Szerző: Perger András

Elég régen jelentkeztem utoljára Fukusimáról. Ennek az az oka, hogy a helyzetről, miután úgy-amennyire stabilizálódott, egyre szűkösebben csorognak az információk. Az utóbbi pár hétben azonban kicsit felgyorsultak az események. Rövid időre ugyan, de sikerült embereket juttatni az 1-2-3 reaktorok épületeibe. Hogy az így szerzett információk alapján történtek-e a bejelentések, vagy ezek pusztán ürügyet szolgáltattak a beismerésre, az csak mellékesen érdekes. Mindenesetre nyugodtan kijelenthető: egyrészt sokkal nagyobb a baj, mint azt korábban állították (de amúgy sejteni lehetett). Másfelől, az események lefolyását illetően is felmerült, hogy a korábbi állításoktól eltérően (melyek szerint döntően a cunami tehető felelőssé a katasztrófáért), mégis szerephez juthatott a földrengés, esetleg emberi hibák az események kezelésében.

A fő probléma

A legfontosabb feladat, hogy az 1-2-3-as reaktorokban, illetve az 1-2-3-4 reaktorok melletti pihentető medencékben lévő üzemanyagnak stabil körülményeket teremtsenek, azaz, hogy a hasadóanyag folyamatosan biztonságos, hűtött, minden szempontból kontrollálható, ellenőrzött állapotban legyen.

Ehhez az állapothoz azonban gyakorlatilag az összes szükséges feltétel hiányzik. Csak a legfontosabbakat említve:

• A hűtőrendszerek minden valószínűség szerint tönkrementek. Értve ezalatt a hűtővizet szállító csöveket, a hőcserélőket, a hűtővíz mozgatásához használatos szivattyúkat, a villanyvezetékeket stb. (természetesen blokkonként eltérő mértékben sérülhettek a rendszerek; hogy mitől sérülhettek, arra még visszatérek). Ez azt jelenti, hogy az üzemanyagban keletkező hőt az erre szolgáló rendszereken keresztül nem lehet elvezetni, márpedig a hűtést mindenképp meg kell oldani. A jelenlegi „hűtés” csak szükségmegoldás: a vizet folyamatosan szivattyúzzák az épületekbe, illetve a reaktorokba (erről bővebben később), ahelyett, hogy egy zárt rendszerben folyamatosan keringtetve a hűtővizet vezetnék el a hőt (hőcserélőn keresztül) a tengerbe. Ez kb. olyan, mintha egy autó motorjának hűtését nem az erre a célra szolgáló zárt, belső rendszerrel oldanánk meg, hanem kívülről locsolnánk folyamatosan. A hírek szerint hamarosan el szeretnék kezdeni az „alternatív” (vagyis az eredetiektől nagyrészt független) hűtő- és szűrőrendszerek kiépítését, először a 2-es blokk pihentető medencéjénél.
• Sérültek (vagy sérültek lehetnek) az üzemanyagot tároló edények, azaz a reaktortartályok és a pihentető medencék, illetve a bennük lévő, az üzemanyag kezelésében, tárolásában fontos szerkezetek, a robbanások, a magas hőmérséklet, esetleg a földrengés miatt.
• Az üzemanyag összeolvadt vagy összetörött: mára mindhárom reaktor esetében elismerték, hogy gyakorlatilag teljes leolvadás következett be. Ez azt jelenti, hogy miután az üzemanyag elforralta magáról a hűtővizet, a hőmérséklete elérte a 2800 fokot, amelyen az üzemanyag maga is megolvad. Nagy valószínűséggel az üzemanyag döntő része a reaktortartályok alján halmozódott fel, olvadékként. Az olvadék egy kevert anyag, ami tartalmazza az üzemanyag kerámiapasztilláinak és cirkóniumburkolatának az anyagát, illetve a reaktorban található egyéb szerkezetek (az acél szerkezeti elemek és a feltehetően bórkarbid szabályozó rudak) egy részének anyagát. Ez az összeolvadt massza a TEPCO szerint mindhárom reaktorban víz alatt van.

