Šestadvacátého dubna 1986 v jednu hodinu a dvacet čtyři minut po půlnoci otřásly jadernou elektrárnou v sovětském Černobylu těsně za sebou dvě mohutné exploze. Jejich síla byla tak obrovská, že vymrštila trosky budovy čtvrtého bloku až kilometr do výšky. Betonový kryt reaktoru, vážící dva tisíce tun, nadzvedla jako pírko do vzduchu a otočila jej do svislé polohy.
Co tu obrovskou energii vypustilo?
Byl to sovětský jaderný reaktor typu RBMK 1000, používaný v Sovětském svazu od roku 1954. Za normálních okolností dodával do elektrické sítě 1000 megawattů. Ten den brzy ráno se však vymkl z kontroly.
Oproti všeobecnému přesvědčení nedošlo v Černobylu ke skutečnému jadernému výbuchu, takovému, jaký na sklonku druhé světové války zničil Hirošimu a Nagasaki. Výbuch ve čtvrtém bloku ukrajinské elektrárny způsobilo nadměrné množství přehřáté páry. Nahromaděná pára odsunula víko reaktoru, do prostoru vnikl vzduch a rekcí vodní páry s rozžhaveným grafitem vznikl vodík, který vybuchl. Exploze vymrštila do okolí radioaktivní palivo z vnitřku reaktoru a také kusy hořících grafitových bloků, používaných jako moderátor štěpné reakce.
Proč se to stalo?
Konstrukce reaktoru RBMK 1000 k tomu zavdávala řadu příčin. Reaktor nesplňoval bezpečnostní podmínky, které dnes samozřejmě dodržují všechny jaderné elektrárny. Uvnitř reaktoru proudila chladící voda přímo okolo palivových článků. V případě, že došlo k jejímu úbytku, ať už únikem nebo varem, rostl výkon reaktoru a voda se začala měnit na páru. Tím opětovně podporovala další nárůst výkonu.
Uvedená bezpečnostní závada je jen jedním z hlavních rozdílů, kterým se RBMK reaktory liší od novějších sovětských reaktorů typu VVER, použitých i v našich elektrárnách v Temelíně a Dukovanech (čeští inženýři těmto strojům přezdívají „veverky“). Tyto takzvané tlakovodní reaktory prohánějí vodu reaktorem pod tlakem, aby nedocházelo k její přeměně na páru. Tato vřící voda teprve předává své teplo jiné vodě v odděleném okruhu, ze kterého se získává pára k roztáčení turbín. K havárii černobylského typu (k výbuchu vodní páry v reaktoru) tedy například v Temelíně vůbec nemůže dojít – žádná pára totiž přímo v reaktoru není.
Další zásadní rozdíl spočívá v tom, že „veverky“ nepoužívají jako pomocný moderátor reakce grafit a mají konstrukčně potlačen kladný dutinový teplotní koeficient reaktivity v aktivní zóně. V celém provozním intervalu je pak celkový dutinový koeficient dokonce zaporný. Tím je zamezeno nekontrolovatelnému nárůstu množství přehřáté páry a následné možné explozi.
Vteřiny, hodiny, dny a roky černobylské tragédie |
|
Černobylu byl uveden do provozu první blok jaderné elektrárny. Do sítě začal elektřinu dodávat čtvrtý blok Čtvrtý blok má projít opravou. V plánu je odpojení reaktoru a experiment, který má ověřit funkci havarijního chlazení. Výkon reaktoru je snížen na polovinu. Krátce poté je vypojena automatika havarijního chlazení elektrárny, aby nezkazila plánovaný experiment. odpoledne Kyjevský dispečink požaduje přerušení odpojování reaktoru, protože v síti je nedostatek energie. První chyba operátorů: elektrárna běží bez připraveného havarijního chlazení následujících devět hodin. večer Do práce nastupuje nová směna. Na experiment není připravena, navíc existuje podezření, že někteří její členové pili před prací alkohol. Pokračuje další snižování výkonu elektrárny. Chybou operátora poklesne výkon reaktoru na velmi nízkou hodnotu. Automatika reaguje vytahováním řídících tyčí, aby předešla zastavení štěpné reakce. Druhá chyba operátorů: obešli další automatickou kontrolu, která by reaktor odstavila kvůli příliš nízkému výkonu. Podle počítačové diagnostiky je v reaktoru pouze šest až osm regulačních tyčí. Minimální předepsaný počet je přitom třicet. Operátoři znovu chybují, v tuto chvíli stále ještě mohli reaktor odstavit. Poslední osudová chyba operátorů. Zablokovali