A csernobili atomkatasztrófa

A csernobili atomerőmű-baleset 1986. április 26-án történt a Szovjetunió egyik tagállamában, Ukrajnában, a Pripjaty és Csernobil városok melletti Lenin-atomerőműben. A baleset következtében nagyon jelentős radioaktív szennyeződés jutott ki a környezetbe, többek között 50·106 Ci radionuklid került a légtérbe, aminek 70 százaléka Fehéroroszország területére jutott. A kihullott radioaktív cézium-137 izotóp mennyisége 37 000 Bq/m2 volt, a baleset 5200 petabecquerel radioaktivitással terhelte a környezetet. A szennyezés a szelek szárnyán először a Balti országokba, Svédországba, Finnországba és Norvégiába jutott el, de az Ibériai-félsziget kivételével egész Európában – így hazánkban is – megemelkedett sugárzást figyeltek meg.

A katasztrófa egy biztonsági teszt során következett be, amellyel azt a helyzetet próbálták szimulálni, amikor valamilyen külső hatásra az erőmű áram nélkül marad, és az atomreaktorok hűtéséhez szükséges vízbetáplálást ezen időszak alatt is biztosítani kell. A protokoll szerint ezt dízelaggregátorok biztosították, ám a folyamatnak volt egy rövid, bizonytalan időszaka, amikor az aggregátorok már bekapcsoltak, de még nem pörögtek fel eléggé, hogy megfelelő mennyiségű áramot termeljenek. Ennek az időszaknak az áthidalására az az ötlet született, hogy a leálló rendszerben a lassan lepörgő turbinák még termelnek elég áramot addig a rövid ideig, amíg a dízelaggregátorok be tudnak lépni. Ezt az elképzelést kellett mérésekkel igazolni egy amúgy is tervezett karbantartási leállás során.

A teszt folyamán azonban váratlan események történtek. Először is az ukrán villamosenergiaelosztó-rendszer kérésére a teszthez már megkezdett teljesítménycsökkentést 50%-os teljesítményen meg kellett állítani, ami beindított egy már az 1940-es évektől ismert káros folyamatot: alacsony teljesítményű reaktorüzem mellett a működés instabillá vált, és reaktivitást csökkentő xenon termelődött a reaktormagban, ám a kezelőszemélyzet ezt nem ismerte fel. A leállás késleltetése miatt két műszak is váltotta egymást, mire éjfél előtt nem sokkal nekiláthattak a teszt végrehajtásának. Ennek első lépéseként a 3200 MW névleges teljesítményű, de már fél napja 1600 MW-on üzemelő reaktor teljesítményét 700 MW-ra – a teszthez előírt mértékre – csökkentették, ám a teljesítménycsökkenést nem sikerült ezen a szinten megállítani, hanem az a xenonmérgezés miatt spontán tovább zuhant, egészen a névleges teljesítmény kevesebb mint 1%-áig, 30 MW-ig. Ekkor a tesztet vezető Anatolij Gyatlov főmérnökhelyettes utasítást adott a teljesítmény megemelésére, hogy a tesztet el lehessen végezni. Alekszandr Akimov műszakvezető és Leonyid Toptunov szenior reaktorirányító ekkor szabályozórudakat kezdett el kiemelni a zónából, hogy megnőjön a reaktivitás és felfusson a teljesítmény, ám az nem, vagy csak alig akart emelkedni. A teljesítményt mindössze 200 MW-ra sikerült feltornászni annak árán, hogy – különböző források eltérő adatai alapján – hat vagy hét, azaz messze a minimális biztonsági előírások szerinti szám alatti szabályozórúd maradt csak a zónában. Ekkor lefolytatták a tesztet, bár a nem megfelelő reaktorértékek miatt ennek kétes eredménye volt. A vizsgálat nem volt képes egyértelműen kimutatni, hogy miért, de a teszt végén valamelyik reaktorirányító – minden bizonnyal Akimov – megnyomta a rendszer AZ-5 jelű vészleállító gombját, aminek hatására az összes szabályozórúd visszazuhant a zónába, hogy teljesen leállítsa a reaktort. Ekkor azonban a reaktor két tervezési hibája kezdett érvényesülni. Az RBMK-típusú szovjet atomreaktor két alapvető tervezési jellegzetessége az volt, hogy grafitmoderátort használt, és megengedte, hogy a rendszernek pozitív legyen az üregtényezője. Előbbi miatt a szabályozórudak alsó része a reaktivitást serkentő grafitból készült, így amikor a szabályozórudakat a rendszer leállítása miatt visszacsúsztatták a helyükre, éppenhogy még növelték is a reaktivitást, ahelyett hogy csökkentették volna. Utóbbi pedig azt jelentette, hogy amikor a rendszer hevülése közben elforralta a hűtővizet, abban gőzbuborékok (a hűtőfolyadékáram „ürege”) keletkeztek, amelyek segítettek a reaktivitás megnövekedésében, míg a víz éppenhogy csökkentette azt. Ezen két hatás együttes jelentkezésével és a korábbi biztonsági minimumok áthágásával kontrollálatlanul elkezdett megugrani a hőteljesítmény, amelynek a legmagasabb leolvasott értéke a névleges 3200 MW több mint tízszerese, 33 000 MW-ra növekedett. Közben a hőteljesítmény emelkedése miatt túl sok gőz keletkezett a rendszerben, amelynek nyomása megrepesztette és tönkretette a szabályzórudakat, amelyek elakadtak félúton, így a grafitvégük a végtelenségig volt képes növelni a reaktivitást. A gőznyomás végül addig emelkedett, amíg a folyamat végén gőzrobbanás következett be, amely lerepítette a reaktor fedelét és kilyukasztva a reaktorépület tetejét, szabaddá tette a reaktorzónát. A benyomuló levegő oxigénjétől aztán egy még nagyobb második robbanás is bekövetkezett – egyes elemzések azonban mindkét robbanást úgy is képesek felfogni mint gyenge, félresikerült nukleáris robbanást –, ami véglegessé tette a rombolást. Az üzemanyagrudak megsérültek, ahogy az őket magukba fogadó grafitcsatornák is, a hűtővíz csöveivel együtt. Ám ezek eltörpültek amellett, hogy a zónából jelentős mennyiségű nukleáris szennyeződés repült ki az atomerőmű közvetlen környezetébe. (A robbanás kémiai folyamat eredménye volt, az urán fűtőanyagot borító cirkónium rudak a magas hőmérsékleten a gőzzel (víz, H2O) reakcióba lépve hidrogént fejlesztettek, a grafittal pedig a magas hőmérsékleten metánt (mint a bányában a sújtólég). Ez a gázkeverék a fedél megnyílása után a levegő oxigénjével gyorsan keveredve, - hidrogén+oxigén; durranógáz + metán+oxigén; sújtólégrobbanás - az ezer C fok feletti izzó grafit környezetében pedig azonnal felrobbant.) Ez szétvetette gyakorlatilag az épületet és a zónát pedig a gőzrobbanás.