Mindezeken felül nehezíti a hűtés megoldását a korábbi tengervízes hűtés hatása (korrózió, lerakódások), illetve akadályozza a munkát az épületek és a hűtőrendszerek sérülésének eltérő mértéke, az épületekben álló víz, és természetesen a sugárzás. A helyzet stabilizálására, a hűtés megteremtésére vonatkozó kilenc hónapos terveket ezek fényében kell értékelni.

Átolvadás?

A cég tagadja, hogy az üzemanyag átolvadt volna a reaktortartályokon, mindazonáltal ellentétes véleményekkel is lehet találkozni (ne feledjük, a TEPCO április végén még lefelé módosította az összeolvadt üzemanyag mennyiségére vonatkozó becslését, tehát „meglepetések” még jócskán lehetnek). A különbség igen lényeges: a reaktortartály ilyen mértékű sérülése az eddigiekben a „gyakorlatilag elképzelhetetlen” kategóriába tartozott a nukleáris ipar kommunikációjában (a TEPCO szerint legfeljebb a hűtővíz szivároghat a reaktoron keletkezett sérüléseken keresztül – ez is elég nagy probléma, de még mindig a jobbik eset). Update: újabb információk szerint legalább az 1-es és a 2-es reaktorok konténmentjén repedések lehetnek. Erre a leolvadással összefüggésben végzett szimulációk révén következtettek. Mindazonáltal, a beszámolók zavarosak, nem világos, hogy a reaktoron, vagy konténmenteken vannak lyukak, és azok keletkezése mennyiben hozható összefüggésbe a leolvadással. Ha valóban kiszabadult az olvadék, az azt jelentené, hogy a reaktortartály, mint a hasadóanyagot övező védelmi vonal megszűnt létezni, ami a környezeti kockázatokat jelentős mértékben növelné. Azzal, hogy nem „csak” a reaktorból származó gőz, hanem maga (az olvadt) üzemanyag is megjelenik a konténmentben, nem számoltak az erőmű tervezésekor – erre a helyzetre egyetlen működő reaktor konténmentje sincs felkészítve.

Ez súlyosan érintheti legalább az építeni szándékozott reaktorok terveit: ezek közül azonban csak az EPR rendelkezik erre tervezett megoldással („Core Catcher”). Ha valóban bekövetkezett az átolvadás, úgy elvárható, hogy minden, jövőben épülő reaktort ellássanak hasonló rendszerrel. És persze kérdés, hogy elfogadható-e, hogy a működő reaktorok, illetve az építés alatt álló reaktorok többsége nem rendelkezik hasonlóval?

Az esetleges átolvadás az elhárítás lehetőségeit is erősen korlátozná természetesen. Az olvadék sugárzása gyakorlatilag lehetetlenné teszi a környezetében a munkavégzést, közvetlenül hűteni (a reaktortartályon kívül) nem nagyon lehet, a körülötte jelenleg lévő vizet szennyezi stb. Ezen felül, a reaktorban maradt üzemanyag hűtésének megoldását is tovább nehezíti, hogy az átolvadás miatt sérült a reaktor.

Akár átolvadt az üzemanyag, akár nem, a probléma nagyságrendjéről tájékoztat a Three Mile Island esetében megvalósult elhárítási forgatókönyv. Ott az üzemanyag csak részlegesen olvadt meg, és a sértetlen tartályban maradt – mégis, 11 évig tartott, mire az összes üzemanyagot el tudták távolítani a reaktorból. Márpedig ez a feladat (TMI) nyilván egyszerűbb, mint egy ehhez hasonló (Csernobil).

