Csernobil után újra egy ukrán atomerőmű miatt aggódik a világ

Napjainkban a világ újra egy ukrán atomerőműre figyel, a zaporizzsjai létesítményre (ZNPP), ami Európa legnagyobb atomerőművi telephelye a maga 6 x 1000 MW kapacitásával. A létesítmény szerencsétlenségére az orosz–ukrán háború túszává vált: 2 éve a Dnyeper folyam által adott természetes határon húzódik a frontvonal, és az erőmű körül patthelyzet alakult ki. Az orosz csapatok 2022 legelején elfoglalták a telephelyet, majd orosz irányítás alá vették, katonai erőkkel védik, és nagy mennyiségű hadi felszerelést halmoztak fel ott. 2022 ősze óta a Nemzetközi Atomenergia Ügynökség (NAÜ) szakértői folyamatosan a létesítményben vannak megfigyelőként, de azon kívül, hogy időről időre felhívják a figyelmet a nukleáris biztonság fontosságára és a háborús konfliktus veszélyeire, nem sokat tudnak tenni. Az utóbbi hetekben többször arról érkeztek híradások, hogy dróntámadások érték az atomerőművet, ami természetszerűleg újabb feszültségeket és félelmeket szült. 

Érdemes a legelején leszögezni: nem tudjuk, kik hajtották végre ezeket a támadásokat, ennek tisztázására a NAÜ sem tesz kísérletet. A frontvonalon hiteles információhoz jutni aligha lehet, és sajnos mindkét fél érdeke lehet, hogy az erőművel kapcsolatos félelemre alapozva igyekezzen nyomást gyakorolni a másik félre és a nemzetközi közösségre. Ezért nem is foglalkozom azzal a kérdéssel, hogy honnan jöhetnek ezek a támadások. Sokkal inkább arra igyekszem válaszolni a csernobili baleset 38. évfordulóján, hogy milyen hatása lehet a ZNPP létesítményre egy dróntámadás. 

A VVER-1000 reaktorok fő jellemzői, összehasonlítva a csernobili típussal

Fontos rögzíteni: a ZNPP blokkjai nyomottvizes reaktoron alapulnak (VVER-1000/V320 típus), ez a technológia nem hasonlítható a csernobili RBMK típushoz. Amíg a VVER reaktorok vízhűtésű, vízmoderálású rendszerek, addig a csernobili típus grafitmoderálású vízhűtésű, így nagyon más fizikai folyamatok és fizikai jellemzők írják le őket. A csernobili baleset egy instabil reaktorban következett be, a láncreakció megszaladásával óriási, a névleges teljesítmény 100-szorosának megfelelő hőteljesítményt állítva elő. Emiatt hatalmas energia szabadult fel, a reaktor felrobbanását okozva és sok, rövid felezési idejű izotóp kijutását eredményezve. Az RBMK-nak nem volt releváns túlnyomásra méretezett hermetikus védőépülete, azaz konténmentje. Ráadásul meggyulladt a hatalmas mennyiségű grafit, ami azután tíz napig égett, így segítve a robbanások után még közel két hétig további radioaktív anyagok környezetbe jutását. 

A VVER reaktorokban nincsen grafit, ami meggyulladhatna. Olyan reaktormegszaladás, ami a csernobili balesetet okozta, a VVER reaktorokban fizikai okokból nem tud bekövetkezni. És ami még fontos: a ZNPP reaktorai 2022 szeptembere óta nem működnek, a bennük lévő hasadóanyag radioaktivitása az üzemi érték töredékére csökkent. Ráadásul le is vannak hűtve, így a hermetikus védőépület komoly sérülése sem okozna feltétlenül radioaktív kibocsátást. 

A nyomottvizes reaktorok mérnöki gátjai

A nyomottvizes reaktorokban 4 mérnöki gát szolgálja a radioaktív anyagok környezettől történő elzárását: 

1. az üzemanyag-pasztillák kerámiaszerkezete,
2. az üzemanyagpálcák szivárgásmentes fémburkolata,
3. a reaktor hűtőrendszerének nagy nyomásra méretezett fémburka
4. és a vasbetonból készített nyomásálló hermetikus védőépület. 

Dróntámadások lehetséges hatásai

Ha egy dróntámadás vagy tüzérségi támadás miatt a legkülső mérnöki gát, a hermetikus védőépület megsérülne, a többi három mérnöki gát még valószínűleg épségben maradna, így a radioaktivitás (ami sokkal alacsonyabb szintű most, másfél évvel a reaktorok leállítása után, mint amilyen normál üzemben lenne) nem jutna ki a környezetbe. A jelentősebb radioaktív kibocsátás feltétele tehát az üzemanyag és a további mérnöki gátak egyidejű megsérülése lenne. 

