- W budowanych na całym świecie reaktorach wodnych ciśnieniowych (PWR) i wrzących (BWR) woda jest potrzebna, bo neutrony, jakie powstają w chwili rozszczepienia jądra uranu, są bardzo szybkie i przelatują przez paliwo „nie widząc” innych jąder uranu. Do tego, by spowolniły i spowodowały nowe rozszczepienie, muszą one oddać swą energię jądrom wodoru w wodzie otaczającej pręty paliwowe - wyjaśnia ekspet NCBJ. - Wobec tego, że podgrzanie wody powoduje zmniejszenie jej gęstości, a co za tym idzie gorsze spowalnianie neutronów, każda awaria powodująca podgrzew wody skutkuje natychmiastowym samoczynnym zmniejszeniem mocy reaktora. Jest to bardzo ważne zabezpieczenie, dane nam przez naturę, które zapewnia, że w przypadku wszelkich awarii moc reaktora spada i reaktor ulega wyłączeniu.
Grafit nie woda
Niestety w Czarnobylu pracowały inne reaktory - RBMK. Ich rozwiązanie oparto na projektach reaktorów wojskowych do produkcji plutonu, działających na innej zasadzie. Aby móc wykorzystać do celów militarnych pluton wytwarzany w czasie pracy reaktora, należy paliwo wyciągać z reaktora nie po trzech latach, jak w reaktorach PWR i BWR, ale po około miesiącu. - Dlatego reaktory do celów militarnych mają inną budowę, pozwalającą na wyciąganie paliwa podczas pracy reaktora, a rolę spowalniacza neutronów pełni tam grafit - wyjaśnia dr Strupczewski.
Woda w takich reaktorach między prętami paliwowymi służy głównie do przenoszenia ciepła, do spowalniania nie jest potrzebna. W reaktorze RBMK spadek przepływu chłodziwa prowadził do podgrzania wody, wzrostu gęstości rozszczepień, wzrostu mocy reaktora, dalszego podgrzewu wody i dalszego wzrostu mocy. To dodatnie sprzężenie zwrotne powoduje gwałtowny wzrost mocy reaktora, o ile nie zatrzyma go wprowadzenie do rdzenia prętów bezpieczeństwa.
- Ale w Czarnobylu występowało dodatkowe niebezpieczeństwo, z którego nie zdawano sobie sprawy aż do czasu awarii, mianowicie wprowadzenie prętów bezpieczeństwa nie zawsze powodowało od razu wyłączenie reaktora - mówi ekspert NCBJ. - Przeciwnie, w momencie zrzutu pręta z górnego położenia ponad rdzeniem do rdzenia wsuwał się najpierw przedłużacz z wkładką grafitową, która usuwała wodę z kanału, a nie pochłaniała neutronów. Powodowało to przejściowy wzrost mocy reaktora, trwający kilkanaście sekund, zanim pręt bezpieczeństwa nie znalazł się całkowicie w rdzeniu. Był to błąd konstrukcyjny, ale konstruktorzy utrzymywali projekt w tajemnicy i operator nie zdawał sobie sprawy z tego błędu. Dopiero w chwili awarii ze zdumieniem przekonał się, że po uruchomieniu przycisku powodującego zrzut prętów bezpieczeństwa moc reaktora zamiast zmaleć, zaczęła rosnąć jeszcze szybciej!
Szkodliwa tajność
To, że taki błąd nie został wcześniej wykryty, było skutkiem utrzymywania projektu reaktora RBMK w ścisłej tajemnicy. Obecne podejście do spraw bezpieczeństwa jądrowego oparte na pełnej jawności wyklucza taką sytuację.
Sama awaria z 1986 roku została wywołana błędnym działaniem operatora, który chciał przeprowadzić źle pomyślane i nie uzgodnione z dozorem jądrowym doświadczenie. Miało ono być przedstawiona na Pierwszego Maja jako sukces kadr partyjnych elektrowni w Czarnobylu.
W toku przygotowań operatorzy popełnili szereg błędów, które wprowadziły reaktor w stan niestabilny, prowadzący do samoczynnego wzrostu mocy. W ciągu 13 sekund moc reaktora wzrosła ponad sto razy.
W przeciwieństwie do reaktorów PWR i BWR zaopatrzonych w potężne obudowy bezpieczeństwa powstrzymujące ucieczkę radioaktywności do otoczenia, w reaktorze RBMK nie było takiej obudowy. Radioaktywne fragmenty paliwa i gazowe produkty rozszczepienia wydostały się do atmosfery. Była to najgorsza awaria, jaka może zdarzyć się w elektrowni jądrowej.
(NCBJ)
