Fukushimy nie można porównywać z Czarnobylem
Treść
Z Władysławem Kiełbasą, głównym specjalistą w Departamencie Bezpieczeństwa Jądrowego i Radiacyjnego Państwowej Agencji Atomistyki, rozmawia Małgorzata Goss
Reaktory atomowe w Japonii, mimo że zbudowane w strefie aktywnej sejsmicznie, uchodziły dotąd za bezpieczne. Jak zatem doszło do tak spektakularnej katastrofy?
- Prawdę mówiąc, gdyby nie to, że tam stosuje się zabezpieczenie od ruchów skorupy ziemskiej, które je automatycznie wyłącza w przypadku trzęsienia ziemi, to prawdopodobnie mogłoby się w ogóle nic nie stać, bloki pracowałyby, mając zasilanie elektryczne. Tymczasem w chwili trzęsienia ziemi reaktory zostały automatycznie wyłączone, włączyły się agregaty dieslowskie dostarczające energii elektrycznej i został uruchomiony układ awaryjnego chłodzenia rdzeni reaktorów, ale po godzinie nadeszło tsunami, które spowodowało uszkodzenie agregatów awaryjnych i one się wyłączyły. Sytuacja w związku z tym stała się niebezpieczna. Japończycy szybko ściągnęli awaryjne przenośne agregaty dieslowskie, ale trwało to trochę, zanim dojechały na teren elektrowni. W tym czasie bloki były wychładzane w tzw. układzie autonomicznym. Pod obudową bezpieczeństwa znajduje się duży zbiornik wodny do skraplania pary na wypadek awarii rurociągów z wodą do chłodzenia. Z tego zbiornika była pobierana woda przez pompy napędzane samą energią pary wytwarzanej w reaktorze. Nie było więc potrzeby dostarczania energii elektrycznej i przez jakiś czas ten układ mógł funkcjonować. Turbina napędzała pompę, która pobierała z tego zbiornika wodę, tłoczyła ją do reaktora i przez pewien czas sytuacja była stabilna. Ale nie było odprowadzenia ciepła poza obudowę bezpieczeństwa, więc po jakimś czasie woda zaczęła się nagrzewać, aż osiągnęła temperaturę bliską wrzenia, wzrosło ciśnienie w obudowie bezpieczeństwa i w samym reaktorze. W tej sytuacji konieczne było doprowadzenie wody z zewnątrz w celu chłodzenia reaktora. Gdy ciśnienie w (wewnętrznej - pierwotnej) obudowie bezpieczeństwa reaktora osiągnęło niebezpiecznie wysoki poziom przekraczający ciśnienie projektowe, wówczas parę i gazy upuszczono w sposób kontrolowany - poprzez układ filtrów wychwytujących radioaktywne aerozole, żeby nie dopuścić do rozerwania obudowy. Ten proces był kontynuowany na bloku pierwszym, trzecim oraz drugim, niemniej chłodzenie okazało się niewystarczające. Część paliwa uległa uszkodzeniu, ponieważ nastąpiła reakcja cyrkonu, z którego zbudowane są pręty paliwowe z parą wodną (w rureczkach z cyrkonu umieszczone są pastylki materiału paliwa jądrowego). Ta reakcja wiąże się z wytworzeniem wodoru. Wodór po pewnym czasie wydostał się poza pierwotną obudowę bezpieczeństwa przez przepusty, nieszczelności obudowy lub rurociągi - tego dokładnie nie wiadomo, gdyż informacje na razie są skąpe - i jako znacznie lżejszy od powietrza powędrował do hali umieszczonej ponad tą szczelną, żelbetonową konstrukcją, tj. do tzw. obudowy wtórnej, zebrał się w górnej części budynku, co doprowadziło do wybuchu. Eksplozje te zmiotły lekkie konstrukcje hal nad reaktorem pierwszym i trzecim.
Przez to zwiększyło się promieniowanie?
- To były głównie radioaktywne gazy szlachetne, które powędrowały do atmosfery i nie spowodowały żadnych skażeń. Były tam wykrywane śladowe ilości cezu, który może powodować skażenie. Na tym etapie skażenia jeszcze nie były duże. Jeśli chodzi o pierwszy i trzeci blok, udało się doprowadzić wodę do reaktora i ustabilizować sytuację. Natomiast ciągle jeszcze stał budynek reaktora drugiego, który - niestety - wybuchł we wtorek rano wskutek tego samego procesu. Potem zaś nastąpiło coś, co być może było drugim wybuchem... Być może został uszkodzony torus z wodą stanowiący część obudowy bezpieczeństwa drugiego reaktora. Oznaczałoby to rozszczelnienie obudowy.
To poważniejsze zagrożenie?
- Pewne jest, że reaktor jednak nie został naruszony i rurociągi w jego obrębie również, więc jest możliwość dostarczenia wody do reaktora. Nie wiadomo, czy jest możliwość uruchomienia standardowego układu chłodzenia rdzenia. Jeśli się to uda zrobić - będzie można ustabilizować parametry we wszystkich reaktorach i pierwotnej obudowie, która prawdopodobnie została naruszona.
Nieszczelność obudowy powoduje zwiększoną radiację?
- Tak, i to w sposób niekontrolowany. O ile wypuszczanie gazów w reaktorach 1 i 3 było kontrolowane przez układ filtrów, który w 99,9 proc. wychwytuje aerozole aktywne powodujące skażenia, o tyle w drugim reaktorze ciśnienie spadło samoczynnie, więc jest podejrzenie, że mogła się rozszczelnić obudowa.
Czy mogło dojść do stopienia rdzenia?
