Így történt a csernobili katasztrófa

1986. április 26-án reggel Cliff Robinson mérnök-fizikus szokatlan jelenséget észlelt, amikor munkahelyére, a svédországi Forsmarkban található atomerőműbe érkezett. Amikor belépéskor az előírásoknak megfelelően beállt a sugárzásmérő berendezésbe, a műszer riasztott. Robinson nem hitt a szemének, de az újabb mérések megerősítették, hogy a cipőjén és egész ruházatán radioaktív szennyeződés található. Rohant a főnökéhez, és hamarosan kiderült, hogy több munkáson is hasonló sugárzás mérhető. A forsmarki erőműben nem találtak semmilyen rendellenességet, ezért gyanakodni kezdtek, hogy a szél vitte Svédországba a radioaktív port valahonnan Európából. Ezután még három napot kellett várni arra, hogy a Szovjetunió beismerje: baleset történt a csernobili atomerőmű négyes reaktorában.

Kockázatos konstrukció

A csernobili erőmű tervezésétől kezdve olyan biztonsági kockázatokat hordozott magában, amiket Szovjetunión kívül kevés országban engedtek volna meg. Az úgynevezett RBMK rekatort, amiből Csernobilban négy is volt, eleve az oroszok fejlesztették ki korábbi katonai plutóniumtermelő reaktoraikból, és mivel a kockázatok mellett számos előnyük is volt, többet is építettek Szovjetunió-szerte. A csernobilit a hetvenes években húzták fel, az első reaktort 1977-ben adták át, a negyediket 1983-ban (a reaktorok teljesítménye 1-1 gigawatt volt).

A reaktortípus legfontosabb előnye, hogy építésekor nincsenek olyan korlátok, mint a vízmoderálású reaktoroknál, és szerkezete miatt az üzemanyagcsere a reaktor leállítása nélkül is elvégezhető. Nagy biztonsági hátrány azonban, hogy az RMBK-nak nincs konténmentje, vagyis olyan védőburka, ami baleset esetén megtartaná a kiszabaduló radioaktív szennyeződést. Ennél is jelentősebb probléma a pozitív visszacsatolás.

A biztonságos atomerőművek esetében alapelv, hogy negatív visszacsatolásúak legyenek, vagyis egy ponton túl a maghasadások számának növekedésére a rendszer automatikusan, külső beavatkozás nélkül a teljesítmény csökkentésével válaszoljon. A csernobili erőműről már a baleset előtt kimutatták, hogy bizonyos üzemállapotaiban – jellemzően akkor, ha a névleges teljesítménye 25 százalék alatt van – pozitív visszacsatolású, mert a hűtést végző víz-gőz keverékben a gőz aránya úgy változik, hogy a kívánt szintnél tovább gerjeszti a láncreakciókat. Egy idő után ez a gerjedési folyamat szabályozhatatlanná válhatott megfelelő külső beavatkozás híján.

A „megszaladást” az RBMK-kban a bórkarbid szabályozórudak reaktorba helyezésével akadályozták meg, amelyek visszafogták a láncreakciót. Ezeknek a rudaknak azonban volt egy komoly konstrukciós hibájuk: a végük grafitból készült, ami épphogy fokozta a reakciót – ez is hozzájárult a balesethez. Az RMBK reaktorok moderátoranyaga (vagyis a láncreakcióban részt vevő neutronok lassítására használt anyag) is grafit, ami gyúlékonysága miatt eleve nagy biztonsági kockázatot jelent.

Végzetes perc

1986 áprilisában esedékes volt a négyes blokk szokásos karbantartása, ezért le kellett állítani a reaktort. Az erőmű vezető üzemeltetői úgy döntöttek, kihasználják ezt a lehetőséget egy vészhelyzet-szimulációs kísérletre: arra voltak kíváncsiak, hogy ha egy feltételezett vészleálláskor megszűnik a külső áramforrás, akkor az azt pótló dízelgenerátorok beindulásáig elegendő áramot tud-e adni a leállás után lassuló gőzturbina-generátor – írja a BME NTI-nek a baleset huszadik évfordulójára készített honlapja.

A kísérletet április 25-ére tervezték, nem sokkal hajnali egy után el is kezdték csökkenteni a reaktor teljesítményét, délután egyre pedig leállították a két turbina közül az egyiket. Kettőkor a zóna üzemzavari hűtőrendszerét is lekapcsolták, ez volt az első a súlyos biztonsági hibák sorában. Szintén kettő körül befutott a hír a villamos elosztóközponttól, hogy a vártnál nagyobb a fogyasztók energiaigénye, ezért a további teljesítménycsökkentést elhalasztották. Csak este 11-kor folytathatták a kísérletet, addigra a kisebb teljesítmény miatt erős neutronelnyelő anyagok kezdtek felhalmozódni a reaktorban, így a blokk manőverező képessége csökkent.

