Czy możliwy jest nowy Czarnobyl? Jakie mogą być konsekwencje wypadku w okupowanej elektrowni jądrowej Zaporoże?

Czy możliwy jest nowy Czarnobyl? Jakie mogą być konsekwencje wypadku w okupowanej elektrowni jądrowej Zaporoże?

20.08.2022 0 przez admin
  • Amalia Zatari
  • BBC

Zapisz się do naszego newslettera „ Kontekst ”: pomoże Ci zrozumieć wydarzenia.

prawa autorskie do zdjęć Ministerstwo Obrony Rosji

EJ Zaporoże w ukraińskim Energodarze jest największą elektrownią jądrową w Europie. Od 4 marca znajduje się pod okupacją rosyjską, ale nadal pracuje i nadal jest obsługiwana przez ukraińskich inżynierów. Od drugiej połowy lipca zaporoska elektrownia jądrowa jest regularnie pod ostrzałem, w którym walczące strony obwiniają się nawzajem. Pracownicy stacji zaapelowali do społeczności międzynarodowej o „zapobieganie nieodwracalnemu” i powiedzieli, że wojska rosyjskie wykorzystują ją jako bazę wojskową i jako tarczę przed ukraińskimi atakami.

Rosyjska służba BBC opowiada o tym, jak potencjalnie niebezpieczne mogą być operacje wojskowe w pobliżu zaporoskiej elektrowni jądrowej oraz o uderzeniach, na które części stacji niosą największe zagrożenie.

Na początku marca, w drugim tygodniu wojny, Rosja przejęła Zaporoże, która produkuje do jednej piątej ukraińskiej energii jądrowej (ZNPP). Przed zajęciem stacji i miasta Energodar, w którym się znajduje, tereny przylegające do elektrowni jądrowej były przez długi czas ostrzeliwane przez wojska rosyjskie. Pożar, który wybuchł w jednym z budynków administracyjnych, wywołał wówczas wielki niepokój na świecie.

Po zdobyciu elektrowni, według władz ukraińskich i państw zachodnich, armia rosyjska prowadzi ostrzał z terenu elektrowni jądrowej. Sekretarz stanu USA Blinken powiedział, że Rosja wykorzystuje stację jako bazę wojskową do strzelania do Ukraińców, zdając sobie sprawę, że nie zareagują, ponieważ będzie obarczona przypadkowym trafieniem w reaktor jądrowy.

BBC napisało , że armia rosyjska rozmieściła na terenie stacji wiele wyrzutni rakiet, a także inną broń i sprzęt. Moskwa uznaje obecność swojego wojska w ZNPP, ale zaprzecza atakom z terenu stacji i oskarża Ukrainę o stworzenie zagrożenia dla obiektu jądrowego.

Petr Kotin, szef ukraińskiego Energoatomu, twierdzi , że na terenie stacji znajduje się do 50 pojazdów ciężkiego sprzętu wojskowego, w tym „Ural” z materiałami wybuchowymi i do 500 żołnierzy rosyjskich.

Pracownicy elektrowni atomowej Zaporoże powiedzieli BBC, że armia rosyjska praktycznie przetrzymuje ich jako zakładników.

18 sierpnia pracownicy zaporoskiej elektrowni jądrowej, którzy mimo kontroli rosyjskich wojskowych nadal służą na stacji, opublikowali apel, w którym zwracają się do światowej społeczności „aby zapobiec nieodwracalnemu”.

Czy będzie „drugi Czarnobyl”?

Potencjalne zagrożenie wybuchem jądrowym w elektrowni jądrowej w Zaporożu i jej rzekome konsekwencje są często porównywane do wypadku w elektrowni jądrowej w Czarnobylu w 1986 r., największej katastrofy w historii energetyki jądrowej. Następnie, w wyniku wybuchu w reaktorze, jeden z bloków energetycznych stacji został doszczętnie zniszczony, do atmosfery wypuszczono ogromną ilość substancji radioaktywnych.

Ale porównywanie okupowanej elektrowni atomowej w Zaporożu z elektrownią w Czarnobylu nie jest poprawne, przynajmniej ze względu na to, że na stacjach zainstalowane są różne typy reaktorów.

W Czarnobylu (ChNPP) znajdował się reaktor typu RBMK – grafit. Jej rdzeń zawierał znaczną ilość grafitu, który działał jako moderator neutronów. W wyniku wypadku w murze grafitowym wybuchł pożar, co w znacznym stopniu przyczyniło się do rozprzestrzeniania się promieniowania. Część radioaktywnego grafitu została wyrzucona poza rdzeń, znacznie utrudniając dostęp do reaktora.

