Πώς προκλήθηκε η πυρηνική τραγωδία στο Τσέρνομπιλ

Ο αντιδραστήρας 4 στον σταθμό πυρηνικής ενέργειας Τσερνόμπιλ εξερράγη. Από την έκρηξη είχαν πεθάνει την ίδια ώρα δύο εργάτες του σταθμού ενώ μέσα σε 4 μήνες από τη ραδιενέργεια πέθαναν 28 πυροσβέστες.

Η υγεία εκατοντάδων ανθρώπων επιβαρύνθηκε από τη ραδιενέργεια ενώ οι ποσοστιαίες αυξήσεις στον καρκίνο ήταν άνω του 25% στους πληθυσμούς που εκτέθηκαν σε αυτή.

Η εκκένωση της κοντινής πόλης ξεκίνησε στις 2 το μεσημέρι και 135.000 άνθρωποι εκκένωσαν την περιοχή ενώ για να αποφασίσουν τις πολλές αποσκευές τους είπαν πως θα είναι προσωρινή.

Όλα τα υπόλοιπα πράγματα τους βρίσκονται ακόμα εκεί δεν μπορούν να μεταφερθούν καθώς το πλουτώνιο χρειάζεται περισσότερο από 245.000 χρόνια για να μειωθεί η έντασή του στο μισό.

Ο αντιδραστήρας, τύπου RBMK-1000, διαπιστώθηκε πως παρουσίαζε ελαττώματα, τα οποία, αφού εντοπίστηκαν, διορθώθηκαν προκειμένου να αποφευχθεί ένα παρόμοιο καταστροφικό γεγονός. Σύμφωνα με εκτενές δημοσίευμα του Live Science, εξακολουθούν να λειτουργούν στη Ρωσία σήμερα 10 αντιδραστήρες του ίδιου τύπου, οι οποίοι, σύμφωνα με ειδικούς, αν και έχουν τροποποιηθεί για να μην συμβεί κάτι ανάλογο ξανά, εξακολουθούν να είναι λιγότερο ασφαλείς από αντίστοιχα δυτικά μοντέλα.

«Υπάρχει ένας αριθμός διαφορετικών τύπων αντιδραστήρων που εξετάζονται τώρα σε διάφορες χώρες, οι οποίοι είναι σημαντικά διαφορετικοί από τον καθιερωμένο αντιδραστήρια ελαφρού ύδατος, και πολλοί έχουν προβλήματα ασφαλείας που οι σχεδιαστές υποβαθμίζουν» λέει στο Live Science o Έντουϊν Λάιμαν, επιστήμονας και εκτελών χρέη διευθυντή στο Πρόγραμμα Πυρηνικής Ασφαλείας της Union of Concerned Scientists.

Τι συνέβη

Στο επίκεντρο της καταστροφής ήταν ο αντιδραστήρας RMBK-1000, ένα μοντέλο που ήταν σε χρήση μόνο στη Σοβιετική Ένωση, και διέφερε από τους περισσότερους πυρηνικούς αντιδραστήρες ελαφρού ύδατος, που χρησιμοποιούνται στη Δύση. Οι αντιδραστήρες αυτοί αποτελούνται από ένα μεγάλο δοχείο πίεσης, όπου βρίσκεται το πυρηνικό υλικό (ο πυρήνας), που ψύχεται μέσω συνεχούς παροχής νερού. Στην πυρηνική σχάση, ένα άτομο (ουράνιο, επί της προκειμένης), διασπάται, δημιουργεί θερμότητα και απελευθερώνει νετρόνια, τα οποία πέφτουν πάνω σε άλλα άτομα, προκαλώντας διάσπασή τους, απελευθερώνοντας επιπλέον νετρόνια και θερμότητα κ.ο.κ. Η θερμότητα αυτή μετατρέπει το νερό σε ατμό, που κινεί τουρμπίνες, παράγοντας ηλεκτρισμό.

Στους αντιδραστήρες ελαφρού ύδατος, το νερό λειτουργεί επίσης ως επιβραδυντής, για τον έλεγχο της συνεχιζόμενης σχάσης μέσα στον πυρήνα. Αυτό που κάνει ο επιβραδυντής είναι να επιβραδύνει τα ελεύθερα νετρόνια, έτσι ώστε να είναι δυνατή η συνέχιση της αντίδρασης (κάνοντάς την έτσι πιο αποδοτική). Όταν ο αντιδραστήρας θερμαίνεται, περισσότερο νερό μετατρέπεται σε ατμό, και ως εκ τούτου είναι διαθέσιμο λιγότερο για να λειτουργεί ως επιβραδυντής. Το αποτέλεσμα είναι να η αντίδραση να επιβραδύνεται- και αυτός ο κύκλος είναι ένα βασικό μέτρο ασφαλείας, προκειμένου να αποφεύγεται η υπερθέρμανση.

