HAVÁRIE JADERNÝCH ELEKTRÁREN

První "přikázání" reaktorové bezpečnosti zní, že palivové články musí být za všech okolností účinně chlazeny, aby nepopraskal jejich hermetický povlak a nedošlo k jejich roztavení. Tím by se totiž obávaným produktům štěpení otevřela cesta k zamoření celého primárního okruhu.
U vodou chlazených reaktorů má proto primární okruh několik na sobě nezávislých smyček s oběhovými čerpadly, která j sou navíc zálohována. Pro případ výpadku napájení čerpadel jsou připraveny náhradní zdroje energie. Aby se povrch článků nikdy neobnažil, je v zásobnících připravena dostatečná zásoba vody s borem, pohlcujícím neutrony, která by měla vystačit k doplňování aktivní zóny a k nouzovému dochlazování i při vůbec nejhorší myslitelné havárii, jakou by bylo prasknutí potrubí primárního okruhu.

Těžce ozářený záchranář
A. Tormozian se objímá se svým zachráncem, americkým lékařem dr. Robertem Gallem (vpravo), který provedl nejméně třicet zákroků s transplantací kostní dřeně.

Jistá závislost na jiných zdrojích energie pro čerpadla doplňující okruh a udržující nouzové dochlazování je určitou slabinou donedávna výhradně používaného aktivního systému bezpečnosti. Havarijní a bezpečností systémy jsou obvykle příliš složité, což zvyšuje možnost poruch i selhání lidského činitele, zejména je-li operátorům umožněn ruční zásah do řízení. Od roku 1969 se vyskytlo jen několik havárií skupiny INES-4, obvykle nikoliv kvůli selhání chladicího okruhu, nýbrž v důsledku omezení průtoku chladiva kolem chybně založeného článku. Štěpnými produkty nasycené články se totiž musí obvykle po třech letech z reaktoru vyjmout a nahradit méně vyhořelými články z obvodu aktivní zóny, na jejichž místo přijdou zcela nové články. Dokud nebyla manipulace zcela zautomatizována, vinou obsluhy došlo v odstupu deseti let ke třem haváriím tohoto typu.

INES-4

SAINT LAURENT (Francie 1969 a 1980)
Jaderná elektrárna Saint Laurent má dva tzv. integrované reaktory kanálového typu s grafitovým blokem v tlustostěnné betonové nádobě z předpjatého betonu. 3 200 palivových kanálů v každém z nich plní a vyměňuje dálkově ovládaný manipulátor na víku betonového bloku. Pětice kratších článků v každém kanálu se po odšroubování ocelového víka mění za plného výkonu bloku 450 MWe.
Při noční směně 17.10.1969 vložil operátor do snímače manipulátoru děrnou pásku s programem automatické výměny několika článků. Spuštěný manipulátor se po chvíli zastavil a signalizoval, že adresovaný box čerstvých článků je prázdný. Operátor v rozporu s předpisy automatiku vyřadil a ručně navedl stroj k jiné přihrádce, v níž však místo článků ležely grafitové zátky. Po jejich vložení se v kanálu zastavil průtok vody a zbývající články (asi 50 kg) se roztavily. Jakmile z nich uvolněné štěpné produkty kontaminovaly vody primárního okruhu, automatika reaktor odstavila a vyhlásila poplach. Zbavit reaktor taveniny a kontaminace trvalo více než rok a vyžádalo si mimořádné úsilí. Ze závěrů komise EdF vyplynulo, že do programu se sice vloudila chyba, avšak operátor v několika bodech porušil předpisy, a byl proto potrestán třemi roky vězení.
Podobná nehoda se opakovala v roce 1980 i na sousedním reaktoru. V obou případech vznikla značná škoda na zařízení i výpadku výkonu po dobu víc než jednoho roku, nikdo však neutrpěl zranění a mimo elektrárnu neunikla radioaktivita.

Velín jaderné elektrárny A-1
v Jaslovských Bohunicích.