W EJ Zaporoże zainstalowano reaktor typu WWER-1000 (wodny chłodzony pod ciśnieniem). Schemat działania reaktora chłodzonego wodą ogólnie wygląda tak.

Energia jądrowa zamieniana jest na energię cieplną w trakcie łańcuchowej reakcji rozszczepienia uranu, która jest utrzymywana w rdzeniu reaktora. Rdzeń jest stale chłodzony wodą, która jednocześnie pełni rolę moderatora neutronów. Podgrzana do wysokiej temperatury woda jest wykorzystywana do produkcji pary, która następnie podawana jest do turbin produkujących energię elektryczną.

W takim przypadku pompy muszą stale utrzymywać obieg wody w obiegu chłodzenia reaktora, który obejmuje zbiornik ciśnieniowy reaktora. W przeciwnym razie temperatura w rdzeniu może wzrosnąć na tyle, że doprowadzi to do stopienia elementów paliwowych (jak miało to miejsce podczas wypadku w Fukushimie).

Tutaj możesz przeczytać bardziej szczegółowo, jak rozmieszczona jest elektrownia jądrowa i najpopularniejszy reaktor wodny ciśnieniowy na świecie.

W EJ Zaporoże reaktor nie zajmuje dużo miejsca i znajduje się w samym środku bloku, a pozostałą w nim przestrzeń zajmują dźwigi, baseny paliwowe i systemy pomocnicze.

Istotną różnicą między elektrownią jądrową Zaporizhzhya a elektrownią jądrową w Czarnobylu jest to, że reaktor w ZNPP jest wyposażony w osłonę (nazywa się to również „zamknięciem”). Jest to duża szczelna konstrukcja betonowa o ścianach o szerokości ponad metra.

Na zdjęciach ZNPP w pobliżu jednostek napędowych widoczne są czerwone kopuły – to powłoka ochronna. Ma na celu zapewnienie, że w razie jakichkolwiek wypadków wewnątrz jednostki napędowej wszystkie substancje radioaktywne pozostaną w środku i nie wydostaną się na zewnątrz.

Reaktor w elektrowni jądrowej w Czarnobylu nie był chroniony hermetyczną powłoką, więc całe promieniowanie w wyniku wypadku i późniejszego zniszczenia jednostki napędowej dostało się w powietrze.

Dla porównania, w 2011 roku podczas awarii w japońskiej elektrowni jądrowej Fukushima-1 obudowa, w którą wyposażony był reaktor na stacji, była w stanie zatrzymać ok. 98% zawartości radioaktywnej i ok. 2% tych substancji radioaktywnych. które mogły zostać wypuszczone w powietrze, były wypuszczane w powietrze na zewnątrz, gdyby nie było zabezpieczenia.

Czy pocisk wytrzyma ostrzał?

Hermetyczna powłoka, w którą wyposażony jest reaktor ZNPP, musi nie tylko zatrzymywać promieniowanie wewnątrz bloku, ale także chronić go przed wpływami zewnętrznymi – mogą to być klęski żywiołowe, a także katastrofy lotnicze, ataki terrorystyczne i wybuchy.

Powstrzymywanie ma pewien margines bezpieczeństwa, ale jest też granica. Jeśli ta hermetyczna powłoka jest w stanie wytrzymać upadek lekkiego samolotu lub eksplozję w pobliżu jednostki napędowej, to uderzenie wystarczająco silnej głowicy, na przykład rakiety lub bomby, może doprowadzić do jej uszkodzenia.

Czy uszkodzenie skorupy oznacza, że reaktor w niej również zostanie uszkodzony? Aleksander Kupny, ukraiński fizyk jądrowy, który pracował w elektrowni jądrowej w Czarnobylu, który przez kilka lat pracował także w elektrowni jądrowej Zaporoż, gdzie nadzorował budowę dwóch bloków energetycznych, jest przekonany, że uszkodzenie obudowy nie spowoduje natychmiastowego uszkodzenia reaktor.

„Aby uszkodzić reaktor, konieczne jest kilkukrotne uderzenie w to samo miejsce precyzyjnymi pociskami. Pierwszy jeden lub dwa pociski przebijają osłonę, a następny, wpadając w ten sam otwór w środku, może uszkodzić reaktor,” Kupny wyjaśnił w jednym ze swoich streamów na YouTube.

