17. 3. 2011 | Mladina 11 | Družba
Japonska môra
Ko Murphyjev zakon premaga zakone verjetnosti
Najprej je Japonsko stresel strahovit potres, eden najmočnejših, kar so jih kdaj zaznali seizmografi po svetu. Magnitudo so sprva ocenili na 8,9 po Richterjevi lestvici, nato so jo popravili na okroglih 9. Stavbe so se stresle, veliko stvari je popadalo po tleh, a zaradi izjemne protipotresne gradnje, ki jo Japonci pač obvladajo najbolje na svetu, hujše škode ni bilo. Jedrske elektrarne so se samodejno ustavile in vklopile pomožne sisteme za odvajanje zaostale toplote v reaktorju. Vse je potekalo po nič-kolikokrat preigranih scenarijih. Le uro zatem pa je sledil drug udarec. Desetmetrski cunami je udaril ob vzhodno obalo otoka Honšu, potoval nekaj kilometrov v notranjost in s seboj odnesel skoraj vse, kar mu je stalo na poti, tudi nekaj tisoč življenj. Jedrske elektrarne na obali so še vedno stale, a so bile odrezane od sveta, to pomeni, da so ostale brez cestnih in komunikacijskih ter energetskih povezav. In v eni od njih, Fukušima Dai-ichi s šestimi reaktorji s skupno močjo 4,7 gigavata, se je zgodilo nekaj, česar ni pričakoval nihče. Opis dogodkov, ki sledi, ni zanesljiv, temveč gre za najverjetnejši scenarij glede na do zdaj znane podatke.
Od šestih reaktorjev so v trenutku potresa obratovali trije. Cunami je onesposobil tudi dizelske generatorje, ki naj bi elektrarni v takšnih razmerah zagotavljali zasilno električno energijo za hlajenje reaktorskih sredic. Inženirji so se morali znajti sami. Prvih osem ur so imeli na voljo še en pomožni vir - baterije. V teh osmih urah so sredice lahko hladili z majhnimi parnimi turbinami, vgrajenimi prav zato, da lahko izkoriščajo zaostalo toploto reaktorjev, ki jo morajo odvajati, za črpanje sveže vode v reaktor. Ko so se baterije izpraznile, so izgubili nadzor nad hlajenjem. Instrumenti in ventili za delovanje potrebujejo elektriko, te pa preprosto ni bilo. Jedrske sredice so bile še vedno pod vodo, a dotoka sveže vode in odvajanja toplote prek segrete vode ni bilo več mogoče zagotavljati. Naslednji korak, za katerega so se odločili, je bilo uparjanje vode, saj je s tem nekaj toplotne energije mogoče prenesti v tlak. A seveda, tlak se je kmalu začel nevarno dvigovati, zato ga je bilo treba od časa do časa zmanjšati. Vodno paro so tako začeli spuščati v sekundarno ohišje reaktorjev - zadrževalni hram. Ko se je začel pritisk nabirati v zadrževalnem hramu, so morali z izpuščanjem pare razbremeniti tudi tega. Paro je tako od zunanjosti ločilo le še zadnje, ne posebej močno ohišje reaktorjev.
Uparjanje reaktorske vode kot način odvajanja energije je zasilna kratkoročna rešitev. Prej ali slej začne raven vode upadati, reaktorska sredica, ki je v normalnih razmerah šest metrov pod gladino vode, pa se začne počasi razkrivati. Prenos toplote v vodno paro pa je tisočkrat slabši od prenosa toplote v vodo. Če je sredica razkrita, se začne v trenutku pregrevati. Najprej se pri približno 2200 stopinjah začne taliti gorivna srajčka, palice iz cirkonija, ki vsebujejo jedrsko gorivo. Pri 3000 stopinjah se začne taliti tudi gorivo samo.
Zaradi visokih temperatur v sredici in visokih temperatur vodne pare, ki so jo odvajali iz reaktorjev, so popustile vezi med vodikom in kisikom. Ob izpustu iz zadrževalnih hramov so nastale razmere, ki so spet dopuščale združitev vodika in kisika. Sledila je eksplozija. Zadrževalna hrama v reaktorjih 1 in 3 sta ostala nepoškodovana, na drugem reaktorju, kjer je vodik eksplodiral najkasneje, pa naj bi bila eksplozija poškodovala zadrževalni hram. Primarno reaktorsko ohišje - tlačna posoda - pa naj bi bilo ostalo nepoškodovano.
V tem času jim je do elektrarne nekako uspelo dostaviti agregate in zagotoviti zasilno napajanje, s katerim so v reaktorje začeli črpati morsko vodo, ki je znova prekrila sredice. A če so želeli v sredico vbrizgati vodo, so morali najprej dodatno razbremeniti tlak. Ko se tlak zniža, pa zavre še več vode in raven vode se samodejno zniža. Sredice reaktorjev so bile tako vsaj nekaj časa skoraj popolnoma razkrite, zato so verjetno vsaj delno staljene, a še vedno varno spravljene. Z vsako uro se sredice dodatno ohlajajo, nevarnost pa se zmanjšuje.
A težave se niso pojavile zgolj na treh reaktorjih, ki so v času potresa obratovali. Preostali trije (4, 5 in 6) so bili ravno sredi remonta, to pomeni, da je bilo gorivo odstranjeno iz reaktorja in začasno shranjeno v bazenu za izrabljeno gorivo. Tam naj bi bilo stalno šest metrov pod vodo, zaradi hlajenja in zaradi varovanja pred sevanjem. Težava pa je, da jedrskega goriva, ko je enkrat odstranjeno iz reaktorja, od okolice ne ločijo številne debele betonske in jeklene pregrade, temveč samo teh šest metrov vode. In če ni dotoka sveže vode, se začne voda pregrevati in izparevati, raven vode se niža, v okolje pa uhaja radioaktivna para. Največ težav je s četrtim reaktorjem. Če jim ne bo uspelo zagotoviti zadostnega dotoka hladne vode, bi se lahko gorivne palice začele pregrevati in taliti, to pa bi lahko zaradi izpostavljenosti okolici pomenilo veliko težavo. Za dovajanje vode naj bi po zadnjih podatkih uporabili kar vodne topove. O segrevanju vode poročajo tudi iz reaktorjev 5 in 6, vendar do srede še ni bilo nobenih posebnosti.
Zakup člankov
Celoten članek je na voljo le naročnikom. Če želite zakupiti članek, je cena 4,2 EUR. S tem nakupom si zagotovite tudi enotedenski dostop do vseh ostalih zaklenjenih vsebin. Kako do tedenskega zakupa?
Pisma bralcev pošljite na naslov pisma@mladina.si. Minimalni pogoj za objavo je podpis z imenom in priimkom ter naslov. Slednji ne bo javno objavljen.