Havárie Černobylu

Havárie v jaderné elektrárně Černobyl

26.dubna roku 1986 v 1 hodinu 23 minut došlo na 4. reaktorovém bloku jaderné elektrárny Černobyl v bývalém Sovětském svazu k těžké havárii reaktoru se závažnými radiačními důsledky. Těsně po havárii zemřelo 31 osob (zaměstnanců elektrárny nebo hasičů), přes 140 lidí bylo zraněno a více než 100 000 evakuováno. Skutečný rozsah havárie byl zveřejněn až po několika dnech. Od roku 1986 znají slovo Černobyl lidé na celém světě.

Černobylský experiment

Vše začalo den před havárií, kdy bylo zahájeno plánované odstavení 4. bloku elektrárny. Před odstavením měl být proveden celkem běžný experiment. Měl ověřit, jestli bude elektrický generátor (poháněný turbínou) po rychlém uzavření přívodu páry do turbíny schopen při svém setrvačném doběhu ještě zhruba 40 vteřin napájet čerpadla havarijního chlazení. Tato elektřina je pro bezpečnost reaktoru životně důležitá: pohání chladící čerpadla, regulační a havarijní tyče, osvětluje velín i řídicí pult. Plánovaný průběh experimentu zněl: Snížení výkonu na 25-30 % (700-1000 MW tepelných), což je nejnižší výkon, při kterém je povolen provoz tohoto typu reaktoru. Dále odstavení první ze dvou turbín, následné odpojení havarijního chlazení (aby nezačalo působit během testu) a nakonec přerušení přívodu páry.

25.dubna 01:00:00

Jak probíhal experiment skutečně? Experiment byl pojímán jednoznačně jako elektrotechnická záležitost, a proto jej začali řídit elektrotechnici, nikoliv specialisté na jaderné reaktory. V jednu hodinu po půlnoci začalo snižování výkonu v reaktoru.

13:05:00

Nejprve byl snížen výkon reaktoru na polovinu a byl odstaven první turbogenerátor. Krátce poté byl odpojen systém havarijního chlazení reaktoru, aby nezačal působit během testu.

14:00:00

Dispečer Ukrajinských energetických závodů žádá o odklad testu - blíží se svátky (1. máj), továrny potřebují dohnat plány. Test je tedy odložen o téměř 9 hodin. Obsluha však již na tuto dobu nechává odpojen systém nouzového chlazení reaktoru, přestože je to v rozporu s předpisy. Odklad způsobil, že pokračování v experimentu prováděla nová směna, která na něj nebyla připravena.

16:00:00

Ranní směna odchází. Pracovníci této směny byli v předchozích dnech seznámeni s testem a znali celý postup. Speciální tým elektroinženýrů zůstává na místě.

23:10:00

Odpolední směna pokračuje opět ve snižování výkonu. Tým elektroinženýrů je unaven. Dochází k vystřídání odpolední a noční směny. V noční směně je méně zkušených operátorů, kteří se navíc na zkoušku nepřipravovali

26.dubna 01:00:00

V průběhu přípravy testu mají operátoři problémy s udržením stability výkonu reaktoru. Chybou operátora nastal prudký pokles výkonu reaktoru až na 30 MW tepelných tzn. prakticky zastavení štěpné reakce (nestabilní stav). V tu chvíli měli operátoři experiment ukončit a reaktor definitivně odstavit. Dostali jej totiž do značně nestabilního stavu mimo oblast povoleného provozu. Rozhodli se však pokračovat dále. Dopustili se přitom několika závažných chyb. Regulační tyče schopné zastavit v nouzi reaktor nechali vysunuty výše, než dovolují předpisy.

Operátor Uskov při vyšetřování doslova řekl:

Často nepovažujeme za potřebné doslovné plnění pokynů – to bychom se do nich doslova zamotali.”

Uskov dále poukázal na fakt, že během výcviku operátorů slyšeli znovu a znovu, že jaderná elektrárna nemůže vybouchnout.

Aby dosáhli zvýšení výkonu, zapínají operátoři přídavné oběhové čerpadlo. Vlivem silného ochlazování však klesá tlak a tím se výkon ještě snižuje. Za normálních okolností by v takovém případě reaktor zastavily automatické havarijní systémy. Ty však obsluha úmyslně odpojila.

01:22:30

Operátoři si nechávají vypsat počítačem stav reaktoru a zjišťují, že počet regulačních tyčí v aktivní zóně odpovídá necelé polovině povolené hodnoty. Po tomto zjištění měli okamžitě odstavit reaktor – ještě to stále bylo možné. Rozhodli se však pokračovat dále.