Όπως αναφέρεται στο σχετικό δημοσίευμα του Live Science, ο RMBK-1000 διαθέτει, καθώς χρησιμοποιεί μεν νερό για την ψύξη, αλλά στον ρόλο του επιβραδυντή έχει γραφίτη. Αυτό του επιτρέπει να χρησιμοποιεί λιγότερο εμπλουτισμένο καύσιμο, και να μπορεί να ανεφοδιάζεται (με καύσιμο) ενώ είναι σε λειτουργία. Ωστόσο, με τους ρόλους του ψυκτικού και του επιβραδυντή να έχουν διαχωριστεί, ο προαναφερθείς κύκλος- μέτρο ασφαλείας «σπάει». Αντ’αυτού, οι αντιδραστήρες RBMK έχουν κάτι που χαρακτηρίζεται ως «positive void coefficient»: Σε έναν τέτοιο αντιδραστήρα, η αντίδραση της σχάσης επιταχύνεται καθώς το νερό μετατρέπεται σε ατμό, αντί να επιβραδύνεται. Αυτό συμβαίνει επειδή η βράδυ δημιουργεί φυσαλίδες (κενά- voids) στο νερό, καθιστώντας ευκολότερο για τα νετρόνια να μεταβαίνουν στον γραφίτη- επιβραδυντή, που ενισχύει τη σχάση, όπως εξηγεί ο Λαρς Έρικ ντε Γκέερ, πυρηνικός φυσικός ο οποίος εργαζόταν στην Σουηδική Υπηρεσία Αμυντικών Ερευνών. Από εκεί και πέρα, όπως είπε στο Live Science, το πρόβλημα επαυξάνεται: Η σχάση γίνεται όλο και πιο αποδοτική, ο αντιδραστήρας θερμαίνεται, το νερό παράγει περισσότερο ατμό, κ.ο.κ.

Όταν ο αντιδραστήρας στο Τσέρνομπιλ λειτουργούσε σε πλήρη ισχύ, αυτό δεν ήταν πρόβλημα, σύμφωνα με τον Λάιμαν. Στις υψηλές θερμοκρασίες, το ουράνιο (καύσιμο) στο οποίο βασίζεται για τη λειτουργία του ο αντιδραστήρας τείνει να απορροφά περισσότερα νετρόνια, κάτι το οποίο το καθιστά λιγότερο «αντιδραστικό». Σε επίπεδα μειωμένης ισχύος, ωστόσο, οι αντιδραστήρες RBMK-1000 γίνονται ασταθείς.

Πριν συμβεί το ατύχημα της 26ης Απριλίου 1986, ήταν σε εξέλιξη μια δοκιμή για να διαπιστωθεί εάν η τουρμπίνα του πυρηνικού σταθμού θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την τροφοδοσία εξοπλισμού εκτάκτου ανάγκης κατά τη διάρκεια διακοπής ενέργειας. Για τους σκοπούς της δοκιμής ο σταθμός έπρεπε να λειτουργεί σε επίπεδα μειωμένης ισχύος. Όσο τα επίπεδα ήταν χαμηλά, ελήφθη εντολή από το Κίεβο η διαδικασία να σταματήσει, επειδή ένας συμβατικός σταθμός ηλεκτροπαραγωγής είχε τεθεί εκτός λειτουργίας και χρειαζόταν η συνδρομή του Τσέρνομπιλ. «Αυτός ήταν ο κύριος λόγος που συνέβη ό,τι συνέβη στο τέλος» λέει ο Ντε Γκέερ.

Ο σταθμός λειτουργούσε σε μειωμένο επίπεδο ισχύος για 9 ώρες. Το αποτέλεσμα ήταν η συσσώρευση στον αντιδραστήρα ξένου (που απορροφούσε νετρόνια), ώστε να μην είναι δυνατή η διατήρηση του απαιτούμενου επιπέδου σχάσης. Η ισχύς έπεσε πολύ χαμηλά. Προσπαθώντας να την ανεβάσουν, οι μηχανικοί αφαίρεσαν τις ράβδους ελέγχου (ήταν φτιαγμένες από καρβίδιο του βορίου, που απορροφά νετρόνια), οι οποίες χρησιμοποιούνται για την επιβράδυνση της αντίδρασης. Επίσης, μείωσαν τη ροή νερού στον αντιδραστήρα- κάτι που, σύμφωνα με τη Nuclear Energy Agency, όξυνε την κατάσταση. Ξαφνικά η αντίδραση έφτασε στα άκρα, και μέσα σε δευτερόλεπτα η ισχύς εκτινάχθηκε, φτάνοντας σε επίπεδο εκατονταπλάσιο αυτού που ο αντιδραστήρας ήταν σχεδιασμένος για να αντέχει.

