Katastrofa elektrowni jądrowej w Czarnobylu (także ogólniej: Katastrofa w Czarnobylu) – największy na świecie wypadek jądrowy mający miejsce 26 kwietnia 1986, do którego doszło w wyniku wybuchu wodoruz reaktora jądrowego bloku nr 4 elektrowni atomowej w Czarnobylu.

Była to największa katastrofa w historii energetyki jądrowej i jedna z największych katastrof przemysłowych XX wieku. Razem z awarią elektrowni jądrowej Fukushima I została zakwalifikowana do siódmego, najwyższego stopnia w skali INES.

W wyniku awarii skażeniu promieniotwórczemu uległ obszar od 125 000 do 146 000 km2 terenu na pograniczu Białorusi, Ukrainy i Rosji, a wyemitowana z uszkodzonego reaktora chmura radioaktywna rozprzestrzeniła się po całej Europie. W efekcie skażenia ewakuowano i przesiedlono ponad 350 000 osób.

Elektrownia atomowa w Czarnobylu leży w pobliżu miasta Prypeć na Ukrainie, 18 km na północny zachód od miejscowości Czarnobyl, 16 km od granicy ukraińsko-białoruskiej i około 110 km od Kijowa. W jej skład wchodzą cztery reaktory typu RBMK-1000, każdy o maksymalnej mocy 1 GW. W momencie katastrofy wspólnie wytwarzały około 10% energii elektrycznej produkowanej na Ukrainie.

Budowa elektrowni rozpoczęła się w latach 70. XX wieku. Reaktor nr 1 uruchomiony został w roku 1977, po czym oddano do użytku reaktor nr 2 (1978), nr 3 (1981) i nr 4 (1983). W momencie wypadku trwała budowa kolejnych dwóch reaktorów nr 5 i nr 6, także o mocy 1 GW.

Główną przyczyną katastrofy były błędy konstrukcyjne reaktora skonstruowanego oryginalnie do celów wojskowych (produkcja plutonu) — reaktor był modularny (łatwość rozszczelnienia) a w razie awarii następował samoczynny wzrost mocy reaktora. Przyczyną wtórną były błędy proceduralne. Po katastrofie z powodów politycznych ZSRR eksponował głównie winę operatorów reaktora
25 kwietnia 1986 personel obsługujący czwarty reaktor w elektrowni jądrowej w Czarnobylu prowadził przygotowania do testu, który miał zostać przeprowadzony następnego dnia.

Eksperyment powinien być przeprowadzony dwa lata wcześniej, przed oddaniem reaktora do eksploatacji. Jednak wówczas jego wykonanie zagrażało przedplanowemu oddaniu reaktora do eksploatacji i odłożono go na później, łamiąc jeden z przepisów eksploatacji reaktorów
Test miał wykazać jak długo w sytuacji awaryjnej, po ustaniu napędzania turbin generatorów parą z reaktora, energia kinetyczna ich ruchu obrotowego produkuje wystarczającą ilość energii elektrycznej dla potrzeb awaryjnego sterowania reaktorem. Czas ten potrzebny jest, by uruchomić system awaryjnego zasilania elektrycznego sterowania reaktorem – mały generator elektryczny napędzany przez silnik spalinowyReaktor miał zostać odłączony od sieci 25 kwietnia 1986. Dzienna zmiana pracowników została uprzedzona o planowanym doświadczeniu i zapoznała się z odpowiednimi procedurami. Nad przebiegiem eksperymentu i działaniem nowego systemu regulacji napięcia czuwać miała specjalnie powołana grupa specjalistów w dziedzinie elektryczności pod nadzorem Anatolija Diatłowa (zastępcy naczelnego inżyniera elektrowni i jedynego atomisty w jej kierownictwie)
Zgodnie z planem eksperymentu od rana moc reaktora była stopniowo obniżana aż do poziomu 50%. Wtedy jedna z okolicznych elektrowni nieoczekiwanie przerwała produkcję energii. Aby zapobiec niedoborom elektryczności, dyspozytornia mocy w Kijowie zażądała opóźnienia wyłączenia reaktora do wieczora, kompensując popołudniowy wzrost zapotrzebowania na elektryczność.