Még aznap a Szovjetunió Kommunista Pártja egy kárelhárító bizottságot rendelt a helyszínre. A bizottság vezetője Borisz Scserbina, miniszterelnök-helyettes, míg szakmai vezetője Valerij Legaszov, a Kurcsatov Intézet igazgatóhelyettese, atomtudós volt. A bizottság előbb pontosította a rendelkezésre álló információkat – amelyek kezdetben intakt reaktorról és súlyos, de nem számottevő sugárzásról számoltak be, a valóságban azonban végzetesen sérült, felnyílt reaktorzónával és tragikusan magas sugárzással kellett szembenézni –, majd nekikezdtek a kárelhárításnak. Elkezdték a reaktorzóna helikopterekről való oltását, amit homok, bór és agyag keverékének leszórásával végeztek. Majd 36 óra múltán elrendelték Pripjaty város ideiglenes kiürítését – amely később véglegesnek bizonyult. Még később pedig elrendelték egy 30 km-es zóna lezárását az ott kihullott nukleáris szennyeződés miatt, a lakosság kitelepítését, a talaj felső rétegének mentesítését, az állatok begyűjtését és elpusztítását egy széles körű, nagy erőket megmozgató akció keretében. Magának az atomerőmű épületének mentesítését pedig egy különálló akcióban szervezték meg. Kezdetben robotokkal akarták megtisztítani a robbanás által a tetőkre és az erőmű udvarára kihullott sugárzó daraboktól az objektumot, ám amikor azok kudarcot vallottak, emberi erőt, az ún. likvidátorokat – általában a helyszínre vezényelt, parancsot teljesítő sorkatonákat – vetettek be, akik kézi erővel végezték el a takarítást, közben óriási egészségi kockázatot vállalva. Emellett megakadályozták azt is, hogy az idő közben bekövetkező zónaolvadás miatt a reaktor alatti betont átégető anyag, az ún. kórium bekerüljön a talajvízbe és más kárt se okozzon. Ezt kezdetben tulai bányászok által a reaktorépület alá vájt objektummal és hűtésként cseppfolyós nitrogén befecskendezésével tették meg, később ezzel felhagytak. A kárelhárítás utolsó lépése egy védőépület létrehozatala volt, a sugárzás továbbterjedésének akadályozására. Egy ideiglenes védőépületet, az ún. szarkofágot még a katasztrófa után rögtön felhúztak főként beton felhasználásával, ám ezt eredetileg ideiglenesnek szánták és a 2010-es évek során egy új, a tervek szerint kb. 100 évig biztonságosan álló új védőépületet emeltek a 4-es reaktor fölé.

A legtöbb vitát a katasztrófának a szovjet állam általi kezelése okozta. A Mihai Gorbacsov vezette párt kezdetben megpróbálta minden erővel eltussolni az ügyet, és titokban tartani a katasztrófa bekövetkeztét is, ám a sugárszennyezést a svéd Forsmark atomerőműben észlelték és a világ közvéleménye hamarosan értesült róla, majd a szovjet hatóságoknak is be kellett ismerniük a katasztrófa bekövetkezésének tényét. A tájékoztatás később is sok kívánnivalót hagyott maga után. Például a súlyos radioaktív kihullással nem törődve megtartották a néhány nap múlva esedékes, szokásos május 1-jei felvonulásokat a Szovjetunióban és a második világháború lezárulásával az érdekszférájába és katonai megszállása alá került államokban, így Magyarország városaiban is. Ugyanez a titkolózás volt jellemző a katasztrófa hatásaira is, főleg az áldozatokra és a megbetegedésekre vonatkozólag. A szovjet tájékoztatás mindössze 30 hivatalos halálesetről számolt be, zömmel az erőmű szolgálatban levő és a mentésbe bekapcsolódó dolgozói, valamint az először a helyszínre kiérkező tűzoltók közül. Ám a sugárzás okozta megbetegedések felderítése, az adatok nyilvánosságra hozatala is hiányos volt, emiatt máig nem lehet pontosan tudni, hogy emberéletben, vagy emberi egészségben milyen árat fizetett az emberiség Csernobilért.