Uzsprāgušajā Černobiļas reaktorā briest jaunas problēmas
Foto: EPA/Scanpix/LETA

Pirms pāris nedēļām apritēja 35 gadi kopš avārijas Černobiļas atomelektrostacijas (AES) ceturtajā reaktorā – postošākā šāda veida kodolkatastrofa cilvēces vēsturē. Jau piecus gadus pāri bojātajam reaktoram atrodas jaunais drošais angārs, kuram jāizolē reaktors no apkārtējās vides ietekmes un otrādi – vide no reaktora. Taču nu zem vairāk nekā miljardu izmaksājušā pārsega pamazām briest jaunas problēmas, vēsta izdevums "Science".

Saturs turpināsies pēc reklāmas
Reklāma

Radioaktivitāti zem jaunā pārsega "New Safe Confinement" nepārtraukti monitorē ar sensoriem, un pēdējā laikā fiksēts arvien pieaugošs neitronu starojums, kas ir signāls – notiek dalīšanās reakcija. Pieaugošā neitronu starojuma avots ir šobrīd nepieejama telpa Nr. 305/2, kurā atrodas tonnām radioaktīvu materiālu. Pēdējo četru gadu laikā neitronu starojums no šīs telpas dubultojies. Kaut frāze "četru gadu laikā dubultojies" šķietami nevēsta par tūlīt draudošām nepatikšanām, zinātnieki šim notikumam pievērsuši pastiprinātu uzmanību. Nepamanītas un laikus nenovērstas problēmas var novest pie lielām briesmām visai ātri, un tad vairs var nebūt laika noreaģēt, kā to liecina vēsture.

"Pagaidām ir daudz neskaidrību, taču nevaram pilnībā izslēgt arī jauna negadījuma scenāriju," "Science" citē Ukrainas Zinātņu akadēmijas paspārnē esošā Kodolspēkstaciju drošības problēmu pētniecības institūta pārstāvi Maksimu Saveļjevu. Pagaidām gan eksperti lēš, ka ir vēl vismaz vairāki gadi, lai izvērtētu labākos iespējamos risinājumus.

Kas varētu būt problēmas iespējamais cēlonis? Pēc sprādziena ceturtajā reaktorā 1986. gada 26. aprīlī reaktora dzēšanā tostarp tika izmantotas smiltis, bors, māls, arī svins. Šie dzēšanai paredzētie materiāli milzīgajā karstumā sakusa kopā ar urāna degvielas stieņiem un grafīta neitronu palēninātājiem, izveidojot ko līdzīgu lavai, tikai ārkārtīgi radioaktīvai. Angliski šo veidojumu dēvē par FCM jeb "fuel-containing materials" jeb (kodol)degvielu saturošajiem materiāliem. Liela daļa šīs lavas ieplūda reaktora pagrabstāvu telpās. Tiek lēsts, ka tās kopumā nu satur ap 170 tonnām sacietējušas radioaktīvās masas, un vairākas tonnas ir arī telpā Nr. 305/2.

Uzsprāgušajā Černobiļas reaktorā briest jaunas problēmas
Foto: EPA/Scanpix/LETA

Gadu pēc katastrofas pār bojāto reaktoru steigā tika uzcelta pirmā aizsargbūve – tā dēvētais "Sarkofāgs". Taču steigas un ļoti sarežģīto darba apstākļu dēļ tas bija vien pagaidu risinājums, ne pārāk kvalitatīvs. Černobiļas AES ceturtajā reaktorā arī ar visu "Sarkofāgu" pāri iekļuva lietus ūdens. Līdzīgi kā grafīts, arī ūdens darbojas kā neitronu palēninātājs, attiecīgi palielinot varbūtību, ka neitrons trāpīs un sašķels kāda urāna atoma kodolu. Ne vienu reizi vien pēc pamatīgām lietusgāzēm reaktora tuvumā neitronu starojums kļuva krietni intensīvāks. "Science" vēsta, ka 1990. gada jūnijā pēc pamatīgām lietusgāzēm vairākiem zinātniekiem bijušas pat bažas, ka atsevišķās vietās šī radioaktīvā sacietējusī masa lietus ūdenī varētu sasniegt kritisko masu. Tas novērsts, zinātniekam dodoties iekšā bojātā reaktora telpā un tur uz radioaktīvajiem materiāliem izsmidzinot gadolīnija nitrāta šķīdumu, kas ir neitronu absorbētājs. Vēlāk arī vecā "Sarkofāga" jumtā iestrādāti gadolīnija nitrāta šķīduma izsmidzinātāji.