O godzinie 23:04 z dyspozytorni nadeszła zgoda na wyłączenie reaktora. To opóźnienie było katastrofalne w skutkach. Dzienna zmiana, zaznajomiona z procedurami, dawno już zakończyła pracę. Zmiana popołudniowa szykowała się do odejścia, a nocna, która rozpoczynała pracę o godzinie 0:00, miała przejąć kontrolę reaktora już w trakcie eksperymentu. Zespół ekspertów również odczuwał zmęczenie bezczynnym oczekiwaniem od rana.

Według pierwotnego planu, eksperyment miał być przeprowadzony za dnia, a zadaniem nocnej zmiany byłoby jedynie czuwanie nad systemem chłodzenia wyłączonego już reaktora. Dlatego też pracownicy, którzy rozpoczęli pracę o północy, nie byli przygotowani na napotkane warunki, a przekazane im opisy procedur pełne były ręcznych poprawek i skreśleń. Szefem zmiany nocnej był Aleksander Akimow, a operatorem odpowiedzialnym za obsługę reaktora – Leonid Toptunow, młody inżynier z niewielkim stażem pracy (ok. 3 miesięcy).

Początkowo rozpoczęto redukcję mocy cieplnej reaktora z nominalnej 3,2 GW do założonej 0,7–1,0 GW. Jednakże niedoświadczony operator, Leonid Toptunow, za bardzo zredukował tę moc, która spadła do 10 MW. W tej sytuacji doszło do nadmiernego wydzielania się ksenonu-135, który silnie pochłania neutrony ("zatrucie ksenonowe"). Reaktor nie posiadał odpowiednich przyrządów kontrolnych, które pozwoliłyby to wykryć. W przypadku zatrucia ksenonowego należy wyłączyć reaktor i poczekać około 24 h do ponownego uruchomienia (ksenon-135 jest izotopem krótko żyjącym).

Przy tak małej mocy przeprowadzenie eksperymentu było niemożliwe. Operatorzy, nieświadomi zatrucia ksenonowego, prawdopodobnie sądzili, że spadek mocy spowodowany był usterką jednego z automatycznych regulatorów, aby zwiększyć moc reaktora, zaczęli usuwać kolejne pręty kontrolne, aż do momentu gdy konieczne było wyłączenie automatycznych mechanizmów i ręczne przesunięcie prętów do pozycji znacznie przekraczającej przyjęte normy.

Reaktor powoli zwiększył moc do 200 MW, czyli poziomu trzykrotnie niższego niż wymagany do eksperymentu. Mimo tego, nie przerwano go – na jego kontynuację nalegał Diatłow, który lekceważył zastrzeżenia operatorów (którzy nie dorównywali mu ani pozycją ani doświadczeniem zawodowym). Zgodnie z planem, 26 kwietnia o godzinie 1:05 zwiększono obieg wody chłodzącej. Przepływ chłodziwa przekroczył górny limit o godzinie 1:16. Zwiększone chłodzenie obniżyło temperaturę rdzenia reaktora, a co za tym idzie – ilość pary wodnej. Woda w stanie ciekłym pochłania więcej neutronów niż para, w efekcie czego moc reaktora ponownie spadła. Zrekompensowano to jeszcze dalszym wysunięciem prętów kontrolnych.

W wyniku tych działań reaktor został doprowadzony do skrajnie niestabilnego stanu i pozbawiony zupełnie kontroli za pomocą służących do tego prętów. Jedynym czynnikiem hamującym pracę reaktora był wysoki poziom ksenonu w paliwie jądrowym. W tej sytuacji automatyczny system bezpieczeństwa powinien całkowicie wygasić reaktor, jednakże operatorzy zadecydowali o wyłączeniu tego zabezpieczenia

O godzinie 01:23:04 rozpoczął się niedopracowany eksperyment. Załoga nie zdawała sobie sprawy z niestabilności reaktora i wyłączyła przepływ pary do turbin. Ponieważ zwalniająca turbina napędzała pompy, przepływ wody chłodzącej zaczął maleć, a produkcja pary wzrosła. Dodatnia reaktywność dla pary, jedna z charakterystycznych cech reaktorów typu RBMK, spowodowała wzrost ilości rozszczepień, a co za tym idzie – temperatury. To jeszcze bardziej zwiększyło parowanie wody. Szybko przekroczona została szybkość pracy reaktora, która mogła być zahamowana przez wydzielony ksenon. Wzrost mocy i temperatury reaktora nastąpił lawinowo.