havarijní signál, který by po přerušení přívodu páry na turbínu odstavil reaktor. Snad si chtěli zajistit možnost zopakovat experiment. Experiment začíná. Turbína je odpojena a už nemůže pohánět čerpadla, ženoucí vodu skrz reaktor. Stoupá teplota i tlak, nekontrolovaně roste výkon reaktoru. Operátoři si uvědomují své chyby. Spouštějí nouzové zasunutí ragulačních tyčí do reaktoru, tyče se ale zaseknou. Dochází ke dvěma explozím. V reaktorové hale se taví ocel a beton., čtvrtý blok elektrárny hoří. Požár na střeše reaktorové haly je lokalizován. Hasičům se podařilo oheň uhasit. Armáda evakuuje obyvatele města Pripjať, přiléhajícícho k elektrárně. Teprve dva dny po nehodě vydává sovětská tisková agentura TASS zprávu o tom, že došlo k výbuchu a ztrátám na životech. je evakuována třicetikilometrová zóna kolem elektrárny. Skončil únik radiace. Vítr a přeháňky ji roznesly velmi nerovnoměrně, především na sever a východ. Končí stavba betonového sarkofágu, obklopujícího reaktorovou halu čtvrtého bloku. Jeho výdrž je odhadována na dvacet až třicet let. Teprve tři roky po katastrofě ukončuje sovětská vláda stavební práce na dalších blocích černobylské elekrárny. Celá černobylská elektrárna je uzavřena. Pod betonovým sarkofágem stále zůstává zbytkové teplo z exploze. Bude tam ještě několik set let. Plánuje se stavba nového „supersarkofágu“ z betonu a oceli, který má zajistit vybuchlý reaktor po dobu sta let. |
Nešťastná konstrukce řídících tyčí
Aby bylo koloběh reakce v reaktoru RBMK možné udržet pod kontrolou, štěpnou reakci „drží na uzdě“ řídící tyče. Reaktor v Černobylu měl takových tyčí celkem 211 a jejich zasouváním do reaktoru bylo možné štěpení regulovat.
Tandemové řídící tyče;byly v dolní části tvořeny grafitem po němž však následoval prázdný kus a až nad byla část s absorbátorem neutronů – borem.
Vytažením tyčí se výkon zvyšuje, zasouváním (vysouvá grafit a zasouvá bor) klesá.
Bohužel právě vinou zmíněné prázdné mezery mezi borem a grafitem se může stát, že při zasouvání tyčí (snižování výkonu), dojde na malou chvíli naopak k zvýšení výkonu reaktoru - což se stalo právě v Černobylu.
Dobrý úmysl, špatný konec
Na počátku katastrofy stál experiment, který měl paradoxně přispět ke zvýšení bezpečnosti elektrárny. Operátoři chtěli zjistit, zda jsou turbíny generátoru schopné po náhlém uzavření přívodu páry z reaktoru ještě na volnoběh dodávat energii do havarijního chladícího systému, než naskočí záložní dieselové generátory.
V rámci pokusu měl být výkon reaktoru snížen přibližně na třetinu a pak mělo dojít k odpojení přívodu páry ke generátorům. Aby nic nezasahovalo do experimentu a nezkazilo jeho výsledky, upravili operátoři automatiku reaktoru tak, aby nezapojila havarijní chlazení předčasně. Mezitím došlo i k výměně směn a střídající pracovníci nebyli o odstavení automatiky dostatečně informováni.
Během pokračování pokusu došlo na noční směně k neplánované události, při které chybou jednoho z operátorů poklesl výkon reaktoru na téměř minimální hodnotu. Navíc z vedení následoval pokyn na vytažení tyčí a opětovné rozeběhnutí štěpné reakce. Reaktor se dostal do velmi nebezpečné nestabilní fáze a přitom v něm bylo pouze šest až osm regulačních tyčí. Předpisy však požadovaly mít vždy v zásobě alespoň třicet tyčí.
Cesta do horoucího pekla
V 01:23 operátoři přistoupili k hlavní části plánovaného experimentu. Odpojili přívod páry z reaktoru k turbínám elektrického generátoru. Dobíhající lopatky turbíny už nedokázaly dodávat dostatek energie a proto poklesl výkon elektrických čerpadel, která proháněla vodu reaktorem. Menší tlak vody v reaktoru způsobil, že začala stoupat její teplota a vyvíjelo se mnohem více páry než bylo únosné. Více páry v reaktoru typu RBMK znamená zrychlení štěpné reakce (vzpomínáte – kladný dutinový teplotní koeficient reaktivity). Výkon reaktoru i teplota páry začaly prudce stoupat.
