Elektrownia jądrowa to nie bomba

- Wybuch w Fukushimie wystąpił poza obiegiem pierwotnym chłodzenia, ponieważ w obiegu pierwotnym w warunkach awaryjnych wodór praktycznie nie ma szans wybuchnąć. Musiałby zostać dopiero uwolniony do obudowy bezpieczeństwa, tak jak to miało miejsce w Fukushimie. Trzeba pamiętać, że tam stało się tak również w wyniku błędu obsługi mówi dr inż. TOMASZ BURY z Katedry Techniki Cieplnej Politechniki Śląskiej w Gliwicach. (To część II rozmowy z naukowcem).

Oprócz zamkniętej elektrowni w Czarnobylu w Ukrainie funkcjonują również czynne elektrownie jądrowe.
Chodzi o cztery elektrownie jądrowe – Zaporoską, Południowoukraińską, Chmielnicką i Rówieńską. Łącznie to 15 działających reaktorów jądrowych i dwa w budowie. Reaktory w Czarnobylu to były reaktory wodno-grafitowe, natomiast w przypadku pracujących elektrowni mamy do czynienia ze znacznie bezpieczniejszymi konstrukcjami, czyli reaktorami wodnymi ciśnieniowymi, w których nie mogłoby dojść do takiej katastrofy, jak w Czarnobylu.

Jak wygląda zabezpieczenie tych elektrowni w przypadku tak nietypowego zagrożenia, jakim są działania wojenne? Zaporoska Elektrownia Jądrowa już znalazła się pod ostrzałem.
Jeśli chodzi o ten typ reaktora, to zabezpieczenia są wszędzie na świecie identyczne. To są cztery bariery, które oddzielają materiał promieniotwórczy od otoczenia. Idąc od środka – pierwsze zabezpieczenie to samo paliwo jądrowe – dwutlenek uranu. To struktura cermetaliczna, zdolna zatrzymać wewnątrz siebie niemal wszystkie produkty rozszczepienia.

Natomiast produktami rozszczepienia, które są w stanie wydostać się poza strukturę paliwa, są produkty gazowe. One powinny zostać uwięzione wewnątrz tzw. koszulki paliwowej, która stanowi drugą barierę bezpieczeństwa. To szczelna rurka wykonana ze stopu cyrkonu,w której znajdują się pastylki paliwowe. Kolejna bariera to ściany obiegu pierwotnego wykonane ze stali o grubości rzędu 100 mm i nawet więcej. To wysokogatunkowa stal, która została opracowana specjalnie na potrzeby przemysłu jądrowego.

Ostatnia bariera, czyli to, co jesteśmy w stanie zobaczyć z zewnątrz – obudowa bezpieczeństwa – żelbetowy budynek, w przypadku reaktorów wodno-ciśnieniowych zamknięty charakterystyczną kopułą półkolistą bądź eliptyczną. Uszkodzenie tego budynku w efekcie ostrzału nie jest łatwe. Przykład zamachu terrorystycznego, który miał miejsce we Francji pokazał, że ostrzał z granatnika nie jest w stanie uszkodzić tej konstrukcji. Tutaj trzeba by podjąć zdecydowane oraz szczegółowo zaplanowane działanie i użyć pocisku o naprawdę dużej mocy.

A co, jeśli jednak taki blok reaktora zostanie uszkodzony?
Najgorsze, co się może stać w tego typu reaktorach, to utrata zdolności chłodzenia. To znaczy, gdybyśmy mieli do czynienia z przebiciem obudowy bezpieczeństwa, a następnie pocisk uszkodziłby pierwotny obieg chłodzenia. Chłodziwo, którym jest woda, zaczyna wtedy uciekać z tego obiegu. Oczywiście pracę powinien podjąć awaryjny układ chłodzenia, jednak gdyby z jakichś powodów tak się nie stało, to istnieje ryzyko, że zakończyłoby się to awarią, z jaką mieliśmy do czynienia w Fukushimie, czyli doszłoby do wybuchu wodoru. Przy czym trzeba tutaj zaznaczyć, że musiałoby naprawdę dojść do zbiegu niekorzystnych okoliczności.

Wybuch w Fukushimie wystąpił poza obiegiem pierwotnym chłodzenia, ponieważ w obiegu pierwotnym w warunkach awaryjnych wodór praktycznie nie ma szans wybuchnąć. Musiałby zostać dopiero uwolniony do obudowy bezpieczeństwa, tak jak to miało miejsce w Fukushimie. Trzeba pamiętać, że tam stało się tak również w wyniku błędu obsługi. Po tym zdarzeniu procedury bezpieczeństwa zostały zweryfikowane i zaktualizowane, więc personel powinien być o wiele lepiej przygotowany na taką ewentualność.