O 01:23:40 Aleksander Akimow, kierownik zmiany bloku, próbował uruchomić procedurę AZ-5 (SCRAM), która natychmiastowo wygasza reaktor poprzez całkowite wsunięcie prętów kontrolnych, także tych wyjętych wcześniej ręcznie. Do dziś niejasne jest, czy było to działanie mające zapobiec katastrofie czy po prostu sposób na zrealizowanie planowego wyłączenia reaktora. Uruchomienie AZ-5 mogło być odpowiedzią na nagły wzrost mocy, jednakże Diatłow pisze:

"Przed godziną 01:23:40 centralny system kontrolny (...) nie zarejestrował żadnych zmian parametrów, które usprawiedliwiałyby AZ-5. Komisja (...) zebrała i przeanalizowała dużą ilość materiału i, jak oświadczyła w raporcie, nie ustaliła przyczyny rozpoczęcia AZ-5. Nie ma też powodu by szukać przyczyny. Reaktor po prostu miał być wyłączony na zakończenie eksperymentu."

Mechanizm wprowadzający pręty kontrolne do rdzenia nie zadziałał. Powolne tempo wsuwania prętów (0,4 m/s, około 18-20 sekund na przebycie całej długości) było jedną z przyczyn. Jeszcze gorsze skutki wywołała wadliwa konstrukcja prętów. Ich końcówki wykonane były z grafitu. Podczas wsuwania wypychały chłodziwo, a same – będąc moderatorem – wbrew zamierzeniu przyspieszały reakcję łańcuchową. W efekcie tego AZ-5, zamiast wygasić reaktor, spowodował nagły wzrost mocy. Późniejsze badania symulacyjne wykazały, że w tej sytuacji należało poprzestać na samym wznowieniu przepływu wody, a dopiero po ochłodzeniu reaktora, wyłączyć go (wypowiedzi Diatłowa wskazują, że się tego domyślał i dlatego nie chciał włączyć AZ-5; jednakże po pierwsze Akimow postąpił zgodnie z obowiązującymi procedurami, a po drugie Diatłow nie miał w zwyczaju objaśniać motywów swoich działań, a tylko oczekiwał od podwładnych ślepego posłuszeństwa). Przegrzanie rdzenia sprawiło, że kanały paliwowe popękały, blokując pręty kontrolne. W ciągu trzech sekund moc reaktora wzrosła do 530 MW. O godzinie 01:23:47, w siedem sekund po rozpoczęciu AZ-5, moc cieplna osiągnęła 30 GW, niemal dziesięciokrotnie przekraczając normalny poziom. Gwałtowny wzrost ciśnienia zniszczył kanały paliwowe i rozerwał rury z wodą chłodzącą. Paliwo zaczęło się topić i wpadać do zalegającej na dnie wody.

O godzinie 01:24, 20 sekund po rozpoczęciu AZ-5, wzrost ciśnienia znajdującej się w reaktorze pary wodnej doprowadził do pierwszej eksplozji pary, która wysadziła ważącą 1200 ton osłonę biologiczną (antyradiacyjną) pokrywającą reaktor. Kompletnie zniszczony rdzeń reaktora wszedł w kontakt z chłodziwem, co spowodowało reakcję cyrkonowych wyściółek kanałów paliwowych z wodą, która zaczęła rozkładać się z wydzielaniem wodoru, a po zniszczeniu cyrkonowych osłon bezpośrednio zetknęła się z rozżarzonym grafitem o temperaturze 3000 °C i doszło do jej termolizy z wydzielaniem mieszaniny piorunującej (wodór i tlen w stosunku 2:1).

Następnie doszło do drugiej, nieco większej eksplozji wodoru i tlenu, która zniszczyła budynek czwartego reaktora.