Jenže – v aktivní zóně bylo v tu chvíli naprosté minimum regulačních tyčí. Nekontrolovatelnou reakci už nebylo možné nijak zastavit. Technici si uvědomili svou chybu příliš pozdě. Spustili sice systém havarijní ochrany, který měl tyče do reaktoru zasunout, ale ty se pohybovaly příliš pomalu (cca 0,4 metru za vteřinu) a navíc se zasekly. Pouhou minutu po začátku experimentu už dosáhla teplota páry takové výše, že se začal vnitřek reaktoru rozpínat a měnit svůj tvar – z toho důvodu do něj tyče nedosedly.
Výbuchům přehřáté páry už zabránit nešlo. K explozím došlo přibližně dvě sekundy po sobě v 01:24.
Výbuchy zničily aktivní zónu reaktoru, prorazily střechu čtvrtého bloku elektrárny a rozmetaly do okolí hořící grafit a radioaktivní palivo. Na střeše turbínové haly a v reaktorové hale vypukl požár.
Na jeho hašení se bezprostředně podílelo šest set mužů z požární jednotky elektrárny. Právě oni dostali největší dávky radiace ze všech. Třicet čtyři hasičů v nejbližších dnech po nehodě zemřelo.
Počet obětí? Nikdo přesně neví
Vedle hořící haly si ale ještě bylo potřeba poradit s požárem uvnitř reaktoru. Přelety vrtulníků tři dny po nehodě ukázaly, že uvnitř hoří čtvrtina grafitových bloků. Při tom se vyvíjela teplota až 5000 °C a okolí reaktoru se tavilo. Hasiči se nejprve snažili jádro reaktoru chladit vodou, ale to bylo při tak vysokých teplotách velmi nebezpečné a kontraproduktivní. Bylo povoláno třicet armádních vrtulníků a ty v průběhu osmi dnů zasypaly reaktor 5000 tunami písku, hlíny a olova.
V poslední fázi byl pro chlazení reaktoru použit tekutý dusík. Tímto způsobem se podařilo snížit teplotu v aktivní zóně do osmého května na 300 °C. Přibližně 6. května byl také zastaven únik radioaktivity.
Dva týdny po nehodě bylo rozhodnuto o vystavění takzvaného „sarkofágu“, betonové slupky s chladícím systémem, která by v sobě pohřbila reaktor. Sarkofág byl dokončen v listopadu 1986. Jeho chlazení odvádí zbytkové teplo, jenž se bude v aktivní zóně vyvíjet ještě několik set let.
„Likvidátoři“ havárie, stavitelé sarkofágu, hasiči a vojáci patří k nejhůře postiženým lidem černobylskou tragédií. Na odstraňování následků a výstavbě sarkofágu se přitom podílelo do roku 1989 celkem 600 000 lidí. Není jednoduché zjistit, kolik jich na následky ozáření zemřelo nebo trpí různými nemocemi v důsledku ozáření. Podle různých metodik se odhadovaný počet obětí z řad likvidátorů a obyvatel radioaktivitou nejvíce zasažených oblastí uvádí mezi čtyřmi tisíci (zpráva Černobylského fóra OSN) až pětadvaceti tisíci (odhady vlád Ukrajiny, Běloruska a Ruska). Organizace, ve kterých se sami likvidátoři sdružují, však uvádějí ještě vyšší čísla.
Proč právě reaktory RBMK?
Cestu k černobylské havárii dláždí množství událostí, jejichž důsledky se postupem času spojovaly – a toto spojení vedlo až k tregédii z brzkého rána 26. dubna 1986.
Prameny černobylské katastrofy je tak potřeba hledat mnoho desítek let před jarem 1986. Byla to především mizerná situace kolektivizovaného sovětského hospodářství, která nutila politiky tlačit na plnění stanovených plánů – a inženýry hledat rychlá, i když třeba nedokonalá řešení.
V osmdesátých letech byla ekonomika Sovětského svazu v rozvratu. Především sjednocení zemědělství do systému kolchozů si vybralo svou daň – množství produkovaného mléka, masa a obilí bylo dokonce nižší než v roce 1913. Oblast ukrajinských stepí ani zdaleka neplnila svou roli „obilnice Evropy“. Naopak – Sovětský svaz byl závislý na dodávkách ze zahraničí, obilí musel dovážet z Kanady, z USA, z Austrálie...