Jeśli uwolnienie radioaktywne nastąpi przez dziurę w skorupie, w każdym razie będzie mniej niż w Czarnobylu, a skala wypadku będzie inna, mówi Kupny.

„Oczywiście, będzie jakaś infekcja na terenie przemysłowym. Ale będzie to skala lokalna, a nie ogólnoświatowa katastrofa. Mogą ucierpieć ludzie, przede wszystkim personel stacji, mieszkańcy Energodaru, powiatu kamieńsko-dnieprowskiego i Nikopola. W zależności od tego, gdzie wieje wiatr” – podkreśla fizyk – jądrowe.

Oczywiste jest, że największe uwolnienie radioaktywne nastąpi, jeśli wszystkie bloki energetyczne zaporoskiej elektrowni jądrowej zostaną przebite i reaktor zostanie naruszony. Konsekwencje takiego uwolnienia będą zależeć od prędkości i kierunku wiatru: mogą ucierpieć zarówno kraje Europy Wschodniej, Białoruś, jak i regiony przygraniczne Rosji – Biełgorod, Rostów, Kursk, a także anektowany przez Rosję Krym .

„Ogólnie rzecz biorąc, reaktor i elektrownia jądrowa są dość złożonymi obiektami. Istnieje wiele możliwości wypadków. A bezpośrednie uszkodzenie obudowy reaktora nie jest jedyną możliwością” – starszy badacz w Instytucie Narodów Zjednoczonych ds. Problemy Notatki badawcze w rozmowie z BBC Rozbrojenie Pavel Podvig.

Czy ma znaczenie, który z bloków energetycznych zostanie trafiony?

Łącznie w ZNPP działa sześć bloków energetycznych. Teraz trzy pracują, ale nie na pełnych obrotach, a jeden z nich, jak donosił ukraiński Energoatom 6 sierpnia, został zatrzymany po ostrzale poprzedniego dnia.

Pozostałe trzy niedziałające jednostki są niesprawne i nie są tak nasycone radionuklidami (pierwiastkami promieniotwórczymi), więc emisje z nich w przypadku uszkodzenia powłoki będą mniejsze. (Nuklidy promieniotwórcze są krótkotrwałe i długowieczne, z różnymi okresami półtrwania. Na przykład jod-131, niebezpieczny radionuklid, który może prowadzić do raka, ma okres półtrwania wynoszący osiem dni.)

Podczas wypadku w elektrowni jądrowej w Czarnobylu paliwo pozostało w działającym reaktorze. W paliwie zgromadziło się wiele radionuklidów – zarówno krótkożyciowych, jak i długożyciowych. Ale w pierwszych dniach po wypadku w promieniowaniu dominowały krótkotrwałe nuklidy, które w tym czasie nie zdążyły jeszcze się rozłożyć, wyjaśnił Kupny w swoim strumieniu.

Nuklidy krótkożyciowe już dawno uległy rozkładowi w EJ Zaporoże w trzech nieczynnych blokach energetycznych, więc poziom promieniowania w nich jest niższy.

W bloku energetycznym, który został wyłączony na początku sierpnia z powodu ostrzału, niektóre z krótkożyciowych nuklidów, np. jod-131, uległy rozkładowi, ale nie wszystkie. Na przykład cez-134 ma okres półtrwania wynoszący dwa lata, podczas gdy cez-137 ma okres półtrwania 30 lat.

Gdzie jeszcze w Zaporożu są substancje radioaktywne?

Oprócz reaktorów w wypalonym paliwie znajdują się substancje radioaktywne. Zużyje się, gdy zostanie wyładowany z reaktora i zastąpiony nowym.

Zużyte paliwo ma nadal dość wysoką aktywność resztkową ze względu na zawarte w nim produkty rozpadu radioaktywnego. Nadal wytwarzają energię, więc po zmianie paliwa trafiają najpierw do tzw. basenu wypalonego paliwa.

Baseny chłodzące w elektrowni jądrowej Zaporoże znajdują się wewnątrz obudowy bezpieczeństwa i są basenami wodnymi. Przechowują wypalone paliwo przez około pięć lat. Z biegiem czasu temperatura i radioaktywność nuklidów spada, a po pięciu latach wypalone paliwo z basenu wypalonego paliwa przenoszone jest do suchego magazynu.