01:23:04

Test začíná. Poslední osudové chyby se operátoři dopustili tím, že zablokovali havarijní signál, který by při uzavření přívodu páry na turbínu automaticky odstavil reaktor. Následně uzavřeli přívod páry a experiment začal. Reaktor dál běžel na výkonu 200 MW tepelných, podstatně se však snížil průtok chladící vody, rostla její teplota i tlak. Reaktor byl ve stavu, kdy se s rostoucím množstvím páry zvyšovalo množství neutronů v aktivní zóně.

01:23:40

Teď už se katastrofa neodvratně blížila. Leonid Toptunov, operátor zodpovědný za regulační tyče, tiskne tlačítkem signál k havarijnímu odstavení reaktoru zasunutím regulačních tyčí. Ty však byly téměř všechny úplně vytaženy z aktivní zóny a jejich účinek byl proto příliš pomalý na to, co se v reaktoru dělo. Navíc dráha pro zasunutí tyčí byla teplem zdeformovaná. Některé tyče se tedy zasunout ani nemohly.

01:23:44 EXPLOZE

Poté došlo po sobě ke dvěma mohutným výbuchům. Reaktor byl přetlakován tak, že pára odsunula horní betonovou desku reaktoru o váze 1000 tun. Do reaktoru vnikl vzduch a reakcí vodní páry s rozžhaveným grafitem vznikl vodík, který vzápětí explodoval a rozmetal do okolí palivo a hořící grafit, což způsobilo požár

Vedoucí noční směny Alexandr Akimov, ani provozní inženýr zodpovědný za strojní vybavení Datlov v tomto okamžiku nevěří, že došlo k nehodě. Posílají dva operátory aktivní zónu zkontrolovat. Tito jsou ozářeni smrtelnou dávkou, stihnou však ještě podat zprávu o tom, co viděli. Když Akimov slyší, že reaktor je zničen, zmateně na velínu vykřikuje:

“Reaktor je v pořádku, nemáme žádné problémy.”

Akimov, Datlov, ředitel Brjuchanov a inženýr Fomin neustále přikazují operátorům přidávat chladící vodu. V šoku nedokážou pochopit situaci - jsou přesvědčeni, že se nic neděje.

Akimov a Toptunov zemřeli na nemoc z ozáření. Datlov a Fomin byli odsouzeni k deseti letům vězení za nedodržování bezpečnostních předpisů. Koncem roku 1990 však byli oba propuštěni

02:20:00

Požár se podařilo na 4. bloku lokalizovat. Hasiči se vrhli do boje s ohněm, aby se nerozšířil na další bloky. Mezi tím z rozbitého a rozžhaveného reaktoru unikla radioaktivita. Za deset dnů uniklo od okamžiku výbuchu celkem asi 4% radioaktivity.

05:10:00

O tři hodiny později byl požár za cenu životů hasičů uhašen. Exploze vyzářila asi 300 sievertů (na běžný snímek plic potřebujeme asi 0,035 sievertů). Vzniklý radioaktivní mrak byl větrem hnán nejdříve nad Skandinávii, kterou přeletěl a vrátil se zpět do místa svého vzniku, ale ještě ve stejný den havárie změnil vítr směr a vál přes Polsko přibližně směrem na tehdejší Československo a na Rakousko. “Vlna” se odrazila od Alp a přešla naše území ještě jednou, směrem na Polsko. Druhá velká vlna zasáhla Bulharsko.

27.dubna 07:00:00

K Černobylu přijíždí generál Pikalov ve vozidle vybaveném radiační ochranou a dozimetry. Zjišťuje, že uvnitř reaktoru ještě hoří grafit, a že reaktor vydává ohromné množství záření a tepla. Krátce poté je varována sovětská vláda, která nechává evakuovat přilehlé město Pripjať. Helikoptéry svrhují na reaktor 800 tun dolomitu, karbit boričitý, 2400 tun olova a 1800 tun písku a jílu.

28.dubna

Krátce po osmé hodině večerní středoevropského času se o katastrofě prostřednictvím krátké zprávy TASSu dovídá svět.

1.května

V Gomelu, Kyjevě a dalších městech v okolí Černobylu se slaví Svátek práce. Úřady tvrdí, že situace je stabilní. Později se ukáže, že tím míní fakt, že radiace od 26. dubna postupně klesá.

2.května

Požárníci odčerpávají vodu ze zásobníku pod reaktorem. Tento nebezpečný úkol plní až do 8. května. Každý dostává prémii 1000 rublů.

