Nesreće u nuklearnim elektranama

19.11.2005

Radi boljeg uvida u opasnost od kvarova na nuklearnim energetskim postrojenjima korisno je razmotriti uzroke i posljedice do danas najvećih nesreća na tim postrojenjima. Na nuklearnim elektranama u svijetu su se do danas dogodile dvije velike nesreće koje su rezultirale oštećenjem jezgre i ispuštanjem radioaktivnih tvari u okoliš. To su kvarovi na nuklearnim elektranama u Otok tri milje u SAD i Černobilj u Ukrajini. Za generaciju modernih nuklearnih elektrana moderiranih vodom relevantan je samo kvar na elektrani Otok tri milje.

Elektrana Otok tri milje u Harrisburgu u SAD ima tlakovodni reaktor s dvije rashladne petlje. Oštećenje jezgre 1979. godine rezultiralo je iz niza nesretnih okolnosti u kojima su se događale pogreške na opremi i pogreške operatera. Posljedica nesreće bila je parcijalno oštećenje jezgre (rastalila se približno trećina jezgre). Doza zračenja izvan elektrane tijekom nesreće nije prelazila razinu koja bi ugrožavala lokalno stanovništvo. Rezultati brojnih zdravstvenih studija pokazali su da dugoročnih posljedica po zdravlje stanovništva u okolici elektrane nema. Kako bi se ubuduće spriječili ovakvi neželjeni događaji, u nuklearnim elektranama širom svijeta uvedena su značajna poboljšanja. Radovi na uklanjanju rastaljene i teško oštećene jezgre započeli su u listopadu 1985. nakon gotovo šest godina priprema i trajali su nešto više od četiri godine. Posebno projektirani spremnici s ostacima jezgre otpremljeni su specijalnim vlakom u istraživački centar u Idaho radi proučavanja i konačnog odlaganja. Projekt čišćenja elektrane proglašen je za jedno od najznačajnijih inženjerskih dostignuća tijekom 1990. u SAD.

Katastrofa koja se 1986. godine dogodila u nuklearnoj elektrani Černobilj imala je ogroman negativni utjecaj na razvoj nuklearne energetike. Primarni je uzrok nesreće ljudska pogreška - niz narušavanja propisanih instrukcija i operativnih postupaka. Sekundarni se uzroci mogu sažeti u kategoriju nedostataka u projektu i izvedbi elektrane. Nuklearne elektrane tipa RBMK karakterizira pozitivan koeficijent reaktivnosti šupljina (isparavanje, odnosno gubitak rashladne vode dovodi do porasta snage reaktora - s povećanjem temperature broj novih fisija se povećava), nedovoljna je margina za sigurnosnu obustavu reaktora, ne postoji učinkoviti sustava za hlađenje grafita, i jako važno, ne postoji zaštitna zgrada.

Mehanizam nesreće je takav da je zbog povećanog isparavanja pare u rashladnim kanalima došlo do naglog povećanja snage (pozitivni moderatorski koeficijent plus neodgovarajući dizajn kontrolnih absorbera rezultirao je u promptnoj kritičnosti). Toplinska snaga je u jednoj sekundi porasla na vrijednost koja je stotinu puta veća od normalne što je dovelo do trenutnog isparavanja ostatka vode u jezgri i nastanka parne eksplozije. Treba naglasiti da se nije radilo o nuklearnoj eksploziji. Nuklearna elektrana ne može eksplodirati kao nuklearna bomba zbog premalog obogaćenja fisibilnog materijala. Druga značajna reakcija koja je uslijedila bila je kemijska eksplozija - eksplozija vodika i ugljičnog monoksida te gorenje grafitnog moderatora.

Katastrofa u NE Černobilj uzrokovala je 31 žrtvu neposredno nakon nesreće, više od 100.000 ljudi evakuirano je, uništena je infrastruktura, pojavio se manjak električne energije i smanjena je poljoprivredna proizvodnja. U deset godina nakon nesreće došlo je do značajnog porasta učestalosti raka štitne žlijezde za djecu koja žive na kontaminiranim područjima bivšeg SSSR. Znanstvena i medicinska istraživanja nisu otkrila porast broja ostalih vrsta karcinoma (leukemije), urođenih anomalija, prekida trudnoće, kao ni ostalih bolesti koje bi se mogle smatrati posljedicom izloženosti ionizirajućem zračenju.

Reaktori u elektrani Černobilj ne mogu biti mjerodavni za procjenu sigurnosti ostalih tipova nuklearnih elektrana, jer nisu građeni uz poštivanje opće prihvaćenih kriterija sigurnosti, ali nisu ni temelj nuklearne energetike ni u jednoj zemlji izvan zemalja bivšeg SSSR.

Igor Vuković
19.11.2005.