Baseny wypalonego paliwa są również słabym punktem elektrowni jądrowych. Muszą zawsze mieć wodę, która chłodzi napromieniowane zespoły paliwowe.

Jeśli w basenie powstanie dziura – na przykład w wyniku uderzenia rakiety – i woda opuści basen, to ciepło wydzielane przez radionuklidy może doprowadzić do dość silnego nagrzania, a nawet zapłonu wypalonego paliwa.

Ten rodzaj pożaru może ostatecznie doprowadzić do dość poważnego uwolnienia radioaktywności, ostrzega Pavel Podvig, starszy pracownik Instytutu Badań nad Rozbrojeniem ONZ.

„Ale należy tutaj pamiętać o dwóch okolicznościach. Najważniejsze jest to, że w reaktorze w Zaporożu elektrownia jądrowa znajduje się w zamkniętej skorupie. Oznacza to, że nadal trzeba do niego dotrzeć. I musi zostać uszkodzony w pewien sposób, aby cała woda wypłynęła stamtąd wystarczająco szybko. że jeśli otwór jest mały, możesz po prostu dodać wodę do basenu i nie będzie wycieku wody. Ta opcja również istnieje. Oznacza to, że główna chodzi o to, żeby woda nie wypłynęła, żeby chłodniej wyszło” – wyjaśnił BBC.

Odgrywa również rolę, jak dawno wyładowano wypalone paliwo z reaktora. Jeśli to właśnie zostało zrobione, oznacza to, że pozostaje najgorętsze i dlatego stanowi największe zagrożenie. Jeśli leżał przez kilka lat, jest mało prawdopodobne, aby się zapalił, nawet jeśli pozostawiony bez chłodzenia.

Co się stanie, jeśli uderzy w magazyn wypalonego paliwa?

Cechą elektrowni jądrowej Zaporizhzhya jest posiadanie suchego magazynu na wypalone paliwo jądrowe (SSF). Wypalone paliwo jest tam umieszczane po pięciu latach w basenie wypalonego paliwa, kiedy już się ochłodziło i jego aktywność spadła.

Suche magazyny to duże pojemniki, które stoją w rzędach na otwartej przestrzeni na terenie stacji. Mogą tak pozostać przez dziesięciolecia.

Innym potencjalnym źródłem radioaktywności jest przechowywanie w stanie suchym. Kontenery nie posiadają hermetycznej ochrony, więc mogą być podatne na walkę, choć mają pewien margines bezpieczeństwa.

„Rakiety nie były do nich wystrzeliwane, ale wystrzeliwane z granatnika podczas testów. Zaprojektowano je z myślą, że będą używane podczas transportu. I wtedy pojawia się pytanie, jak je zabezpieczyć. I wykonano obliczenia. oparty na granatniku i tego rodzaju uderzeniu, ogniu itd. To znaczy, że są to dość stabilne konstrukcje” – wyjaśnia Pavel Podvig.

Według niego, jeśli np. uderzy rakietę w ISFSF, nastąpi uwolnienie radioaktywności (ponieważ długożyciowe nuklidy są nadal przechowywane w wypalonym paliwie), ale będzie to lokalne, w ciągu 10-30 metrów.

Ze względu na to, że wypalone paliwo jest przechowywane w ISFSF, nie zapali się po uderzeniu. Ogień generował strumień powietrza, który następnie uciekał do atmosfery i mógł się tam rozprzestrzeniać.

„Ale wszystko będzie tu oczywiście lokalne, w tym też nie ma nic dobrego, ale to jest niebezpieczeństwo na innym poziomie”, mówi Podvig.

Same kontenery raczej nie ulegną uszkodzeniu, ale utrata kontroli nad nimi (a systemy monitorowania i monitorowania obiektów magazynowych są już uszkodzone) jest obarczona nieprzewidywalnymi konsekwencjami, Kupsky ostrzega w swoim strumieniu: „To jest złe. Kiedy my stracić kontrolę nad radioaktywnym obiektem, zawsze jest źle. Nie wiemy, co się dzieje w tym pojemniku.

Co grozi uszkodzeniem linii energetycznych?

Elektrownia Zaporoże ma cztery linie energetyczne (TL). Na nich ze stacji pochodzi energia, którą wytwarza.

Co więcej, co najmniej dwóch z nich zostało unieruchomionych w wyniku działań wojennych. Wiosną poinformowano również, że trzecia linia energetyczna przestała działać. Jakie linie elektroenergetyczne nadal działają, nie wiadomo.