4.května

Do země pod reaktorem jsou vrtány díry a jimi se pumpuje tekutý dusík, který půdu zmrazí.

5.května

Den začíná rozsáhlým únikem radioaktivity - téměř stejně velkým jako 26. dubna. Únik však později prakticky úplně ustane. Dosud nebylo nalezeno přijatelné vysvětlení tohoto druhého úniku.

Situace po havárii

Již v okamžiku výbuchu zahynuli dva lidé: jednoho srazila exploze z výšky a druhý uhořel. Mezi první oběti patřili také požárníci, kteří nebyli vybaveni ochrannými pomůckami, respirátory ani obleky. To se týkalo dokonce i jednotek, které sloužily přímo na elektrárně. Osudné bylo také to, že požárníci netušili, co je příčinou ohně, tedy že všude kolem nich hoří vysoce radioaktivní zbytky reaktoru. Hasiči v té době stále ještě zalévali trosky reaktoru vodou. Radioaktivní tavenina ale měla teplotu přes 2000° C, takže voda se při styku s ní rozkládala na vodík a kyslík, které vzápětí explodovaly. Navzdory dobrému úmyslu a vinou neinformovanosti tak hasiči situaci ještě zhoršovali. Během pěti hodin po explozi se podařilo zabránit šíření ohně na další budovy elektrárny, zejména na sousední třetí reaktor. Ten byl odstaven až čtyři hodiny po výbuchu čtvrtého reaktoru! Ještě 16 hodin po výbuchu se sám předseda komise ÚV KSSS pro jadernou energii divil, kde se vzaly kusy grafitu povalující se po celém areálu elektrárny - domníval se, že jde o materiál pro stavbu 5. a 6. bloku elektrárny, která v té době probíhala. Teprve po mnoha hodinách zjistila armáda šokující skutečnost - že úroveň radiace těchto úlomků je velmi velká. Za pouhých 15 minut byl člověk v blízkosti takového předmětu odsouzen k akutní smrti z ozáření. Vojáci, zejména piloti helikoptér, které na reaktor shazovaly písek, olovo a další materiál, nebyli zpočátku vůbec chráněni proti radiaci. Trvalo tři dny, než armáda svépomocí vybavila helikoptéry alespoň základním stíněním, které chránilo posádku.

Následky

Jaké byly bezprostřední následky? V jaderné elektrárně bylo v době havárie přes 400 zaměstnanců, tento počet se ještě zvýšil o hasiče. Zahynulo 31 lidí, z toho 28 na následky z ozáření a tři na následky zranění při výbuchu. Akutní nemocí z ozáření různého stupně bylo postiženo 203 lidí. Z okruhu 30 km od elektrárny a dalších silně zamořených oblastí bylo evakuováno 116 000 obyvatel. Prvomájové dny v hlavním městě Ukrajiny Kyjevě (asi 90 km od JE Černobyl) patřily v jeho historii k nejčistším. Od rána do noci projížděly ulicemi kropící vozy a neúnavně splachovaly z asfaltu prach obsahující radioaktivitu. U všech vchodů do obytných domů, úřadů, obchodů i kostelů ležely vlhké hadry a lidé si o ně dlouze čistili podrážky svých bot. Za lístek na rychlík do Moskvy, který stál 15 rublů, se platilo 100 i více. Reakce odpovědných orgánů na havárii a její důsledky byly v prvních dnech velmi neuspořádané a v některých směrech až trestuhodně nedbalé, zejména pokud jde o podávání objektivních informací. Mnoho lidí v nejvíce zamořených oblastech obdrželo významné dávky (někteří až dvacetkrát více než obdrží během jednoho roku průměrný člověk kdekoli na Zemi, tedy přepočteno na dny to znamená, že někteří byly ozáření během výbuchu 7308 krát více než jiný den). Určení případných pozdějších následků je však složité, avšak platí, že jakýkoliv přírůstek obdržené dávky znamená určité zvýšení pravděpodobnosti vyvolání rakoviny. Úmrtnost se v obci zasažené explozí zvýšila až třikrát. Přes 40 tisíc dětí trpí nemocí štítné žlázy, dvanáctkrát se zvýšila onemocnění anémií, velmi vzrostl výskyt leukémie. Na Ukrajině bylo touto havárií postiženo 1,5 mil. lidí včetně 250 000 dětí, v Bělorusku žije 1,2 mil. lidí na zamořeném území a asi 3,5 mil. osob v oblastech se zamořenou půdou.