INES-4

JASLOVSKÉ BOHUNICE A-1 (ČSSR 1977)
K havárii těžkou vodou moderovaného a plynem (CO2) chlazeného reaktoru čs. jaderné elektrárny A -1 s výkonem 103 MWe došlo po čtyřletém ověřovacím provozu 22. února 1977 při výměně paliva. Ve snaze urychlit výměnu palivového článku, aby nedošlo k samovolnému odstavení reaktoru, neodstranila obsluha jeho ochrannou silikagelovou vložku. Ta v kanálu znemožnila průtok chladícího plynu a palivo se začalo tavit. Když se protavila i kanálová trubka, dostala se do primárního okruhu těžká voda. Rychlou erozí narušila povlak čtvrtiny z 570 založených článků. Radioaktivní zplodiny zamořily primární okruh a přes netěsnosti parogenerátorů došlo i ke kontaminaci sekundárního okruhu parovodů, turbíny a kondenzátoru. Ani zde nebyl nikdo zraněn nebo nadměrně ozářen. Protože pod nátlakem SSSR se musela naše jaderná energetika dále orientovat jen na sovětské vodo-vodní reaktory, nebyl provoz A-1 už obnovován. Likvidace zařízení končí teprve v současné době.

Šipka na leteckém snímku jaderné elektrárny Three Mile Island (TMI) vyznačuje ventilační komínek na zásobníku odpadních vod, z něhož
při komplikované havárii 28. 3. 1979 unikl
v Harrisburgu radioaktivní mrak.

INES-5

THREE MILE ISLAND (USA 1979)
Několik dnů před velkou havárii, která postihla poměrně nový druhý blok jaderné elektrárny Three Mile Island, vzrušil obyvatele deset kilometrů vzdáleného města Harrisburgu katastrofický film Prometheus v plamenech. Pojednával o reaktoru, který se protavil do země a zamořil Kalifornii. Proto si dovedeme představit paniku, která obyvatele zachvátila, když v noci z 28. na 29. března 1979 zazněly z elektrárny sirény a o hodinu později pohotovostní oddíly policie začaly s evakuací okrajových čtvrtí. Co poplachu předcházelo?
Ve 4,05 h ohlásil operátorům bloku jedoucího na plný výkon 900 MWe poplašný signál výpadek dodávky vody do jednoho parogenerátoru. Rezervní napájecí čerpadla se sice o 4 sekundy později rozběhla, vodu však nedodávala, protože opraváři z předchozí směny zapomněli otevřít ručně ovládaná šoupátka. Havarijní automatika proto odstavila oba turbogenerátory a vstřelila do reaktoru tyče havarijní ochrany. Teplota v aktivní zóně začala výrazně narůstat, a proto automatika zapnula doplňující čerpadla primárního okruhu. Obsluha nemohla tušit, že jeden z ventilů regulujících tlak se zasekl a voda pod vysokým tlakem tudy vystřikovala a stékala pod tlakovou nádobu. Na to přišla obsluha až po dramatických dvou hodinách zápolení o udržení nouzového průtoku aktivní zónou. Následkem kolísání hladiny došlo k roztavení obnažených částí článků a jejich tavenina ucpala postupně průtok dalšími kanály. Skupina přivolaných specialistů až do rána pokračovala v dochlazování, aby nedošlo k obávanému vzniku vodíku, hrozícího explozí. Nádrže pod blokem se mezitím zaplnily unikající kontaminovanou vodou a automatika spustila nekontrolovaně kalové čerpadlo, které ji začalo odčerpávat mimo ochrannou obálku (hrubá chyba techniky!) do pomocného zásobníku. A z jeho ventilačního komínku začal větrem směřujícím k městu unikat radioaktivní mrak, na který reagovaly sirény.
Nikdo nepřišel o život, nikdo nebyl zraněn ani postižen vyšší dávkou radiace. Ovšem panika, kterou vyvolali televizní reportéři obléhající brány elektrárny, vyděsila celé Spojené státy. Případ "Harrisburg" měl obrovský negativní dopad na jaderný program USA. Stal se mezinárodní "školou" reaktorové techniky a varováním, že na jaderné bezpečnosti nelze šetřit. Likvidace nehody trvala dvanáct let a vyžádala si desetkrát vyšší náklady než stavba původního bloku.

Destrukce střechy a ohnivé mračno vzlétlo
nad trosky čtvrtého bloku Černobylu 26. 4. 1986
v 1:23:44 s.