Éjfélkor műszakot váltottak az erőműben, a négyes blokkhoz olyan operátorok is érkeztek, akik nem voltak felkészítve a tesztre. Az erőmű személyzetének nagy részét – köztük a vezetőség több tagját – egyébként sem képezték ki rendesen RMBK erőművekhez.

Éjfél után pár perccel a reaktor teljesítménye már 25 százalék alatt volt, beindult az öngerjesztés. Fél egyre a reaktor instabillá vált, a teljesítmény gyorsan lezuhant – hogy a kísérlethez szükséges szintre növeljék, a mérnökök szabályozórudakat húztak ki a reaktorból. Mivel ezzel az engedélyezettnél kevesebb szabályozórúd maradt a zónában, ez volt a második jelentős biztonsági hiba.

Egy órakor a reaktor hétszázalékos teljesítményen stabilizálódott, ezután az operátorok a kísérlet kedvéért további biztonsági hibákat vétettek: kikapcsolták az üzemzavari automatikus vészleállítást, majd további szabályozórudakat húztak ki a zónából. A kísérletet végül hajnali egy óra 23 perckor kezdték el, ekkor választották le a turbinát a reaktorról.

Ezután egyetlen perc alatt megtörtént a baj.

A gőz nem tudott kijutni a reaktorból, a nyomás növekedni kezdett, emiatt a gőztartalom csökkent (összeroppantak a gázbuborékok), ami a teljesítmény eséséhez vezetett – ezt ellensúlyozandó az automatika újabb szabályozórudakat emelt ki. Ennek hatására a gőzfejlődés és a teljesítmény másodpercek alatt rohamosan fokozódott, amíg 40 másodperccel a kísérlet megkezdése után az operátor meg nem nyomta a vészleállítót. A szabályozórudak ekkor visszakerültek a zónába, de a már említett tervezési hiba, a rudak grafitvége miatt a teljesítmény a következő másodpercekben még tovább nőtt. A kezelhetetlenné vált blokkban harminc gigawattra ugrott a teljesítmény, hirtelen nagy mennyiségű gőz keletkezett, a fűtőelemek tárolói felhasadtak, a hűtőcsövek megrepedtek.

Egy óra 24 perckor gőzrobbanás rázta meg a négyes blokkot, ötven méter magasra repítve a háromezer tonnás reaktortetőt. A vízgőz a grafittal reakcióba lépve gyúlékony hidrogént és szén-monoxidot termelt, ezek a gázok a szabadba jutva oxigénnel keveredtek, és pillanatokkal az első detonáció után berobbantak. Ez a második robbanás gyújtotta meg a grafitmoderátort, ami ezután napokig égett. A blokkban levő radioaktív anyagok egy része akadálytalanul a környezetbe került, a grafittűz által felmelegített levegővel magasra jutott, a délkeleti szél pedig Skandinávia felé fújta a radioaktív felhőt. Később a szélirány megváltozott, és délkeletre hordta a csernobili szennyeződést.

Kései kitelepítés

A katasztrófa következtében a reaktorban levő illékony radioaktív izotópok körülbelül húsz százaléka, az üzemanyagnak pedig nagyjából 3,5 százaléka a környezetbe került. A fűtőelem nagy része a reaktor körül szórodott szét, de kisebb, porszem méretű darabkák több száz kilométerre is eljutottak, Magyarországon is találtak ilyen részecskéket.

A helyi állapotokat és a munkaerő képzetlenségét jellemzi, hogy a baleset súlyosságát először nem ismerték fel az erőmű szakemberei. Nem voltak megfelelő dózismérőik, amik jelezték volna a pontos sugárzást, illetve a kisebb skálájú dózismérők kiakadását nem vették komolyan. Védőöltözet nélkül próbálták helyreállítani a károkat – heteken belül szinte mind meghaltak. A helyszínre érkező tűzoltók sem tudtak a sugárzásveszélyről. A balesetet kivizsgáló kormánybizottság április 26-án késő este ért Csernobilba, és csak ezután, nagyjából 24 órával a balesetet követően döbbent rá, hogy a sugárzás milyen magas. Ekkor rendelték el az erőműtől néhány kilométerre levő Pripjaty evakuálását. A településen főleg az erőmű dolgozói laktak családjaikkal. 1986 óta Pripjaty szellemváros.

A tűzoltók körülbelül egy hét alatt tudták eloltani a tüzet, ezután már nem volt jelentős új kibocsátás – addig azonban összesen több millió (egyes források szerint 14 millió, mások szerint csak egy-kétmillió) terabequerel aktivitású anyag került ki az erőműből (a bequerel az aktivitás mértékegysége, a radioaktív bomlások számát adja meg másodpercenként). Eleinte a rövid (nyolcnapos) felezési idejű jód-131 izotóp jelentett nagy problémát, ami a tejbe kerülve főleg a gyerekeket sújtotta. Az izotóp a pajzsmirigybe beépülve elősegítheti annak rákos elváltozásait.

