Biroul de transfer al rezultatelor cercetării
Pe 26 aprilie 1986, a avut loc cel mai grav accident nuclear din istorie, în reactorul 4 al centralei nucleare de la Cernobîl, lângă Kiev (Ucraina). Douăzeci și cinci de ani mai târziu, a doua catastrofă majoră de acest gen a avut loc la 11 martie 2011, de data aceasta la reactoarele Fukushima, pe coasta de nord-est a Japoniei. În cele din urmă, ceea ce a provocat cele două accidente a fost același: complicațiile derivate dintr-o întrerupere a tensiunii în reactor. Deși cauzele și durata întreruperii au fost complet diferite, în cele din urmă, ambele au dus la topirea miezului reactorului.
Structură de beton numită „sarcofag”, concepută pentru a conține materialul
nucleul radioactiv al reactorului de la Cernobîl./Carl Montgomery.
Poate părea paradoxal, dar majoritatea proiectelor de reactoare nucleare existente necesită o sursă de electricitate externă pentru a menține camera de comandă funcțională și pompele hidraulice mari care circulă apa cu care este extrasă căldura generată de reactor. Și, deși în funcționare normală se folosește electricitatea generată de reactorul în sine, atunci când este oprit, alimentarea externă este esențială.
La Fukushima, cel mai mare cutremur înregistrat vreodată în Japonia (și al patrulea cel mai violent din lume de când s-au înregistrat sisteme moderne din 1900) a provocat distrugerea liniilor electrice din zonă pe 11 martie 2011. Centrala electrică din Fukushima a rămas fără alimentarea externă și reactoarele nucleare au fost oprite automat, în conformitate cu protocolul de siguranță la cutremur.
Oprirea unui reactor nuclear înseamnă oprirea reacției în lanț de fisiune nucleară a combustibilului, dar, spre deosebire de un incendiu cu gaz sau cărbune, este imposibil să reduceți la zero producția de căldură din reactor într-un timp scurt, deoarece produsele de fisiune nucleare generate în reactorul este foarte radioactiv și continuă să genereze căldură la câteva zile după oprire, până la 7% din căldura reactorului pornit.
În Fukushima, generatoarele diesel de urgență au menținut sistemul de răcire în funcțiune până când, la o oră după cutremur, a sosit valul de peste 50 de metri al tsunamiului ulterior. Din cauza defectelor de proiectare, zonele critice ale complexului au fost inundate și controlul reactorului a fost complet pierdut. Generatoarele diesel au încetat să funcționeze și lipsa răcirii a cauzat topirea parțială a miezurilor a trei dintre cele patru reactoare, explozii de hidrogen și scurgeri de radioactivitate. Accidentul a fost clasificat ca fiind gravitatea maximă, nivelul 7 pe scara accidentelor nucleare.
Eșecuri umane grave
Treizeci de ani mai târziu, radioactivitatea din zonă continuă să depășească nivelurile permise./D. Markosian.
Accidentul de la Cernobîl a fost, de asemenea, evaluat la nivelul 7, dar consecințele au fost mult mai devastatoare decât cele de la Fukushima, deoarece proiectarea reactorului era diferită. În acest caz, accidentul nu a fost cauzat de un dezastru natural, ci de eșecuri umane extrem de grave, printre care trebuie menționate deficiențe foarte grave în proiectarea reactoarelor de la Cernobîl, a căror pornire nu ar fi fost autorizată niciodată cu Standarde americane.
Inginerii de la Cernobîl știau că, în cazul unei întreruperi a curentului, generatoarele diesel ar dura aproape un minut pentru a atinge performanța maximă după pornire. Din acest motiv, și de la prima punere în funcțiune în urmă cu opt ani, au încercat să confirme dacă, în cazul unei defecțiuni sau lipsei alimentării cu energie electrică, inerția mecanică a turbinelor de la centrala de la Cernobîl ar putea fi suficientă pentru a menține apa în răcirea care circulă în acel minut.
Un plan specific de testare a fost conceput pentru a testa această ipoteză, un plan care fusese aprobat de directorul centralei, dar care nu fusese consultat, de exemplu, cu proiectanții reactoarelor. Puterea nominală a reactorului a fost de 3200 MW. Pentru efectuarea testului, a fost necesar să se reducă puterea la aproximativ 700 MW și, cu turbina cu abur funcționând la viteza maximă, să se închidă debitul de abur către turbină.
Experimentul urma să se desfășoare în timpul schimbului de zi din 25 aprilie 1986 și urma să se încheie înainte de sfârșitul acestei schimbări. Lucrătorii fuseseră instruiți să efectueze operațiunile de testare. Din cauza diferitelor incidente în alimentarea cu energie electrică în afara uzinei de la Cernobîl, autorizația controlorului rețelei de energie electrică din Kiev pentru a reduce puterea reactorului nu a sosit până la ora 11:04.
Cei 700 MW au fost atinși la 12:05 dimineața pe 26 aprilie cu muncitorii din schimbul de noapte care nu fuseseră instruiți pe deplin în detaliile testului. Astfel, nimeni la acel moment nu și-a dat seama că, din cauza întârzierilor și abaterilor de la planul planificat, a avut loc otrăvirea cu xenon a reactorului. Xenonul este un produs de fisiune în reactoarele nucleare care, mai ales atunci când funcționează la o putere redusă, se acumulează, absoarbe neutroni și scade rata de fisiune în reactor.
Reactor nesigur la putere redusă
Afiș de avertizare cu privire la pericolul de radiații în Pripyat./D. Markosian.
Acest lucru a făcut ca puterea să scadă mult mai mult decât se aștepta, până la aproximativ 30 MW, insuficientă în scopul testului. Intuitiv, poate părea ciudat, dar în aceste condiții de putere redusă, reactorul de la Cernobâl a devenit extrem de instabil, iar mecanismele obișnuite de control și siguranță au fost cu greu eficiente. Luați în considerare, de exemplu, că este mult mai dificil să controlați o bicicletă atunci când mergem prea încet.
Responsabilul cu controlul regimului operațional al reactorului în acea noapte, Leonid Toptunov, era un tânăr inginer care nu avea prea multă experiență. Evoluția evenimentelor care au urmat este complexă din punct de vedere tehnic. Toptunov nu a putut explica totul pentru că a fost unul dintre primii care au murit. Știm nu numai că nu a reușit să stabilizeze reactorul, dar măsurile luate pentru stabilizarea acestuia au înrăutățit situația. La un moment dat, a existat o creștere bruscă a puterii, ultima citire a instrumentelor înainte ca acestea să înceteze să funcționeze a ajuns la 33.000 MW, de zece ori maximul așteptat.