INES-7

PRAVDA O ČERNOBYLU
Dva mohutné výbuchy krátce po sobě v noci 26. dubna 1986 zničily čtvrtý blok jaderné elektrárny Černobyl poblíže Kyjeva v SSSR a radioaktivní zplodiny vzniklého požáru roznesené větrem ohrozily nejen její okolí, ale i řadu sousedních států. Chladicí systémy jinde ve světě nepoužívaného sovětského typu kanálového grafitového reaktoru RBMK-1000, v jehož víc než šestnácti stech samostatně chlazených kanálech varem vody vzniká přímo pára, jsou samy o sobě mimořádně komplikované. Fyzikálně značně nestabilní aktivní zóna reaktoru, obklopená navíc hořlavým grafitem, postrádá ochrannou obálku, a ani systém řízení reaktoru neodpovídal bezpečnostním požadavkům MAAE. Tzv. inherentní nestabilita těchto reaktorů spočívá v tom, že dojde-li k růstu teploty a v kanálech roste počet bublinek páry, pak reaktivita a tím i výkon mají tendenci stoupat, na rozdíl od vodo-vodních reaktorů, u kterých by byla reakce naopak tlumena.
V osudné noci měli operátoři provést neodborně připravený pokus o využití elektrického výkonu dobíhajícího turbosoustrojí ke krátkodobému nouzovému chlazení reaktoru. Se souhlasem nadřízených vyřadil vedoucí směny bezpečnostní automatiku bránící připustit riskantně nízké hodnoty výkonu reaktoru. Regulační tyče byly zdviženy v takovém počtu a tak vysoko, že když se v 1 h 23 min 40 s ukázalo, že následkem zmíněného kladného koeficientu reaktivity začíná výkon snížený jen na 200 MW s růstem páry v kanálech bouřlivě stoupat, nestačily dostatečně rychle klesnout zpět do aktivní zóny. O pouhé 4 sekundy později tepelný výkon vzrostl nejméně na stonásobek a došlo k parní explozi, která odhodila tisícitunové víko reaktoru stranou. Do rozžhavené masy rozervaného bloku vnikl vzduch a reakcí vodíku vzniklého stykem vodní páry a žhavého grafitu došlo vzápětí k druhé explozi, která rozmetala část aktivní zóny. Vyletující žhavé trosky zapálily asfaltový potah střechy. Když se střecha propadla, bylo tudy s mračnem kouře do vzduchu vyvrženo 5 tun radioaktivních látek. Silné úniky radioaktivity se podařilo omezit až po desetidenním hrdinném zápasu špatně vybavených záchranářů a vojáků, na jejichž životy a zdraví se v prvých dnech vůbec nebral ohled.

Tah radioaktivního mračna
v prvních třech dnech po havárii.

Proměnlivé větry zanesly radioaktivní mračno s nejméně dvěma miliony TBq radioaktivních látek (zejména jódu a cezia) v několika tazích nad Skandinávii, střední Evropu a Balkán.
Katastrofa si bezprostředně vyžádala 31 mrtvých z řad zaměstnanců elektrárny a požárníků, a 237 lidí onemocnělo akutní nemocí z ozáření. Tisíce záchranářů a pomocníků dostaly dávky od 300 do 500 mSv.
Oblast o průměru 30 km v okolí elektrárny je stále ještě veřejnosti nepřístupná, škody na půdě, hospodářství a majetku byly později odhadnuty na víc než 10 miliard US dolarů. Při pozdější rozšířené evakuaci pomáhalo přes půl milionu osob, z nichž čtvrtina postižená silnějšími dávkami je dodnes pod lékařskou kontrolou.
V průběhu dramatické záchranné operace byly trosky reaktoru zasypány tisíci tunami hlíny, dolomitu a olova a s pomocí dálkově řízené těžké mechanizace byla zničená reaktorovna uzavřena komplikovaným betonovým sarkofágem o hmotnosti 3/4 milionu tun. Ten je pod stálou kontrolou, ale musí být nyní rekonstruován, protože hrozí jeho "proděravění".

Operátorovna čtvrtého bloku reaktoru RBMK v Černobylu několik dnů před havárií.

 

 

Ke skutečně nezávislému a odbornému rozboru radiologické situace v oblasti, kde žijí 2 miliony obyvatel, byl v letech 1991/92 uskutečněn mezinárodní projekt "Černobyl", na kterém se podílelo 200 předních vědců z 25 zemí (i z CR), MAAE, komise Evropského společenství a OSN.
Nedávné zprávy o komplexním vyšetření zdraví obyvatel postižených míst nasvědčují, že původně zveličované obavy z rozšíření rakoviny, genetických anomálií novorozenců a nárůstu leukémie se nenaplnily. Ani nesmírně nákladný exodus obyvatel nebyl možná nutný. Na světě jsou oblasti (např. v indickém Tamilu), kde obyvatelstvo bez potíží žije na území, z jehož hornin vyzařuje trojnásobek dávkového příkonu než v zakázaném pásmu Černobylu.