A napokban kezdett el terjedni a hír, miszerint fokozódó radióaktivitást mérnek a harmincöt éve balesetet szenvedett csernobili 4-es számú reaktor romjai alatt. Az információ valós, de a jelenség sokkal összetettebb, és magyarázatot érdemel – mutatott rá szakmai blogján Aszódi Attila, aki többek között 1999–2012 között a BME NTI Atomenergetika Tanszék vezetője is volt. A szakember felhívta a figyelmet, hogy a történtek megértéséhez több információ szükséges, amit nem segít, hogy a szenzációt szimatoló sajtó riogató cikkekben tálalja a maghasadás lehetőségét.
Az 1986-os csernobili katasztrófa egy úgynevezett kritikussági baleset volt, amelyben a reaktorban zajló maghasadásos láncreakció megszaladt, rövid időre a névleges teljesítmény százszorosa volt mérhető, és az emiatt felszabaduló hő hatására gőzrobbanás, majd gázrobbanás történt és kigyulladt, majd közel két hétig égett a reaktor moderátoraként szolgáló grafit. Ezek a folyamatok rengeteg hőt termeltek, valamint a reaktor geometriájának súlyos sérüléséhez vezettek, így a reaktorban lévő csaknem kétszáz tonna urán alapú üzemanyag megolvadt. Ez a sűrű urán-oxid olvadék, benne rengeteg más radioaktív izotóppal magába olvasztotta a reaktor szerkezeti anyagainak egy részét, megolvasztotta nemcsak a reaktor körüli anyagokat, de sok helyen a körülötte lévő betont is. Ebbe az olvadékba belekeveredtek azok az anyagok is, amelyeket a balesetet követően helikopterekről szórtak a sérült, a környezet felé kinyílt reaktorba. Ezt a több különféle anyag alkotta olvadt keveréket kóriumnak (corium) is hívjuk az angol „core” (reaktorzóna) szóra, az olvadt zónatartalomra utalva – írta a szakember. Ez a zónaolvadék és a környezetéből származó anyagok olvadt keveréke Csernobilban úgy viselkedett, mint az olvadt láva: amivel érintkezésbe került, azt magába olvasztotta – a beton egy részét is –, és lassan, de biztosan haladt arra, amerre éppen áramlani tudott. 1986-ban ez a csernobili kórium több emeletet haladt lefelé a reaktorzóna alatti terekben. A dolog veszélyessége technikai értelemben nemcsak abban áll, hogy ez az anyag erősen radioaktív, hanem abból is származik, hogy az anyag pontos összetétele és a pontos geometriája nem ismert, így rá vonatkozóan csak közelítő számításokat lehet végezni, a pontos állapotát, reaktorfizikai tulajdonságait nem ismerjük.
Mi történt harmincöt év alatt?
Ezt a lávaszerű, hasadóanyagot – uránt és plutóniumot –, valamint hasadási termékeket is tartalmazó anyag különféle helyiségekben szilárdult meg és ott töltötte az utóbbi harmincöt évet. Az utóbbi három évtizedben egyrészt a hasadási termékek a radioaktív bomlás miatt már kevésbé radioaktívak, de még most is elegendő ahhoz, hogy a legveszélyesebb helyeket a csernobili szarkofágon belül ember ne tudja megközelíteni. Másrészt mivel az 1986-ban sebtében felépített szarkofág nem készült, nem készülhetett hermetikusan zártra. Abba az esővíz folyamatosan befolyt, így azokat a tereket is rendszeresen víz érte, amelyek a reaktorépület alján helyezkednek el. Egyes becslések szerint akár háromezer köbméter víz is befolyhatott a szarkofágba. A megszilárdult kórium körül is lehetett víz hosszú időn keresztül. Ukrán források egy 2021. április 27-i konferencia keretében most beszámoltak arról, hogy 1990-ben egy nagy esőzés után egyes, a sérült reaktor köré telepített neutrondetektorok jelentős neutronszám-növekedést jeleztek, ami arra utal, hogy a befolyt esővíz moderátorként segíthette bizonyos helyeken esetleg önfenntartó láncreakció beindulását. Az, hogy ez a rendszer akkor reaktorként működött volna, nem állítják teljes bizonyossággal – írta Aszódi Attila.