Eksplozja ta pozwoliła na wniknięcie powietrza do wnętrza reaktora. Spowodowało to zapłon kilku ton grafitowych bloków izolujących reaktor, które płonąc przez 9 dni uwolniły do atmosfery najwięcej izotopów promieniotwórczych. Większość z 211 prętów kontrolujących pracę rdzenia reaktora stopiła się.

Do atmosfery dostał się radioaktywny pył. Radioaktywne cząstki wyrzucone do atmosfery wybuchem, jak i te emitowane nadal w wyniku trwającego pożaru grafitu, tworzyły pióropusz radioaktywnych drobin o wysokości 1030 m, który następnie przemieścił się w stronę miasta Prypeć. Wiatr utrzymywał jednak chmurę radioaktywnych cząstek z dala od miasta.

Poziom promieniowania w najbardziej dotkniętych katastrofą częściach budynku reaktora ocenia się na 5,6 rentgena na sekundę (R/s) (0,056 greja na sekundę (Gy/s)), czyli 23 kR/h (200 Gy/h). Dawka śmiertelna to około 500 rentgenów w czasie 5 godzin, co oznacza że w niektórych miejscach niezabezpieczeni w żaden sposób pracownicy przyjęli śmiertelną ilość promieniowania w ciągu kilku minut. Dozymetr zdolny do pomiaru promieniowania na poziomie 1000 R/s (10 Gy/s) był niedostępny z uwagi na zniszczenia, a drugi egzemplarz okazał się wadliwy. Pozostałe dozymetry działały w zakresie do 0,001 R/s (0,00001 Gy/s), przez co nieprzerwanie podawały odczyt "poza skalą". W wyniku tego obsada reaktora nie była świadoma jak wielką dawkę promieniowania przyjmuje

.W 1991 w bloku nr 2 elektrowni w Czarnobylu wybuchł pożar. Mimo iż awaria była niegroźna, rząd niepodległej już Ukrainy wydał decyzję o natychmiastowym zamknięciu reaktora nr 2, a do 1993 wszystkich pozostałych. Z uwagi na ogromne koszty i brak możliwości zrównoważenia bilansu energetycznego Ukrainy, dopiero w 1997 wyłączono reaktor nr 1, a w grudniu 2000 zamknięto ostatni pracujący reaktor nr 3, tym samym elektrownia ostatecznie przestała funkcjonować.

Problemem pozostaje wysoki koszt usunięcia szkód po katastrofie. W 1995 grupa G8, zobowiązała się przeznaczyć na likwidację elektrowni i szkód do 2,3 mld USD (w tym 498 mln jako pomoc bezzwrotna). Z kolei Unia Europejska zadeklarowała pod koniec lat 90. pomoc w wysokości ok. 430 mln euro – w tym środki na budowę 2 kolejnych elektrowni atomowych, mających rozwiązać problemy energetyczne Ukrainy związane z zamknięciem elektrowni czarnobylskiej. Aż do 2006 roku brytyjska Food Standards Agency prowadziła monitoring niektórych terenów hodowlanych w Walii, które w 1986 uznano za "potencjalnie skażone".

Strefa wokół Czarnobyla do dziś jest zamknięta. Obowiązuje tam surowy zakaz przebywania. Pomimo to w domach w okolicznych wsiach można spotkać nielegalnych mieszkańców, utrzymujących się z rolnictwa, zaś wycieczki z całego świata zwiedzają swobodnie to miejsce. Są plany aby elektrownia atomowa w Czarnobylu stała się atrakcją turystyczną. Ukraińskie władze zamierzają otworzyć dla żądnych wrażeń strefę dotąd zamkniętą po katastrofie w 1986 roku.

W 2011 roku Komisja Europejska zaapelowała do państw członkowskich Unii Europejskiej o pomoc finansową dla Ukrainy na budowę nowego "sarkofagu", ze względu na kończący się termin ważności obecnego (2016 r.) wyznaczony przez konstruktorów
.
ja z tego też mało rozumiem

A czy wy wiecie że to był reaktor RBMK-1000?
takie reaktory pracują jeszcze w Kursku, Leningradzie i Smoleńsku
a w niektórych miejscach nawet starsze

Ostatnio edytowany przez Elwing (2011-04-17 10:36:35)