Напомена уредника: Ова прича је ажурирана у понедељак, 10. јуна у 16:45. Е.Д.Т.
У новој мини минисерији ХБО-а "Чернобил", руски научници открили су разлог за експлозију у реактору 4 у нуклеарној електрани у Чернобилу, која је избацивала радиоактивни материјал широм северне Европе.
Откривено је да је овај реактор, дизајн назван РБМК-1000, у основи погрешан након несреће у Чернобилу. Па ипак, у Русији још увек делује 10 истог типа реактора. Како да знамо да ли су безбедни?
Кратак одговор је, ми не. Ови реактори су модификовани да смање ризик од још једне катастрофе у стилу Чернобила, кажу стручњаци, али још увек нису тако сигурни као већина реактора западног стила. И не постоје међународне мере заштите које би спречиле изградњу нових постројења са сличним недостацима.
"Постоји читав број различитих типова реактора који се сада разматрају у разним државама и који се значајно разликују од стандардних реактора за лаку воду. Многи од њих имају сигурносне недостатке које пројектанти затајују", рекао је Едвин Лиман, виши научник и вршилац дужности директора Пројекта нуклеарне сигурности у Унији забринутих научника.
"Што се више ствари мења," рекао је Лиман за Ливе Сциенце, "више ће остати исте."
Реактор 4
У средишту катастрофе у Чернобилу био је реактор РБМК-1000, дизајн који се користио само у Совјетском Савезу. Реактор се разликовао од већине нуклеарних реактора са светлом водом, стандардни дизајн који се користио у већини западних држава. (Неки рани амерички реактори на локацији Ханфорд у држави Васхингтон били су сличног дизајна са сличним недостацима, али поправљени су средином 1960-их.)
Реактори са лаком водом састоје се од велике посуде под притиском која садржи нуклеарни материјал (језгро), који се хлади циркулирајућим доводом воде. У нуклеарној фисији, атом (уран, у овом случају) се цепа, стварајући топлоту и слободне неутроне, који зингирају у друге атоме, услед чега се цепају и ослобађају топлоту и више неутрона. Топлина претвара циркулирајућу воду у пару, која затим претвара турбину, стварајући електричну енергију.
У реакторима са лаком водом вода делује и као модератор за помоћ у контроли нуклеарне фисије која је у току у језгри. Модератор успорава слободне неуроне тако да је већа вероватноћа да ће наставити реакцију фисије, чинећи реакцију ефикаснијом. Када се реактор загреје, више воде се претвара у пару и мање је доступно за играње ове улоге модератора. Као резултат, реакција фисије се успорава. Та негативна повратна петља кључно је сигурносно својство које помаже да се реактори не прегревају.
РБМК-1000 је другачији. Такође је користила воду као расхладно средство, али са графитним блоковима као модератор. Варијације у дизајну реактора омогућиле су му да користи гориво које је мање обогаћено него иначе и да се пуни током рада. Али са раздвојеним улогама расхладне течности и модератора, петља негативне повратне везе „више паре, мање реактивности“ је прекинута. Уместо тога, РБМК реактори имају оно што се назива "коефицијент позитивне празнине".
Када реактор има позитиван коефицијент празнине, реакција дељења се убрзава како се вода из расхладне течности претвара у пару, а не успорава. То је због тога што врело отвара мјехуриће или празнине у води и олакшава неутронима да путују право до графитног модератора за повећање фисије, рекао је Ларс-Ерик Де Геер, нуклеарни физичар, који је у пензији из Шведске агенције за истраживање одбране.
Одатле, рекао је Ливе Сциенце-у, проблем настаје: Фисија постаје ефикаснија, реактор постаје топлији, вода постаје парнија, фисија још постаје ефикаснија и процес се наставља.
Налет до катастрофе
Кад је чернобилска фабрика радила пуном снагом, то није био велики проблем, каже Лиман. На високим температурама уранијумско гориво које ствара реакцију дељења има тенденцију да апсорбује више неутрона, чинећи га мање реактивним.
Међутим, с малом снагом, реактори РБМК-1000 постају врло нестабилни. У јеку несреће у Чернобилу 26. априла 1986. године, оператори су вршили тест да би видели да ли би турбина електране могла да покрене опрему за нужду током прекида напајања електричном енергијом. Овај тест је захтијевао покретање постројења са смањеном снагом. Док се снага смањивала, кијевске власти за снабдевање оператерима су наредиле да зауставе поступак. Уобичајена електрана није била у функцији и била је потребна производња електричне енергије у Чернобилу.
"То је био углавном главни разлог зашто се све на крају догодило", рекао је Де Геер.
Постројење је радило са дјеломичном снагом 9 сати. Када су оператори већину остатка пута напустили снаге, дошло је до накупљања ксенона који апсорбује неутрон и нису могли да одрже одговарајући ниво фисије. Снага је пала на готово ништа. Покушавајући да га појачају, оператери су уклонили већину контролних шипки, које су направљене од боровог карбида који апсорбује неутрон и користе се за успоравање реакције фисије. Оператори су такође смањили проток воде кроз реактор. Ово је погоршало проблем са коефицијентом позитивне празнине, према Агенцији за нуклеарну енергију. Одједном је реакција заиста постала врло интензивна. У року од неколико секунди, снага је порастала до 100 пута више од реактора који је дизајниран да издржи.