Hűtés, víz

Ahogy fentebb volt már róla szó, a hűtést jelenleg úgy oldják meg, hogy gyakorlatilag folyamatosan vizet szivattyúznak az épületekbe, azaz a reaktorokba, illetve a konténmentekbe. Naponta több száz tonna (az egyes reaktorok esetében eltérő mennyiségű) vízről van szó, az események kezdete óta összességében tehát több tízezer tonnás nagyságrendben. Adódik a kérdés, hogy mi lesz ezzel a vízzel? Természetesen egy része távozik: vagy gőz formájában a levegőbe, vagy elfolyik valahová (radioaktív anyagokkal szennyezetten – amennyiben kikerült az üzemanyag a reaktorokból, az értelemszerűen súlyosbítja a problémát). Utóbbi az épületekben (a konténmentben, a turbinacsarnokban, egyéb helyeken) halmozódik fel, de nem biztos, hogy ott is marad. Ebből a szempontból a kettes reaktor konténmentjén talált repedés látványos volt ugyan, de félő csak a jéghegy csúcsát jelenti – elképzelhető, hogy számos ponton szivárognak az épületek. A szivárgás pedig elsősorban nyilván a talajvizet, illetve az óceán vizét érinti.

A levegőszennyezés megakadályozására egy könnyűszerkezetes épületet terveznek építeni az egyes, illetve majd a többi reaktorépület fölé. Az épületekben felhalmozott sugárszennyezett víz viszont el kell távolítani: nem csak környezeti kockázatot jelent, hanem a munkálatokat is nehezíti.. Probléma, hogy ennyi sugárszennyezett vizet nem lehet akárhol elhelyezni, illetve akárhogy tisztítani. Ezért korábban egy nagyobb tárolóban lévő gyengén sugárzó vizet egyszerűen az óceánba engedték, hogy legyen hely a sokkal szennyezettebb víznek, illetve egy nagy tárolókapacitással rendelkező hajó is érkezett az erőműhöz. Mindenesetre, a szivattyúzás ellenére, az épületekben lévő víz szintje – a folyamatos utántáplálás okán – nem csökken.

Földrengés, emberi és tervezési hibák

A reaktorok leolvadásával összefüggésben az eddigi állításokkal ellentétesen az is megfogalmazódott, hogy nem feltétlenül csak a cunami (és az általa tönkretett dízelgenerátorok kiesése) tehető felelőssé az eseményekért, hanem a földrengés is. Az egyes reaktor ugyanis hamarabb olvadt le, mint azt korábban gondolták/állították. Ebben – vagyis a hűtővíz szintjének gyors csökkenésében – játszhatott szerepet a földrengés, egyes hűtővezetékek eltörésével. Ezen felül, a négyes reaktor pihentető medencéjének fala is megrepedhetett, ami magyarázhatja a hűtővíz szintjének csökkenését (mivel pusztán a benne elhelyezett üzemanyag hőtermelése egyes elemzések szerint önmagában nem magyarázhatja ezt, illetve a földrengés során esetleg bekövetkezett „kiloccsanás” sem valószínű).

Ide kapcsolódik, hogy az egyes reaktorban az árambetáplálás nélkül működő hűtőrendszert („Isolation Condenser”) kikapcsolták a vonatkozó utasításrend alapján, ami szintén közrejátszhatott a reaktorban lévő víz szintjének gyors csökkenésében, és így a reaktor leolvadásában. Az események és jelenségek okai, következményei egyelőre nem világosak.

Mindenesetre, az adatok értékelése alapján elképzelhető, hogy az egyes és a hármas reaktorban a földrengés miatt sérültek meg a hűtéshez szükséges csövek. A TEPCO nem zárta ki ennek lehetőségét, ami az eddigi kommunikáció alapján felér egy beismeréssel. Ez teljesen átírja a balesettel kapcsolatos eddigi magyarázatokat (nem tudom megállni: lesz-e vajon magyarázkodás?), és természetesen hatással kell lennie az atomerőművek földrengés-biztonságára.

A napvilágra került információk alapján a konténmentek nyomásának csökkentésére szolgáló rendszerek sem működtek. A tolózárak nyitásához áramra lett volna szükség, ezért, amikor kiadták az engedélyt a konténmentben felépült nyomás csökkentésére, a rendszert nem lehetett üzemeltetni. A kézzel történő nyitás pedig a közben a zárak környékén addigra kialakult sugárzási helyzet miatt késlekedett. Legalábbis részben ez vezetett a csarnokok felrobbanásához, mivel a konténmentekben felhalmozódott hidrogént nem tudták eltávolítani, és az valamilyen módon a reaktorcsarnokokba került.