A későbbiekben a hosszan tartó külső sugárterhelést jelentő cézium-137 izotóp (felezési ideje harminc év) koncentrációja okozott gondot. A legszennyezettebb területek a Csernobiltól északra fekvő régiók voltak, itt néhány faluban négyzetméterenként 5000 kilobequerel aktivitást is mértek. Az evakuációs zónát 555 kBq/m² fölötti cézium-137 aktivitáskoncentrációnál jelölték ki – ez nagyjából négyezer négyzetkilométert jelent, de ezen kívül több tízezer négyzetkilométer szennyeződött radioaktív izotópokkal. A baleset után összesen több mint kétszázezer embert kellett kitelepíteni.

Európában főleg azok az országok kaptak a szennyeződésből, ahol a felhő átvonulása csapadékkal párosult. Szovjetunión kívül főként Skandinávia, Ausztria, Svájc és Németország részesült a csernobili izotópokból, Magyarországon pedig Észak-Dunántúl. Érdekes, hogy bár közelebb vagyunk Csernobilhoz, a felhő vonulása miatt Ausztria erősebb dózist kapott: az országban 60 kBq/m² aktivitáskoncentrációt is mértek. Magyarországon a legszennyezettebb területeken 2-5 kBq/m² között mozgott ez a koncentráció.

Ezrek haltak meg

A katasztrófa első áldozatai a sugárbetegségben meghalt erőművi dolgozók és tűzoltók voltak. A Nemzetközi Atomenergia Ügynökség 56 közvetlen halálesetet tart számon. Jóval több a sugárzás okozta rákos halálesetek száma, de hogy pontosan mennyi, arra csak tudományos modellek alapján végzett becslések vannak – nehéz ugyanis a statisztikákból kihámozni, hogy a rákos megbetegedésekből mennyit lehet egyértelműen a csernobili baleset számlájára írni.

A NAÜ legutóbbi kalkulációja szerint négyezer ember halt meg vagy fog meghalni a csernobili baleset okozta szennyeződés miatt, és nagyjából ennyit számol a legtöbb tudományos forrás is. A nem halállal végződött megbetegedések száma tízezres nagyságrendű lehet: a katasztrófa huszadik évfordulójára az International Journal of Cancer című rákkutató szakközlöny készített egy tanulmányt, ők arra jutottak, hogy 2006-ig ötezer rákos megbetegedést okozott Csernobil, de 2065-ig 41 ezer betegséggel kell számolni. A zöldszervezetek vitatják ezeket az alacsony számokat, a Greenpeace több százezer halálesetet számolt ki.

A csernobili baleset következményeként egy átlagos magyar egy év alatt nagyjából a természetes háttérsugárzás egytizedének megfelelő többletdózist kapta. Ez nem jelent megnövekedett rákkockázatot, az elmúlt 25 évben nem lehetett kimutatni, hogy Magyarországon bármilyen egészségügyi hatása lett volna a katasztrófának.

Még vannak csernobili erőművek

A balesetet súlyosbította, hogy a szovjet vezetés nem reagált elég gyorsan a bajra, az pedig diplomáciai feszültségeket szült, hogy megpróbálták eltussolni az ügyet. Csak akkor tájékoztatták az ország népét és a világot a történtekről, amikor a forsmarki erőmű dolgozóihoz hasonlóan más országokban is észlelték a sugárzást, és egész Európa magyarázatot követelt. A késlekedést többen a Szovjetunió akkori vezetőjének, Mihail Gorbacsovnak róják fel.

A baleset után a négyes blokk fölé szarkofágot építettek, hogy leárnyékolják a sugárzás forrását. Amikor a Magyar Nukleáris Társaság 2005-ben a helyszínen járt, a szarkofágot rozzant állapotban találta. A nemzetközi biztonsági elemzések szerint a szarkofág – amit 1986-ban nagyon gyorsan és mostoha körülmények között kellett megépíteni – nem tudna megfelelően elleállni egy erősebb földrengésnek. A közeljövőben új, száz évre tervezett szarkofágot emelnek a sérült reaktor fölé, ehhez az EU százmillió euróval járul hozzá.

A csernobili baleset megingatta a biztonságos atomenergiába vetett hitet, ennek hatása ma is érezhető. Emellett rámutatott az RBMK konstrukció hibáira is, Litvánia az EU nyomására 2004-ben, illetve 2009-ben leállította az ignalinai atomerőmű két blokkját. Oroszországban azonban mai napig működnek RBMK-reaktorok a kurszki, leningrádi és szmolenszki megyékben található erőművekben.