Jeśli wszystkie linie energetyczne ulegną awarii, wszystkie bloki energetyczne w Zaporożu będą musiały zostać zatrzymane. Zatrzymane bloki energetyczne nie stanowią zagrożenia, jeśli stacja ma prąd na własne potrzeby.

Inżynier z elektrowni jądrowej w Zaporożu powiedział BBC w wywiadzie, że linie przesyłowe wysokiego napięcia zostały już trafione ostrzałem.

Jeśli złamiesz pozostałe linie, reaktory zaczną się szybko nagrzewać. W tym przypadku istnieją dwie opcje rozwoju wydarzeń.

Albo Rosjanie, którzy kontrolują elektrownie atomowe, będą mogli przenosić moc elektrowni atomowych, zasilając z nich własny system energetyczny, albo szybko wzrośnie zagrożenie katastrofą atomową.

Co się stanie, jeśli reaktor nie będzie pod napięciem?

Aby uruchomić nowy, jeszcze zimny blok energetyczny, przy elektrowniach jądrowych powstają specjalne kotłownie. Wytwarzają ciepło w celu rozgrzania sprzętu przed rozpoczęciem pracy.

Specyfiką zaporoskiej elektrowni jest to, że nie posiada ona własnej kotłowni, a ciepło pobiera z pobliskiej elektrowni cieplnej Zaporożża, najpotężniejszej elektrowni cieplnej na Ukrainie.

Dlatego elektrownia cieplna Zaporoże pobiera na własne potrzeby dużo energii z elektrociepłowni. Gdyby reaktor stracił moc, mógłby nie być w stanie utrzymać pracy pomp chłodzących rdzeń reaktora.

Tak właśnie stało się w Fukushimie-1. Istniały systemy, które miały zapewniać chłodzenie rdzenia reaktora, ale z powodu potężnego tsunami zostały zniszczone, a reaktor pozostawiono bez chłodzenia. Mimo, że formalnie został zatrzymany, nadal pozostawało wystarczające wydzielanie ciepła produktów rozpadu, w wyniku czego rdzeń uległ stopieniu.

Z powodu wysokiej temperatury zaczął się wytwarzać wodór, który w końcu eksplodował. W rezultacie obudowa została rozhermetyzowana i pojawiła się pewna ilość substancji radioaktywnych.

W przypadku przerwy w dostawie prądu elektrownie jądrowe posiadają generatory zapasowe. W Fukushimie-1 generatory te również zostały wyłączone przez tsunami.

W elektrowni Zaporoża znajdują się trzy stacje diesla, wszystkie znajdują się na terenie przemysłowym. Jeden zapasowy generator diesla jest w stanie pracować przez około dzień, przy dużych oszczędnościach, trzy zapasowe stacje diesla będą mogły pracować maksymalnie przez cztery dni.

Jeśli przestaną działać, a stacja nadal nie otrzymuje prądu z zewnątrz, to chłodzenie rdzenia reaktora stanie się niemożliwe.

W takim przypadku możliwy jest poważny wypadek – aż do stopienia rdzenia, jak to miało miejsce w Fukushimie.

„Oczywiste jest, że elektrownia jądrowa jest oczywiście zaprojektowana do pewnego rodzaju oddziaływania zewnętrznego, ale nie sądzę, aby ktokolwiek poważnie spodziewał się, że reaktor znajdzie się w strefie działań wojennych” – mówi Pavel Podvig.

Jeśli incydent z uszkodzeniem rdzenia lub zbiornika paliwa jest wystarczająco poważny, z uszkodzeniem płaszcza, to nie można wykluczyć, że konsekwencje takiego wypadku dotkną obszar 100-200 km – przekonuje: „ Niektóre słabsze wzrosty promieniowania tła mogą być odczuwalne i znacznie dalej. Zależy od wiatru.

„Nie rysowałbym bardzo ponurego obrazu, ale z drugiej strony trzeba zrozumieć, że mogą wystąpić dość poważne konsekwencje w postaci skażenia radioaktywnego” – kontynuuje ekspert.

„Nie sądzę, że to tło doprowadzi od razu do śmierci ludzi, nikt od razu nie umrze. Ale jasne jest, że nastąpią szkody gospodarcze, ponieważ będzie strefa wykluczenia. Konsekwencje mogą nie pojawić się od razu, ale na dłuższą metę mogą być bardzo poważne” – ostrzega.