Keveset tudunk az eddig lezajlott dróntámadásokról, de az interneten elérhető fényképek szerint azok a drónok, amelyek elérték a létesítményt, olyan kis tömegűek voltak, hogy nem volt várható a konténment épület sérülése ezektől még akkor sem, ha esetleg közvetlenül a reaktorépületet érték volna el. Ez persze nem jelenti azt, hogy ezekben a konténmentekben nem lehet kárt okozni: az érintett VVER-1000 reaktorok egy 1,2 m vastag, vasbeton szerkezetből készült hermetikus védőépületben vannak elhelyezve. Ezt nem méretezték sem katonai, sem polgári repülőgép rázuhanására, de az 1,2 m vastag (a dómnál, az épület tetejénél 1,1 m vastag) feszített vasbeton szerkezet sok külső hatással szemben védelmet nyújt. Ez persze nem jelenti azt, hogy az épület sérthetetlen: egy szisztematikus, erre tervezett tüzérségi támadás feltehetően súlyos károkat tudna okozni ebben az épületben, ami akár az épület hermetikusságának elvesztéséhez is vezethetne. Ezért teljesen jogos a NAÜ aggodalma, újra és újra elismételt figyelmeztetése, hogy a háborúban álló felek hagyják ki a konfliktusból a létesítményt. 

Mi történne, ha megsérülne a beton konténment? Ha az épület teteje egy jelentős támadás során megsérülne, és nagyobb betondarabok szakadnának be a reaktorcsarnokba, akkor elsősorban a reaktor szabályozó- és biztonságvédelmi rúdhajtásainak sérülését lehetne feltételezni. Ez nagy bajt okozna a reaktor jövőbeli üzemeltethetősége szempontjából, de radioaktív kibocsátáshoz nem feltétlenül vezetne a mostani, hideg leállított állapotban. Működő reaktor esetében az említett szerkezet sérülése hűtőközegvesztéses üzemzavart is kiválthatna, és a biztonság szempontjából fontos reaktivitásszabályozási funkció (adott esetben a reaktor leállítási funkciójának) sérüléséhez vagy elvesztéséhez is vezethetne. Ugyanakkor mindaddig, amíg a blokkok a jelenlegi hideg leállított állapotban vannak, addig ennek nagy kibocsátással járó konzekvenciája nem valószínű. Lehűtött állapotban ugyanis a szabályozó- és biztonságvédelmi rudak eleve a reaktor zónájában vannak, és a blokk primer köre sincs nagy nyomáson tartva, azaz ennek sérülése esetén sem várható a hűtőközeg nagy energiájú kiáramlása. A gőzfejlesztők és a primerköri csővezeték rendszer sérülése egyébként nem várható az épület tetejének beszakadása esetén, mert ezeket a berendezéseket felülről betonfödémek védik. Az épület sérülése a pihentető medencében lévő kiégett üzemanyag sérüléséhez szintén elvezethet, de itt is korlátozott kibocsátás, elsősorban erőmű körüli hatás lenne várható. De hangsúlyozni kell, hogy egy szisztematikus és tervezett tüzérségi támadást nem bírna ki a létesítmény, mint ahogy gyakorlatilag semmilyen polgári létesítmény nem tud egy ilyennek ellenállni. 

A konténment és az előbb említett szerkezetek sérülése 

egy sérült blokk visszaindítására a harcok elvonulása után is hosszabb idő és jelentős rekonstrukció lenne szükséges, ha egyáltalán lehetséges lenne. 

Fontos, hogy hideg leállított állapotban a blokk ilyen típusú veszélyei sokkal kisebbek, így alapvető fontosságú lenne, hogy amíg nincs béke az erőmű környékén, a blokkokat ne indítsák vissza, és azok maradjanak hideg leállított állapotban. 

A visszaindítás lehetőségei nagyon korlátozottak

Ebben a pillanatban egyébként

 így a normál üzemi hűtést tartósan nem tudják biztosítani. Ezen nem változtat az, hogy most, a tavaszi olvadás idején magasabb vízhozam és magasabb vízszint tapasztalható a Dnyeperben. Egy szárazabb időszakban a vízszint újra alacsonyabb lesz, mindaddig, amíg a kahovkai gátat újjá nem építik. Ez pedig valószínűleg sok évet fog igénybe venni. 

(Megjegyzés: a ZNPP specialitása, hogy a Dnyeper medréből le van választva egy kb. 800 hektár területű tárolómedence, amiben normál esetben több mint 40 millió köbméter víz található. Ez a medence, a benne elhelyezett csatornákkal, szórt vizes hűtéssel és két hűtőtoronnyal alkalmas lehet arra, hogy egy vagy két blokkot egy ideig ellásson normál üzemi hűtéssel, de a jelenlegi instabil biztonsági helyzetben nagyon nagy kockázatnövekedést eredményezne erre alapozva elindítani valamelyik blokkot. A felmelegedett hűtővíz párolgása miatt ráadásul a tárolómedence vizét is folyamatosan pótolni kellene, ami szintén igen nehézkes jelenleg a Dnyeper gátja nélkül.)