Mellesleg, a nyomáscsökkentő rendszerekkel csak már az építkezések után szerelték fel a konténmenteket, éppen amiatt, mert kiderült, hogy a konténmentekben egy súlyos baleset idején fellépő nyomás meghaladhatja a tervezési értékeket.

Ide tartozik még érdekességként, hogy a négyes reaktor csarnokának felrobbanását okozó hidrogén feltehetően nem a reaktor pihentető medencéjéből került a csarnokba, hanem a hármas reaktor épületéből valamilyen úton-módon. Mindenesetre érdekes, hogy a videofelvételek tanúsága szerint a 4-es pihentető medencéjében lényegesen rendezettebbek az állapotok, mint amit várni lehetett.

Kritikusság

Az egyes reaktorokban és pihentető medencékben lezajlott folyamatok kapcsán több esetben is felmerült, hogy kritikussági események zajlottak le. Elsősorban az egyes reaktornál (neutronsugárzás detektálása és a vízben talált izotópösszetétel alapján), illetve a négyes reaktor pihentető medencéje esetében (ugyancsak a vízben talált izotópok alapján) merült fel a gyanú, hogy bekövetkezhetett ellenőrizetlen láncreakció. A 3-as reaktor esetében pedig a robbanás okaként merült fel a pihentető medencében(!) esetleg bekövetkezett kritikusság. Hidrogénrobbanás ugyanis a feltevés szerint nem magyarázhatja sem a robbanást kísérő jelenségeket, sem a pusztítás mértékét, (ld. a mindmáig megmagyarázatlan különbségeket az egyes és a hármas reaktorcsarnok robbanásai között). A TEPCO érdemben egyik feltevést sem kommentálta, csak a 4-es esetében. A reaktor pihentető medencéjében olyan kazettákat tároltak, amelyeket legalább 3-4 hónapja vettek ki a reaktorból, ezért azokban a 8 napos felezési idejű radiojódból már csak igen kevés lehetett. A cég arra hivatkozott, hogy a medence vizébe a többi reaktorból a levegőbe került jód hullhatott bele, és az indokolta a radiojód jelenlétét, illetve mennyiségét.

Remélhetőleg a fentieknek nincs már gyakorlati jelentősége. Azaz amennyiben volt is elvi lehetősége a kritikus állapot kialakulásának, az ahhoz szükséges körülmények már nem állnak fenn - ez ugyanis, értelemszerűen, igen nagymértékben nehezítené az elhárítást.

Következmények Japánban - közvetlenül és közvetve

Az óceán és a talajvíz szennyezettsége minden eddigi mértéket meghalad – ebből a szempontból Fukusimát kell a legsúlyosabb esetnek tekinteni (a talajvíz szennyezése egyelőre az erőmű telephelyét érinti).

A szennyezések miatt olyan helyekről is ki kellett telepíteni a lakosságot, amelyek kívül esnek a kötelezően kitelepített 20 km-es zónán. Elsősorban az erőműtől északnyugati irányban jelentkezett sugárszennyezés. Hogy a kitelepítettek mikor térhetnek vissza, arra vonatkozóan nincs ok derűlátásra. A szennyezés egyik fő összetevőjének, a cézium 137-es izotópjának felezési ideje ugyanis kb. 30 év. Kérdés, hogy a szennyezett területek sugármentesítése megoldható-e (van olyan település, ahonnan csak egyes területekről kellett elköltözni).

A kormány némi huzavona után elérte, hogy leállítsanak egy másik erőművet (Hamaoka 3-4), mivel annak közelében van egy erős földrengés esélyével fenyegető törésvonal. Majd bejelentették, hogy az új reaktorok építésére vonatkozó terveket leállítják, és a jövőben megújuló energiaforrásokra kívánnak építeni.

Az európai következményekről (stressz-tesztről, egyebekről), illetve Paks érintettségről egy későbbi bejegyzésben lesz szó.