ZNANOST: hrvatski znanstveni portal

Sve što ste htjeli znati o nuklearnoj opasnosti u Japanu, a niste imali gdje pročitati

Što se točno dogodilo u Fukušimi 12. ožujka 2011. godine?
Slijedi kratak pregled glavnih zbivanja. Potres koji je pogodio Japan je bio jači od najjačeg potresa koji može izdržati zgrada nuklearne elektrane. Richterova ljestvica je zapravo logaritamska ljestvica pa je potres jačine 8,9 stupnja po Richteru čak 5 puta jači od potresa jačine 8,2 stupnjeva po Richteru.

U trenutku udara nuklearni reaktori su automatski prestali s radom. Nekoliko sekundi nakon udara, u jezgru su ubačeni kontrolni štapovi i tako je prekinuta lančana nuklearna reakcija. Tada je sustav za hlađenje trebao izvući ostatnu toplinu iz reaktora, koja normalno iznosi 7% ukupne topline koju reaktor oslobađa u normalnim uvjetima.

Međutim, potres je uništio vanjski izvor energije koji napaja nuklearnu elektranu. Riječ je o izuzetno nezgodnom kvaru poznatom i pod nazivom "gubitak vanjske snage". Prema nacrtima bi u takvom slučaju reaktor i rezervni sustavi trebali sami održavati sustav hlađenja. Pošto je nakon potresa reaktor ugašen on ne može sam od sebe proizvoditi električnu energiju potrebnu za održavanje rada pumpi za hlađenje.

Unutar prvog sata nakon potresa pokrenut je prvi sustav dizelskih generatora struje koji je trebao napajati pumpe za hlađenje. Međutim, ubrzo je Japan pogodio razorni tsunami koji je poplavio dizelske generatore te tako prekinuo napajanje sustava hlađenja. Inače je takav tsunami vrlo rijedak, a bio je jači od najjačeg očekivanog.

Jedno od osnovnih pravila izgradnje nuklearnih elektrana jest dobro organiziran sustav zaštite u slučaju katastrofe. Naime, nuklearke bi trebale, po svom ustroju, moći preživjeti teška oštećenja na čak nekoliko sustava istovremeno. Plan reakcije na prirodne katastrofe uključivao je i mogućnost udara velikog tsunamija na dizelske generatore. Međutim, tsunami koji je 11. ožujka udario na Fukušimu po jačini je nadmašio sva očekivanja. Kao odgovor na novonastalu situaciju, inženjeri su postavili dodatnu liniju obrane smjestivši cijelu aparaturu u zaštitni spremnik (opisan gore u tekstu).

Kada su dizelski generatori prestali raditi, osoblje koje je ostalo upravljati elektranom je reaktor nastavilo napajati iz posebnih baterija. Baterije su zamišljene kao još jedan od sustava zaštite i mogu osigurati kontinuirano hlađenje jezgre u trajanju od osam sati. Nakon 8 sati, baterije su prestale s radom što znači da ništa više ne može osigurati napajanje sustava za odvođenje ostatne topline. U tom je trenutku osoblje elektrane započelo s protokolom u slučaju krajnje nužde. Iako nama možda sve ovo zvuči malo šokantno, ali osoblje elektrane je svakodnevno pripremano za slučaj opće katastrofe.

Nakon što su baterije prestale raditi i izgubio se svaki način odvođenja ostatne topline, počela se spominjati mogućnost taljenja jezgre. Bez hlađenja jezgra bi se mogla rastaliti u roku nekoliko dana s tim da bi cijeli sadržaj ostao u zaštitnom spremniku. Primijetite da riječ 'taljenje' ovdje ima pomalo nejasno značenje. Bolje bi bilo koristiti termin 'zatajenje goriva' jer se naime radi o kvaru na spremnicima od slitine cinka. Kvar na spremnicima može biti posljedica mehaničkih, kemijskih ili termičkih naprezanja. Pošto je ostalo još dovoljno vremena do taljenja jezgre, svi su napori usmjereni prema održavanju rada reaktora i cijevi s nuklearnim gorivom koji su se počeli sve jače zagrijavati.

Hlađenje jezgre i dalje je ostao glavni zadatak. Reaktor je povezan s mnogo međusobno neovisnih  i različitih sustava hlađenja (sustav čišćenja reaktorske vode, sustav odvođenja ostatne topline, sustav hlađenja reaktora toplinskom izolacijom, sigurnosni sustav hlađenja posebnom tekućinom itd.) Trenutačno nije jasno koji su sve sustavi hlađenja zakazali.

Podijeli.