A blokkok lehetséges visszaindítása szempontjából azt is mérlegelni kell, hogy műszakilag milyen állapotban lehetnek a blokki rendszerek. Az erőmű másfél éve áll.

Az is kérdés, hogy milyen státuszban van a blokkok üzemeltetési engedélye, mert a tartós üzemen kívüli állapot akár az üzemeltetési engedély elvesztését is okozhatta. Így a blokkok majdani visszaindítása valószínűleg nagyobb karbantartási és engedélyezési feladatot fog okozni az üzemeltetőnek, aminek a megoldása akár hosszabb időt (akár sok-sok hónapot) is igényelhet. Szintén rendezni kell majd azt a problémát, amit a NAÜ szakértői többször jeleztek, nevezetesen, hogy az orosz csapatok nagyobb mennyiségű robbanószert, hadianyagot tárolnak az erőműben, amelyek aligha szerepelnek a blokkok üzemeltetési engedélyét megalapozó biztonsági elemzésekben. Felelős hatóság ilyen feltételek mellett aligha engedheti meg a blokkok visszaindítását. 

A ZNPP rendszereinek sérülékenysége

Visszatérve a dróntámadásokra, nem gondolom, hogy nagyobb mennyiségű robbanószert nem szállító drón a létesítményben komoly kárt tudna tenni.

Az elmúlt 2 évben számtalan alkalommal történt meg, hogy a villamos távvezetékek sérültek, és csak egyetlen hálózati kapcsolat maradt fenn, sőt olyan is volt, hogy az utolsó nagyfeszültségű vezeték is kiesett harci cselekmények miatt. Ezekben az állapotokban az erőmű dízelgenerátorokra kénytelen hagyatkozni, amit minden alkalommal sikeresen működtettek is az operátorok, de ez az utolsó mentsvár, nem szeretjük, ha egy nukleáris létesítmény tartósan kénytelen egyedül a dízelgenerátorokra hagyatkozni. 

A hűtési biztonsági funkció fenntartásához nemcsak áramra, hanem hűtővízre is szükség van. Ezeknél a VVER-1000 reaktoroknál a biztonsági hűtővízrendszer hűtését ún. szórt vizes medencék látják el, amelyek viszonylag kevés pótvíz hozzáadásával képesek működni. Minden blokkon három redundáns rendszer működik, így ha egy dróntámadás tönkretenne mondjuk egy ilyen szórt vizes hűtőrendszert, akkor még az érintett blokk hűtése fenntartható lenne. De nyilván itt is igaz, hogy szisztematikus katonai támadással szemben nem ellenállóak ezek a rendszerek. Emiatt is fontos, hogy a háború alatt a blokkok maradjanak hideg leállított állapotban, mert a jelenlegi hűtési igény nagyon korlátozott.

A VVER-1000 reaktorok biztonságával kapcsolatban úgy általában azt lehet elmondani, hogy ezek 2. generációs nyomottvizes reaktorok, egyfalú feszített vasbeton szerkezetű hermetikus védőépületben, melyeket a 80-as években építettek és helyeztek üzembe. Biztonsági rendszereik hármas redundanciával rendelkeznek. Az üzemzavari forrástagok (azaz egy adott üzemzavari esemény során történő radioaktív kibocsátások) hasonlóak egy 80-as években üzembe helyezett nyugati nyomottvizes reaktor üzemzavari forrástagjaihoz. 

Személyzeti kérdések

Ugyanakkor jelenleg rendkívüli helyzet van Ukrajnában, az egész energetikai infrastruktúra folyamatos támadás alatt áll, a ZNPP pedig a frontvonalban húzódik. Az eredeti üzemeltető személyzet jelentős része elmenekült a harcok miatt, új személyzet, a szokásosnál sokkal kisebb létszámban van jelen. A háború 2 év alatt nyilván nagyon sok lelki terhet pakolt az emberekre, így az emberi hibákból eredő meghibásodások valószínűsége sajnos nagyobb, mint normál esetben. Fontos lenne, hogy a létesítmény blokkjai hideg leállított állapotban maradjanak mindaddig, amíg a háború véget nem ér, és a helyzet nem normalizálódik. 


A szerző a BME Természettudományi Kar dékánja, a BME szenátusának tagja.

A véleménycikkek nem feltétlenül tükrözik az Index szerkesztőségének álláspontját.

(Borítókép:  A zaporizzsjai atomerőmű látványa a működés teljes leállítása után 2022. szeptember 11-én, Zaporizzsjában, Ukrajnában. Fotó: Stringer / Anadolu Agency / Getty Images)