Било је и других недостатака дизајна који су отежавали враћање ситуације под контролу једном када се започела. На пример, контролне шипке биле су натопљене графитом, каже Де Геер. Када су оператери видели да реактор почиње да иде косом и покушају да спусте управљачке шипке, заглавио се. Непосредни ефекат није био успоравање фисије, већ локално појачавање, јер је додатни графит на врховима на почетку повећао ефикасност реакције дељења у близини. Брзо су уследиле две експлозије. Научници и даље расправљају шта је тачно узроковало сваку експлозију. Обоје су могле бити експлозије паре услед брзог повећања притиска у циркулацијском систему, или је једна могла бити пара, а друга водонична експлозија изазвана хемијским реакцијама у реактору који није успео. На основу детекције изотопа ксенона у Череповцу, 230 километара северно од Москве након експлозије, Де Геер верује да је прва експлозија заправо млаз нуклеарног гаса који је пуцао неколико километара у атмосферу.
Промене су извршене
Непосредне последице несреће биле су „веома узнемирујуће време“ у Совјетском Савезу, рекао је Јонатхан Цооперсмитх, историчар технологије на тексашком универзитету А&М који је био у Москви 1986. У почетку су совјетске власти држале информације близу; државна штампа је закопала причу, а млин за гласине је преузео. Али далеко у Шведској, Де Геер и његови колеге научници већ су детектовали необичне радиоактивне изотопе. Међународна заједница би ускоро сазнала истину.
14. маја, совјетски лидер Михаил Горбачов одржао је телевизијски говор у којем је отворио информације о ономе што се догодило. То је била прекретница у совјетској историји, рекао је Цооперсмитх за Ливе Сциенце.
"То је учинило гласност стварном", рекао је Цооперсмитх, позивајући се на урођену политику транспарентности у Совјетском Савезу.
Такође је отворена нова ера у сарадњи за нуклеарну безбедност. У августу 1986. Међународна агенција за атомску енергију одржала је самит након несреће у Бечу, а совјетски научници су му пришли са невиђеним осећајем отворености, рекао је Де Геер који је присуствовао.
"Било је невероватно колико су нам рекли", рекао је.
Међу изменама у одговору на Чернобил биле су модификације других реактора РБМК-1000 у раду, у то време 17. Према Светској нуклеарној асоцијацији, која промовише нуклеарну енергију, ове промене су укључивале додавање инхибитора језгри ради спречавања бежања реакција при малој снази, пораст броја контролних штапова који се користе у раду и повећање обогаћивања горива. Контролне шипке су такође накнадно опремљене како се графит не би померао у положај који би повећао реактивност.
Остала три реактора у Чернобилу радила су до 2000. године, али од тада су се затворила, као и још две РБМК у Литванији, које су затворене као услов уласка те земље у Европску унију. У Курску раде четири реактора РБМК, три у Смоленску и три у Санкт Петербургу (четврти је пензионисан у децембру 2018).
Ти реактори "нису тако добри као наши", рекао је Де Геер, "али су бољи него што су били некада."
"Било је основних аспеката дизајна који се нису могли поправити без обзира на то што су учинили", рекао је Лиман. "Не бих рекао да су успели да повећају безбедност РБМК-а на стандард који бисте очекивали од реактора за лаку воду западног стила."
Поред тога, истакнуо је Де Геер, реактори нису изграђени са системима са пуним задржањима, као што се види у реакторима западног стила. Заштитни системи су штитници направљени од олова или челика који треба да садрже радиоактивни гас или пару који би могли да испадну у атмосферу у случају несреће.
Надзор је превидјен?
Упркос потенцијално међународним ефектима несреће у нуклеарној електрани, не постоји обавезујући међународни договор о томе шта представља "сигурно" постројење, каже Лиман.
Конвенција о нуклеарној безбедности захтева од држава да буду транспарентне у погледу безбедносних мера и омогућавају стручни преглед постројења, рекао је он, али не постоје механизми за спровођење или санкције. Поједине земље имају своје регулаторне агенције, које су само толико независне колико им локалне самоуправе омогућавају, рекао је Лиман.
"У земљама у којима је распрострањена корупција и недостатак доброг управљања, како можете очекивати да ће било која независна регулаторна агенција моћи да функционише?" Лиман је рекао.
Иако нико осим Совјетског Савеза није направио РБМК-1000 реакторе, неки предложени нови пројекти реактора не укључују позитиван коефицијент празнине, рекао је Лиман. На пример, реактор брзих узгајивача, који су реактори који стварају више цепљивог материјала док стварају снагу, имају позитиван коефицијент празнине. Русија, Кина, Индија и Јапан изградиле су такве реакторе, мада Јапан не ради и планира се разградња, а Индија заостаје 10 година за планом отварања. (Постоје и реактори са малим позитивним коефицијентом празнине у Канади.)
"Дизајнери тврде да ако узмете у обзир све, у цјелини су сигурне, тако да то није толико битно", рекао је Лиман. Али дизајнери не би требали бити превише самопоуздани у својим системима, рекао је.
"Такво размишљање доводи Совјете у проблеме", рекао је. "И то је оно што нас може увалити у проблеме, не поштујући оно што не знамо."
Напомена уредника: Ова прича је ажурирана како би се приметило да је већина, али не сви, контролни штапови уклоњени из реактора, и да се примети да су неки рани реактори у Сједињеним Државама такође имали позитиван коефицијент празнине, иако су њихове грешке у пројектовању биле исправљене .