Západ pochopitelně chtěl za své zboží zaplatit. V tehdejším SSSR byl přitom dostatek zemního plynu a ropy. Sovětský svaz už tehdy potřeboval svou obdobu programu „ropa za potraviny“, který později používal Saddámův Irák.
Rusové ale nemohli všechnu svou ropu a plyn poslat na Západ hned. Nezbylo by ji dostatek pro obyvatele. Proto bylo rozhodnuto o převodu celé sovětské energetiky na jádro – aby tepelné elekrárny nespotřebovávaly fosilní paliva a lidé měli elektřinu na topení.
Právě zde můžeme najít první kamínek pozdější černobylské havárie. Protože bylo potřeba celou přestavbu energetického systému provést co nejrychleji, přednost dostaly jednoduché reaktory typu RBMK – právě jeden z nich v Černobylu vybuchl . I jejich vývoj probíhal pod časovým i finančním tlakem a na testování a zlepšování se příliš nedbalo.
Plutonium pro armádu
Konstrukční nenáročnost však nebyla jediným důvodem, proč se po celém sovětském svazu budovaly reaktory RBMK. Jejich konstrukce v období studené války velmi vyhovovala i armádě. Prakticky každý den se totiž v reaktorech typu RBMK vyměňovaly palivové články. To bylo navíc možné provádět za chodu, bez potřeby reaktor odstavovat. Díky těmto reaktorům tak měla armáda prakticky nepřetržitý přísun plutonia-239, získávaného z vyhořelého paliva a používaného k výrobě jederných hlavic.
Sověti si kvůli této strategické výhodě RBMK reaktory velmi hlídali. Kvůli bezpečnosti se dokonce počítalo s tím, že budou umístěny ve stepích zcela mimo lidská sídliště. Elektrárny s nimi se nestavěly dokonce ani v ostatních zemích východního bloku. Právě proto máme v Temelíně a Dukovanech reaktory typu VVER, ve kterých se použité palivo tak často nevyměňuje.
Giga-elektrárna, kterou svět neviděl
Megalomanství sovětského plánu na přebudování energetiky (a současně zoufalou potřebu země získat peníze na jídlo) potvrzuje rozsah černobylského elektrárenského komplexu. V roce 1986 fungovaly na místě čtyři bloky osazené reaktory typu RBMK, každý s výkonem 1000 megawattů. (První dva bloky elektrárny poháněly reaktory první generace, třetí a čtvrtý blok běžel na strojích druhé generace. Už v té době byly ve výstavbě pátý a šestý blok s reaktory RBMK třetí generace.
Na druhém břehu jezera, ze kterého elektrárna čerpala chladící vodu, však mělo stát dalších šest bloků. Dohromady tak měl v Černobylu vzniknout gigantický komplex dvanácti nukleárních reaktorů.
Důležitost, kterou vrchní komunističtí představitelé Černobylu přikládali, dokazuje prohlášení ministra energetiky Sovětského svazu A. Majorce z druhého května 1986. Šest dní po havárii, ve chvíli, kdy záchranáři nasazovali životy při hašení požáru a dostávali ohromné dávky záření, řekl: „Přes nastalou havárii splní stavitelé svůj závazek a záhy dostaví pátý blok“. Termíny a plány byly pro komunistické papaláše zkrátka důležitější než životy lidí.
O hospodářském pozadí výstavby reaktrů RBMK hovořil profesor František Janouch na nedávné konferenci „Dvacet let po Černobylu“, pořádané na půdě Akademie věd České republiky. Mluvil také o stížnostech samého konstruktéra reaktorů na špatnou pracovní kázeň zaměstnanců černobylské elektrárny a na potíže s alkoholem na pracovišti.
Technickými záležitostmi spojenými s reaktorem se ve své přednášce zabývala předsedkyně Státního úřadu pro jadernou bezpečnost Dana Drábová.
Zajděte si na výstavu: |
|
V ambitu kláštera Řádu menších bratrů - františkánů na Jungmannově náměstí v Praze se do šestého května koná výstava fotografií Modlitba za Černobyl. Obsahuje fotografie ze života lidí, kteří se vrátili do evakuované zóny, snímky "města duchů" Pripjati nebo záběry lidí postižených radioaktivitou. Součástí expozice jsou fotografie Václava Vašků, Antonína Kratochvíla a Martina Wágnera - poslední z nich vás dokonce osobně uvítá u pokladny. |