A szenzációt szimatoló sajtó eltúlozta a veszély mértékét
Az új csernobili szarkofágot 2016-ban csúsztatták a balesetet szenvedett négyes blokk fölé, azután a csapadék már nem jutott be a törmelékek közé. Az ukrán szakemberek arról számoltak be, hogy több helyiségben jelentősen csökkent a víz szintje. Nagy valószínűséggel ez lassan ugyan, de megváltoztatta egyes helyeken a hasadóanyag tartalmú láva összetételét, moderáltsági viszonyait. A láva kiszáradása, mechanikai károsodása is okozhat olyan átrendeződést, ami a kívülről mért neutronáramban változásokat indukálhat. Fontos hangsúlyozni, hogy egy ilyen rendszerben a neutronok jelenléte természetes, nem feltétlenül jelez veszélyes folyamatokat. Mind az urán, mind a plutónium izotópjai spontán is hasadnak, amely folyamatban keletkeznek neutronok. Ezen kívül vannak a lávában plutóniumnál nehezebb izotópok is – például kűrium, amerícium –, amelyekből szintén származhatnak neutronok. Tehát a sajtóban sok helyen szereplő kijelentés, hogy „maghasadásra utaló jeleket találtak Csernobilban”, nem pontos, mert spontán maghasadás folyamatosan történik urán és plutónium tartalmú anyagokban, ráadásul más magreakciókból is keletkezhetnek neutronok egy ilyen rendszerben. A kérdés sokkal inkább az, hogy ellenőrizetlen maghasadásos láncreakció létrejött-e, létrejöhet-e.
Ukrán szakemberek mérései szerint 2016 óta bizonyos neutron-beütésszám mérések 2019 decemberig hatvan-nyolcvan növekedést mutattak; ez a folyamat lassan, több év alatt következett be. Az, hogy a lávát tartalmazó helyiségen kívül elhelyezett neutrondetektorok növekvő neutronszámot mérnek, arra utal, hogy a kóriumban található hasadóanyag a kritikussághoz közelebb került. Ez nem jelent még önfenntartó láncreakciót, mert egy úgynevezett szubkritikus rendszer neutronerősítőként működik: ha közelebb kerül a kritikussághoz, akkor növekvő számban sokszorozza meg azokat a neutronokat, amelyek az urán- és plutóniummagok spontán hasadásából keletkeznek. A 305/2 jelű helyiségben az ukrán szakértők becslése szerint legalább húsz tonna hasadóanyagot is tartalmazó megszilárdult kórium található. Becslésük szerint a lávaformáció alján az urántartalom akár negyven százalék is lehet. Az tehát, amiről most az ukrán szakemberek beszámoltak, arra utal, hogy egyes helyeken kritikussághoz közelebb kerülhetett a hasadóanyag tartalmú láva, de kritikussági baleset bekövetkezéséről nincsen szó. Arra a kérdésre, hogy a jövőben bekövetkezhet-e ilyen baleset, ma még nem tudunk egyértelműen válaszolni. További vizsgálatok szükségesek ahhoz, hogy erre majd a csernobili szakemberek válaszolni tudjanak. Az új szarkofág alatt tervezett munkák keretében az ukrán fél közlése szerint a közeli jövőben várhatóan hozzá fognak férni az egyik legproblémásabb helyiséghez. Az ottani helyzet pontosabb tisztázása jelentősen csökkenteni fogja a számítási és mérési bizonytalanságokat, és lehetőséget tud teremteni arra, hogy ott be tudjanak avatkozni, ha a jövőben negatív folyamatok indulnak be.
Nincs új a szarkofág alatt
Ma a rendszer atmoszférikus nyomáson van, a hőmérséklet most alacsony, így nincs olyan energiatartalma a sérült üzemanyagnak, amiből olyan méretű robbanás fejődhetne ki, mint 1986-ban. Ugyanakkor egy lassú kritikussági baleset bekövetkezését a most rendelkezésünkre álló adatok alapján nem lehet kizárni. Ez a kérdés mindenképpen további kezelést igényel, és nemzetközi figyelmet érdemel. Ugyanakkor azt is hangsúlyozni kell, hogy amiről a Science cikke szól, nem egy új fejlemény, a neutronszám lassú növekedését a 2016 óta eltelt öt évben fokozatosan figyelték meg. Most azért került a téma elő, mert a csernobili baleset 35. évfordulójára szervezett konferencián arról beszámoltak ukrán illetékesek – írta az ügy részleteiről Aszódi Attila.
Forrás: aszodiattila.blog.hu; Fotó: MTI/TASZSZ
Facebook
Twitter
YouTube
RSS