Situace dnes

Dnes se zničený reaktor černobylského bloku číslo 4 skrývá pod mohutným železo-betonovým sarkofágem, jehož cena včetně řešení dalších následků exploze se pohybuje kolem dvou miliard dolarů. Podle expertů je třeba tuto ochranu před radioaktivitou každých 40 let obnovit. Okolo elektrárny jsou dvě zóny: 10 a 30 kilometrová. Oficiálním vlastníkem zón je Ministerstvo Černobylu Ukrajiny. Ve vnitřní zóně je úplný zákaz jakéhokoliv pohybu s výjimkou exkurzí a osob, které pracují v elektrárně. V 30 km pásmu kolem elektrárny probíhá druhá etapa vyklizovacích prací, která navazuje na první etapu probíhající v letech 1986 – 1989. Ta měla charakter nouzový a záchranný. Cílem právě probíhající druhé etapy je skrývka miliónů m3 svršku zeminy, která je do hloubky 3 cm zamořena 137Cs a 90Sr. Ze zamořené půdy rostou deformované borovice s hnědooranžovými, různě pokroucenými korunami. Ve vnější zóně je dědina, do které se především starší lidé rok po havárii vrátili. Dnes jich tu žije asi 600. Na život si nestěžují, dostávají totiž finanční dávky od Ministerstva Černobylu Ukrajiny. Dvakrát týdně jim vozí autobus základní potraviny z území mimo zóny. Ještě nedávno byly v provozu dva reaktory této elektrárny

Dne 15. prosince 2000 byl odstaven poslední z nich na nátlak západoevropských zemí, a to především z psychologických důvodů. Mnoho lidí tak přišlo o práci. Někteří zaměstnanci elektrárny však zůstávají a pracují na likvidaci, zajištění a pozorování elektrárny. Vstupují do vybuchlého reaktoru a provádějí pozorování a měření. Vše je natáčeno kamerou. Záběry vnitřku vybuchlého reaktoru můžeme občas vidět v televizi (naposledy TV PRIMA 26. dubna 2002).

Závěr

Příčiny této katastrofy by se daly stručně shrnout takto: Dvě porušení trvale platných předpisů, jedno nedodržení postupu experimentu a úmyslné zrušení tří automatických ochran reaktoru. Dále musíme také jako příčinu uvést špatnou koncepci Černobylského reaktoru RBMK 1000 (je “nestabilní”, má kladnou zpětnou vazbu), který se podstatně liší od tlakovodních reaktorů, které jsou nejrozšířenější ve světě a nemůže u nich nekontrolovaně vzrůst výkon tak jako u reaktoru v Černobylu.

Rád bych zdůraznil, že výbuch reaktoru v Černobylu nebyl výbuch nukleární (jako jaderná bomba), ale šlo o výbuch “klasický”. První výbuch způsobil přetlak v uzavřeném prostoru a druhý rozžhavený grafit a vodík.

Po zkušenostech z Černobylu jsou dnešní jaderné elektrárny jištěny tak, aby jejich bezpečnost na obsluze vůbec nezávisela. Jednotlivé důležité systémy jsou zdvojené i ztrojené a nedají se vyřadit z činnosti. Dnes se používají reaktory především tlakovodní, které jsou uzavřené do mohutné neprodyšné železobetonové obálky (kontejment). V kontejmentu je reaktor s celým primárním okruhem. Kontejment snese tlak až 0,6 MPa. V případě havárie se vzniklá pára a tlak v kontejmentu rychle automaticky likviduje mohutnými havarijními studenými vodními sprchami s přísadou bóru tzv. barbotážním systémem (bór pohlcuje neutrony). V kontejmentu vznikne naopak podtlak, takže nic neuniká ven. A právě ochranný tlakový kontejment u varného reaktoru v Černobylu chyběl.

Nic nemohlo tak poškodit rozvoj jaderné elektroenergetiky, jako právě tato událost. Všechny informační prostředky o katastrofě informovaly, a někdy i neobjektivně, aby vyhověly mimo jiné i tlakům různých zájmových skupin zaměřených proti jaderné energetice, která se začínala stávat velkou konkurencí všech dosavadních zdrojů a způsobů výroby energie. Některé státy (např. Itálie, Španělsko, Švédsko, Rakousko) dočasně pozastavily nebo zpomalily další realizaci svých jaderných programů.

Na odstranění následků havárie se podle některých zdrojů mohlo podílet až 600 000 osob, z nichž asi 150 000 potřebuje dnes zvláštní pozornost a péči.

Použité literatura : ČEZ, a.s.; internet, www.iaea.or.at