W ostatnich dniach pojawiły się informacje, że rosyjskie wojska zaminowały brzegi zbiornika, przy którym znajduje się zaporoska elektrownia. Czy może to mieć na celu zakłócenie funkcjonowania układu chłodzenia?
Elektrownia zaporoska znajduje się nad sztucznym zbiornikiem, który został zbudowany w biegu rzeki Dniepr. Woda z tego sztucznego zalewu ma zapewne służyć jako chłodziwo w obiegu chłodzenia turbiny. Jest to trzeci obieg chłodzenia. W tego typu elektrowniach mamy trzy obiegi chłodzenia – pierwotny obieg zamknięty, który odbiera ciepło od paliwa jądrowego, obieg wtórny turbinowy również zamknięty oraz trzeci obieg chłodzenia skraplacza turbiny, otwarty, który korzysta albo z chłodni kominowych, albo jak w przypadku elektrowni zaporoskiej – z wody z dużego zbiornika. Wskutek wysadzenia wałów zbiornika teoretycznie uszkodzeniu mógłby ulec ten trzeci obieg.

Przerwanie pracy tego obiegu miałoby oczywiście wpływ na możliwe zakłócenie pracy obiegu pierwotnego, ale w tym przypadku zdecydowanie wydłuża się czas reakcji i podjęcia jakiegoś działania przez obsługę. W najgorszym wypadku to może być wygaszenie reaktorów. Obecnie w elektrowni zaporoskiej z pełną mocą działają dwa reaktory, podczas gdy pozostałe cztery zostały już wcześniej wyłączone w zaplanowany sposób. Chciałbym wierzyć, że nikt przy zdrowych zmysłach nie będzie dążył do spowodowania awarii, która mogłaby skutkować uwolnieniem promieniowania i doprowadzenia do sytuacji, jak w Fukushimie czy w Czarnobylu. Sądzę, że zaminowanie tych wałów to raczej działanie, które ma spowodować wyłączenie tej elektrowni i pozbawienie zasilania dużego obszaru kraju.

Jak wygląda wyłączenie tego typu reaktora?
Awaryjne wyłączenie reaktora tego typu to kwestia około 5 sekund. Po tym czasie moc reaktora spada bardzo szybko, jednak nie spada do zera. Wyłączenie reaktora oznacza tylko zatrzymanie reakcji rozszczepienia, która jest głównym źródłem ciepła w reaktorze. Natomiast rozpad produktów rozszczepienia postępuje i tutaj pojawia się problem tzw. ciepła powyłączeniowego. Wymusza on konieczność utrzymywania chłodzenia paliwa jądrowego. To chłodzenie powinno być kontynuowane jeszcze przez długi czas, przy czym po kilku dniach od wyłączenia można przejść na chłodzenie niewymuszone, czyli można zatrzymać pompy cyrkulacyjne.

Pojawiają się głosy, że wszystkie działania Rosjan, czy to w Czarnobylu, czy też w elektrowni zaporoskiej, mogą być obliczone na zniechęcenie krajów europejskich do rozwoju energetyki jądrowej i wywołanie strachu.
To byłby strzał w kolano. Musimy pamiętać o tym, że Rosja posiada bardzo rozwinięty przemysł jądrowy. Jest też eksporterem technologii jądrowych, również do innych krajów, takich jak np. Czechy, Słowacja, Węgry, Bułgaria, Indie czy Iran. Powinniśmy ze spokojem analizować wszelkie doniesienia dotyczące tego, co się dzieje w Ukrainie, i nie reagować panicznie. Najlepszym wiarygodnym źródłem są komunikaty Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej w Wiedniu czy też naszej Państwowej Agencji Atomistyki. Pojawiły się informacje, że ludzie już zaczęli wykupować preparaty z jodem, co jest przykładem panicznej reakcji. Trzeba pamiętać, żeby absolutnie nie zażywać ich bez wyraźnego wskazania, bo konsekwencje dla zdrowia mogą być bardzo negatywne.

Jeśli chcesz mieć dostęp do artykułów z Trybuny Górniczej, w dniu ukazania się tygodnika, zamów elektroniczną prenumeratę PREMIUM. Szczegóły: nettg.pl/premium. Jeżeli chcesz codziennie otrzymywać informacje o aktualnych publikacjach ukazujących się na portalu netTG.pl Gospodarka i Ludzie, zapisz się do newslettera.