Υπήρχαν επίσης και άλλα σχεδιαστικά προβλήματα τα οποία καθιστούσαν δύσκολο να τεθεί υπό έλεγχο η κατάσταση- για παράδειγμα, οι ράβδοι ελέγχου είχαν και αυτές γραφίτη στις άκρες, σύμφωνα με τον Ντε Γκέερ. Όταν οι μηχανικοί είδαν πως ο αντιδραστήρας έφευγε εκτός ελέγχου και προσπάθησαν να κατεβάσουν τις ράβδους, αυτές κόλλησαν, και η σχάση δεν επιβραδύνθηκε, μα ενισχύθηκε τοπικά, λόγω του επιπρόσθετου γραφίτη. Ακολούθησαν δύο εκρήξεις- και οι λόγοι τους αποτελούν ακόμα αντικείμενα συζήτησης, καθώς μπορεί να ήταν εκρήξεις ατμού από την αύξηση της πίεσης στο σύστημα, ή η μία μπορεί να ήταν έκρηξη ατμού και η δεύτερη έκρηξη υδρογόνου λόγω χημικών αντιδράσεων στον αντιδραστήρα. Με βάση τον εντοπισμό ισοτόπων ξένου στο Τσερέποβετς, 370 χλμ βόρεια της Μόσχας, μετά την έκρηξη, ο Ντε Γκέερ θεωρεί ότι η πρώτη έκρηξη ήταν στην πραγματικότητα ένας πίδακας πυρηνικού αερίου που εκτοξεύτηκε χιλιόμετρα ψηλά στην ατμόσφαιρα.

Τι ακολούθησε

Αυτό που ακολούθησε ήταν μια πολύ δύσκολη κατάσταση για τη Σοβιετική Ένωση: Οι αρχές προσπάθησαν στην αρχή να συγκαλύψουν το συμβάν, ωστόσο ο εντοπισμός ραδιενεργών ισοτόπων στη Σουηδία από τον Ντε Γκέερ και συναδέλφους του σήμαινε πως σύντομα η διεθνής κοινότητα θα μάθαινε την αλήθεια. Ο Μιχαήλ Γκορμπατσόφ, τελευταίος πρόεδρος της Σοβιετικής Ένωσης, στις 14 Μαΐου μίλησε στην τηλεόραση για το τι είχε συμβεί, κάτι που αποτελούσε μεγάλη αλλαγή για την ιστορία της ΕΣΣΔ, καθώς επρόκειτο για μια πρακτική εφαρμογή της «γκλάσνοστ». Παράλληλα, σηματοδοτούσε μια νέα εποχή συνεργασίας στην πυρηνική ασφάλεια: Τον Αύγουστο του 1986, σε σύνοδο της ΙΑΕΑ στη Βιέννη, οι Σοβιετικοί επιστήμονες εμφανίστηκαν ιδιαίτερα «ανοιχτοί»: «Ήταν απίστευτο το πόσα πολλά μας είπαν» θυμάται ο Ντε Γκέερ.

Μεταξύ των αλλαγών που επέφερε το Τσέρνομπιλ ήταν οι τροποποιήσεις στους άλλους αντιδραστήρες RBMK-1000 που ήταν τότε σε λειτουργία- 17 στον αριθμό. Σύμφωνα με τη World Nuclear Association, οι αλλαγές αυτές περιελάμβαναν την εγκατάσταση συστημάτων – «κοφτών» στον πυρήνα για την αποτροπή ανεξέλεγκτων αντιδράσεων σε επίπεδα μειωμένης ισχύος, αύξηση του αριθμού των ράβδων ελέγχου και αύξηση των επιπέδων εμπλουτισμού του καυσίμου. Επίσης, οι ράβδοι ελέγχου τροποποιήθηκαν έτσι ώστε ο γραφίτης να μη βρίσκεται σε σημείο όπου θα μπορούσε να ενισχυθεί η αντίδραση.

Οι τρεις άλλοι αντιδραστήρες του Τσέρνομπιλ λειτουργούσαν ως το 2000. Πλέον είναι εκτός λειτουργίας, όπως και άλλοι δύο RBMK στη Λιθουανία (ήταν προϋπόθεση για την ένταξη της χώρας στην ΕΕ). Σε λειτουργία είναι ακόμα τέσσερις αντιδραστήρες RBMK στο Κουρσκ, τρεις στο Σμολένσκ και τρεις στην Αγία Πετρούπολη. Οι αντιδραστήρες αυτοί «δεν είναι τόσο καλοί όσο οι δικοί μας» λέει ο Ντε Γκέερ, «μα είναι καλύτεροι από ό,τι ήταν παλιά». Παρόλα αυτά σημειώνει πως το σχέδιο έχει θεμελιώδεις αδυναμίες που δεν ήταν δυνατόν να επιδιορθωθούν.