlo. Když se později zase rozsvítí, je jasné, že se nejedná o běžný problém. Přístroje ukazují nulové chlazení a nulové množství vyrobené páry.

Podle přístrojů tedy hrozí přehřátí aktivní zóny. To, že je reaktor roztržený explozí - zatím personál neví.

Přístroje ukazují, že pohlcovací tyče zajely do reaktoru jen do hloubky dvou až tří metrů a pak se zastavily. Vedoucí směny Ďatlov posílá kolegy, aby spustili do reaktoru ty z regulačních tyčí,  které se ovládají ručně.

Na rozdíl od hollywoodských představ, některých špatných filmů a rádoby-dokumentací o havárii - se nekonala žádná panika. Nikdo na nikoho nekřičel - a podle slov zúčastněných se nemusely ani dvakrát opakovat povely. Sousední třetí jaderný blok, který se s havarovaným čtvrtým blokem dělí o stejnou budovu - pracoval i nadále bez problémů.

Požár

(Nejspíše vodíková) exploze zničila reaktorové příslušenství. Samotná aktivní zóna byla vytržena z ukotvení v betonovém bunkru a ležela napříč betonové schránky. Všechny trubky, které vedly vodu nebo jiné kapaliny - byly potrhané. Ve strojovně se samozřejmě nacházel olej a jiné hořlaviny. Většina z nich se po havárii vylila ze zničených konstrukcí. Vzniklo tu kolem 30 požárů. Na místo okamžitě přijeli požárníci, kteří měli právě na elektrárně službu. Bojovali s ohněm do páté ranní hodiny. Zhruba v pět ráno byly všechny zdroje požáru uhašeny. Většina z nich měla zemřít do několika dnů, nejpozději za několik týdnů. Při hašení se pohybovali ve strojovně, která byla posetá úlomky jaderného paliva, vyhozeného výbuchem z aktivní zóny reaktoru.

Aktivní zóna bloku č. 4 byla úplně zničena. Zničena byla také budova, která skrývala strojovnu. Chyběla západní a severní stěna, střecha se zřítila. Obsah reaktoru - grafitové cihly, štěpné tyče, pracovní kanály - byl vymrštěn do strojovny a dokonce i na střechu. K atomovému výbuchu za takové situace sice dojít nemohlo, z dosud probíhající štěpné reakce přesto vznikalo i nadále teplo. Docházelo k doutnání a hoření grafitu. Z místa, kde stával reaktor, se k nebi valila oblaka dýmu, která obsahovala radioaktivní částice. Během prvních dnů po havárii to bylo několik milionů Ci radioaktivního prachu denně.

Curie (symbol Ci)

je starší, avšak dosud používaná, jednotka radioaktivity. Je pojmenovaná po francouzských průkopnících výzkumu radioaktivity, Pierru a Marie Curieových. Jednotka je definována vztahem: 1Ci=3,7x10^10Bq tj. jeden curie je aktivita zářiče kdy dochází ke 37 miliardám rozpadů za sekundu. To odpovídá přibližně aktivitě 1 gramu izotopu radia 226Ra. V soustavě SI je dnes Ci nahrazena odvozenou jednotkou becquerel.

Zamoření radioaktivním spadem z jaderné elektrárny v Černobylu - tedy nevzniklo díky jaderné explozi, jak by se mohlo zdát. Šlo o radioaktivní látky, které se dostaly do atmosféry díky doutnajícímu vybavení strojovny a požáru grafitové části reaktoru.

Večer 26. 4. se už dala zvýšená radiace naměřit v nedalekém městečku Pripjati. Evakuace začala ale až o den později - 27. 4. Zasloužil se o ni vědec Legasov - člověk, který by si v souvislosti s havárií v Černobylu zasloužil samostatný blog. Doslova ji vynutil na svých nadřízených.

Hrdiny následujících dnů se stávají vrtulníky a jejich piloti. Na doutnající zbytky reaktoru shazují dolomit, písek, bór, hlínu a … olovo, které způsobí navíc ještě otravu personálu a širokého okolí, protože se okamžitě vypařuje.

Všechny tyto materiály se mají roztavit nebo natavit a zakrýt reaktor silnou vrstvou, znemožňující další tvorbu radioaktivního kouře.

Do 10. 5. bylo na reaktor shozeno 5000 tun materiálu. Naprostá většina škod na budově strojovny vznikla právě kvůli těmto úkonům. To je skutečnost, která se dnes kritizuje. Je ovšem otázka, jak jinak by se dala situace tak rychle zvládnout. Cílem bylo uhašení doutnajícího grafitu. S vypětím všech sil se to podařilo.  

6. 5. už z reaktoru vycházelo jen několik set Ci a na konci měsíce května už jen několik Ci za den.

Dohromady opustilo bývalý reaktor kolem 50 000 000 Ci radioaktivních částic. To byly asi jen tři procenta z celkového množství radioaktivních izotopů, které se původně nacházely v havarovaném reaktoru. Připomeňme si - v reaktoru původně leželo kolem 190 tun uranového paliva.

Následky

Sovětský Svaz stála černobylská havárie (podle M. Gorbačova - a ten je nejspíše informován velice přesně) sumu, která tehdy odpovídala osmnácti miliardám dolarů.

Ani tak obrovská země neunesla finanční ztrátu takových rozměrů. Navíc ji doprovázely ještě výdaje v právě probíhající válce v Afghánistánu. Situace se stala neúnosnou hlavně poté, co klesly ceny hlavního sovětského vývozního produktu - ropy. Za tři roky na to - se celé společenství socialistických států rozpadlo ne nepodobné nestabilnímu jádru atomu uranu.

Co by se stalo, nebýt této kolosální ztráty - nebýt havárie atomové elektrárny v Černobylu …? Nejspíš je zbytečné uvažovat, co by bylo, kdyby a nikdo to nemůže vědět s naprostou jistotou - možná nám ale grafitové čepičky regulačních tyčí RBMK reaktoru zprostředkovaly o pár roků později v roce 1989 cestu k politické svobodě.

Zdroje: Jak vypadá reaktor?https://www.youtube.com/watch?v=Sy0DNWbZFWYminuta 12:00 -17:00. Výpověď zástupce hlavního inženýra černobylské jaderné elektrárny A. S. Ďatlovahttps://www.youtube.com/watch?v=IVthWR4cR1g, https://www.youtube.com/watch?v=NQsXOp4SWQc, následky haváriehttps://www.youtube.com/watch?v=cwRxixFs678,https://www.youtube.com/watch?v=FXLU-rpgS_Y&t=871s, dokumentyhttp://pripyat-city.ru/pages/pripyat/docs/kgbussr/