- Uważam, że jest to niemożliwe. Jedyne, czego można się spodziewać, to uszkodzenia koszulek prętów paliwowych, ale dopóki jest woda w reaktorze, niemożliwe jest, aby to paliwo uległo stopieniu. Wydaje się, że takiego niebezpieczeństwa w tej chwili nie ma, choć trudno prognozować, co jeszcze będzie się działo. Informacje, które otrzymujemy, nie są dostatecznie szczegółowe. Na razie nic nie wskazuje na to, żeby zachodziło niebezpieczeństwo stopienia rdzenia i przetopienia zbiornika. To, co stało się na drugim bloku, to niewątpliwie poważna awaria, ale to nie jest jeszcze katastrofa. Początek awarii nastąpił po trzech dniach od wygaszenia reaktora, więc sporo radioizotopów uległo wcześniej rozpadowi. To zmniejsza niebezpieczeństwo. Pręty są częściowo schłodzone, wolniej się nagrzewają, spada wydzielanie ciepła... Źródłem tego ciepła jest rozpad radioizotopów zawartych w paliwie. Tego procesu nie można w żaden sposób zatrzymać, on następuje samorzutnie. To są wielkości stosunkowo nieduże, rzędu kilku megawatów, ale to ciepło trzeba jednak odebrać. I w tym problem.
A jeśli stopi się rdzeń?
- To by oznaczało uwolnienie większej ilości substancji radioaktywnych. Paliwo zatrzymuje ok. 99 proc. wszystkich substancji promieniotwórczych. Jeśli ono zostanie mocno przegrzane lub się stopi, to część lotnych substancji może zostać uwolniona. Ale nie ma sytuacji, że grafit płonie. To się odbywa pod wodą. Gdyby się stopiło paliwo niezalane wodą - mogłoby przetopić zbiornik reaktora i spaść na płytę fundamentową. Ale pamiętajmy, ciągle mamy nad tym barierę żelbetu, chociaż nie całkiem szczelną. Nie jest tak, że wszystko leci do atmosfery. Na ściankach osadzają się aerozole, są częściowo wypłukiwane przez wodę, to nie jest aż takie groźne. Nie można tego porównywać z Czarnobylem, nawet jeśli klasyfikacja tego wypadku jest zbliżona.
Co się dzieje z wodą morską tłoczoną do chłodzenia?
- Para jest zrzucana do zamkniętej obudowy bezpieczeństwa i kierowana rurami do zbiornika wodnego pod reaktorem, w którym się skrapla. Nie wypływa na zewnątrz, to bardzo duży zbiornik. Oczywiście jeśli będzie dostarczana w nieskończoność, to ten zbiornik się napełni, ale jest możliwość odprowadzania tej wody na zewnątrz przez układ oczyszczania.
Co zawiodło w Fukushimie?
- Może lokalizacja elektrowni nad oceanem była niewłaściwa. Wschodnie wybrzeże Japonii jest bardzo narażone na trzęsienia ziemi i tsunami. Elektrownia jest położona nad samym morzem. Skala kataklizmu była też z całą pewnością większa, niż przewidywano w założeniach projektowych. Nie spodziewano się tak wielkiego tsunami. Te reaktory to konstrukcje sprzed 40 lat, jedne z najstarszych. W tej chwili standardy bezpieczeństwa są nieporównywalne, a obudowy podwójne i dużo mocniejsze niż dawniej.
Rosną standardy bezpieczeństwa, ale też rośnie siła żywiołów, które dotykają ziemię...
- Takie trzęsienia zdarzają się raz na kilkadziesiąt lat na świecie. Było to największe trzęsienie w Japonii od 140 lat. Do naszej sytuacji ma się to nijak. Teren Polski jest niesejsmiczny, skala możliwych trzęsień ziemi o 5-6 stopni mniejsza i to z prawdopodobieństwem raz na 10 tys. lat. Nie ma też mowy o tsunami.
A zamachy terrorystyczne, uderzenia z powietrza?
- Obudowy bezpieczeństwa reaktorów trzeciej generacji, przewidzianych do budowy w Polsce, są odporne na uderzenie największych samolotów pasażerskich. Zniszczyć taką obudowę to praktycznie zadanie nierealne, chyba że przy użyciu technologii wojskowych. Terroryści nie dysponują takimi środkami.
Wydarzenia w Japonii uczą pokory. Czy energetyka jądrowa powinna podnieść standardy bezpieczeństwa?
- Co do reaktorów trzeciej generacji nie wydaje mi się, by trzeba było zmieniać cokolwiek w ich konstrukcji, jeśli chodzi o zagrożenia sejsmiczne. Są one rutynowo obliczone na 8 stopni w skali Richtera. W Japonii te parametry są podwyższone. Niech pani zwróci uwagę, że w Japonii tylko stare reaktory, wybudowane w oparciu o standardy sprzed 40 lat, miały problemy. Inne nie. Nie widzę więc powodu, by zaostrzać normy, które i tak są wyśrubowane. W najnowszych reaktorach nawet całkowite stopienie rdzenia i przetopienie osłony - co jest zdarzeniem czysto hipotetycznym - nie spowodowałoby skażenia, bo są układy chłodzenia pozwalające utrzymać stopiony rdzeń wewnątrz obudowy bezpieczeństwa reaktora i ustabilizować parametry. Poważniejsze skutki radiologiczne muszą być ograniczone do 800 m od reaktora. To są wymagania nieporównywalne do tego, co było 40 lat temu.
Dziękuję za rozmowę.
Nasz Dziennik 2011-03-17
Autor: jc