Jāatgādina, ka kritiskā masa ir minimālais kodoldegvielas daudzums, pie kura iespējama kodolu dalīšanās ķēdes reakcija, kas pati sevi uztur. Lai tas notiktu, efektīvajam neitronu pavairošanās koeficientam jābūt vienādam (kritiskā masa) vai lielākam (superkritiskā masa) par 1. Proti, katrā posmā vienai kodolreakcijai vidēji jāizraisa vismaz viena jauna tāda pati kodolreakcija. Kodolsprādzienu gadījumā runa ir par superkritisko masu. Turklāt kritiskā masa nav atkarīga tikai no radioaktīvā izotopa veida un tā masas. Būtiski ir arī citi faktori – blīvums, piemaisījumu daudzums, temperatūra, apkārt esošie materiāli (piemēram, vai tuvumā ir neitronus atstarojoši objekti vai arī radioaktīvais materiāls atrodas neitronus palēninošā vidē, šajā gadījumā lietus ūdenī).

Šķiet, ka spontānas ķēdes reakcijas riski tika novērsti 2016. gada rudenī, kad beidzot virs ceturtā reaktora un drūpošā "Sarkofāga" tika uzbīdīts virsū blakus gadiem ilgi būvētais jaunais pārsegs.

Uzsprāgušajā Černobiļas reaktorā briest jaunas problēmas
Foto: AFP/Scanpix/LETA


Tas pasargā bojāto reaktoru no lietus, un lielākajā daļā reaktora zonu neitronu starojums pēdējos piecos gados ir vai nu stabils, vai sarūk. Taču ne telpas 305/2 tuvumā. Ukrainas kodoldrošības eksperti nu mēģina izprast, vai un kā reaktora izžūšana varētu novest pie šāda iznākuma. Iespējams, minētajā telpā, kurā radioaktīvā masa ir aprakta zem gruvešiem, izžūšanas rezultātā apkārtējā vide arvien vairāk sāk darboties kā neitronu atstarotājs, kas arī ir viens no faktoriem, kas var palielināt varbūtību neitroniem trāpīt un sašķelt urāna atomu kodolus.

"Pagaidām nav precīzi skaidrs, kāds mehānisms šo parādību varētu izraisīt," "Science" citē radioaktīvo materiālu ķīmiķi no Šefīldas Universitātes Nīlu Haietu, kurš reaktorā šobrīd notiekošo salīdzināja ar grilā gruzdošām oglēm.

Potenciālos riskus nedrīkst ignorēt. Ūdenim turpinot atkāpties, kodolu dalīšanās var paātrināties ļoti strauji un novest pie nekontrolētas reakcijas, brīdina Haiets. Protams, te nav runa par neko līdzīgu postošajai 1986. gada katastrofai, kad sprādziena rezultātā radioaktīvo materiālu mākonis šķērsoja lielu daļu Eiropas teritorijas.

Radiācija telpas Nr. 305/2 tuvumā ir tik intensīva, ka pašā telpā sensorus rūpīgākam monitoringam uzstādīt nav iespējams. Likumsakarīgi, arī radioaktīvos materiālus šajā telpā ar gadolīnija nitrāta šķīdumu vai kādu citu neitronu absorbētāju apsmidzināt nav iespējams. Vai situācija ir bezcerīga un vienkārši jāgaida, cerot uz labāko? Ne gluži – zinātnieki strādā pie vairākām idejām. Viena no tām – izstrādāt gana izturīgu no attāluma vadāmu robotu, kas varētu ilgstoši strādāt telpā 305/2 un radioaktīvā materiāla masā izurbt caurumus, kuros ievietot bora cilindrus. Bors ir neitronu absorbētājs un funkcionētu kā kontroles stieņi reaktorā – arī vēl funkcionējošajā Černobiļas spēkstacijā un citās RBMK reaktoru spēkstacijās kā kontroles mehānisms tika izmantoti tieši bora stieņi ar grafīta uzgaļiem. Diemžēl minētā telpa 305/2 nav vienīgā vieta bojātajā reaktorā, par kuru zinātniekiem ir bažas. Ukrainas eksperti plāno uzstādīt monitorēšanas aprīkojumu vēl divās vietās, kur radioaktīvie materiāli potenciāli noteiktos apstākļos varētu sasniegt kritisko masu.

Visi šie apstākļi ārkārtīgi sarežģī plānus ar laiku demontēt brūkošo "Sarkofāgu" un attiecīgi vēlāk arī pašas reaktora ēkas atliekas, lai no avārijas vietas aizvāktu radioaktīvos materiālus un uzglabātu tos drošā veidā. Pagaidām šis šķiet visai tāls mērķis.

Tags

Fizika Kodolenerģija Černobiļas AES
Publikācijas saturs vai tās jebkāda apjoma daļa ir aizsargāts autortiesību objekts Autortiesību likuma izpratnē, un tā izmantošana bez izdevēja atļaujas ir aizliegta. Vairāk lasi šeit.

Comment Form