Havarie

«Nejnovější články | Rozinka

Vytvořit blog | Nápověda

Průběh událostí

Na 25. dubna 1986 bylo naplánováno odstavení reaktoru bloku číslo 4 pro pravidelnou údržbu. Bylo rozhodnuto využít této příležitosti k otestování funkce regulátoru magnetického pole rotoru. Zkouška měla ověřit, zda v případě současného výpadku zdrojů elektrické energie bude turbogenerátor při svém setrvačném doběhu schopen ještě zhruba 40 sekund napájet hlavní oběžná čerpadla nezbytná pro chlazení reaktoru. (Elektrárna disponovala záložními dieselovými generátory, ale trvalo by asi 75 sekund, než by dosáhly dostatečného výkonu.)
Podle plánu experimentu měl být reaktor použit k roztočení turbíny, poté měla být turbína od reaktoru odpojena a měla se dál točit jen vlastní setrvačností. Výstupní výkon reaktoru byl snížen z normálního výkonu 3,2 GW na 700 MW tepla, aby test probíhal při bezpečnějším, nízkém výkonu. Snižování výkonu bylo zahájeno v 1 hodinu po půlnoci. Ve 13:05 byl již výkon reaktoru snížen na polovinu a došlo k odstavení prvního turbogenerátoru, nato byl odpojen i systém havarijního chlazení.
Krátce poté však dispečink energetických závodů požádal o udržení stávajícího výkonu bez dalšího snižování, aby nedošlo k omezení výroby v továrnách. Experiment byl tudíž na téměř 9 hodin pozastaven a mezitím nastoupila nová směna operátorů, s nedostatkem informací o probíhajícím dění.
Ve 23:10 bylo zahájeno další snižování výkonu reaktoru. Skutečný výstupní výkon ovšem z neznámých důvodů (pravděpodobně chybou operátora) klesl až k 30 MW. Následkem toho se prudce zvýšila koncentrace neutrony pohlcujícího produktu štěpení – xenonu 135; tento produkt by se normálně při vyšších hodnotách výkonu v reaktoru ihned přeměňoval dále. Tomuto jevu spojenému s přechodným poklesem reaktivity se říká xenonová otrava. Další související jev, který obsluze hrozil, je pád reaktoru do stavu tzv. jódové jámy. Vlivem prudkého snížení výkonu nebo náhlého odstavení se výrazně uplatní parazitní radionuklidy, zejména izotop jódu vznikající při štěpné reakci v palivových článcích. Má výraznou absorpci podobně jako xenon. Po dobu mnoha hodin nedovolí obnovit činnost reaktoru, dokud nedojde k samovolnému rozpadu izotopu s následnou možností opětovného zahájení štěpné reakce a zvýšení reaktivity. V experimentu by nebylo možno pokračovat a reaktor by musel zůstat nějakou dobu mimo provoz. Obsluha se proto snažila zvýšit výkon a udržet reaktor v chodu vysunováním regulačních tyčí. Operátoři přitom měli udržovat tzv. operativní zásobu reaktivity a tento předpis nedodrželi. Nebyli informováni, proč je to důležité, a technicky neměli možnost aktuální zásobu sledovat během experimentu.
Přestože se nedařilo dostatečně zvýšit výkon, obsluha se rozhodla nezastavit reaktor a pokračovat v experimentu při 200 MW namísto plánovaných 700 MW. Kvůli přemíře neutrony pohlcujícího xenonu 135 byly regulační tyče vysunuty z reaktoru o něco dále, než by bylo při normálním bezpečném řízení přípustné. Jako součást experimentu byly 26. dubna v 1:05 spuštěna hlavní cirkulační čerpadla poháněná turbínovým generátorem; vodní tok takto generovaný překročil meze stanovené bezpečnostní regulací. Vodní tok se ještě zvýšil v 1:19; a protože voda také pohlcuje neutrony, toto další zvýšení vodního toku si vynutilo dokonce odstranění i manuálně ovládaných regulačních tyčí, což vytvořilo vysoce nestabilní a nebezpečné provozní podmínky. Přesto žádný předpis nezakazoval, aby všechna čerpadla pracovala naplno.
V 1:23:04 začal experiment. Nestabilní stav reaktoru se nijak neprojevil na kontrolním panelu a nezdálo se, že by se kdokoliv z obsluhy reaktoru obával nebezpečí. Přívod elektřiny do vodních čerpadel byl vypnut, a protože je poháněl turbínový generátor jen setrvačností, vodní tok se zmenšoval. Turbína byla odpojena od reaktoru a tlak páry v jádru reaktoru se zvyšoval. Jak se chladicí kapalina zahřívala, v jejím potrubí se začaly vytvářet kapsy páry. Návrh RBMK grafitem moderovaného reaktoru v Černobylu se vyznačuje velkým pozitivním dutinovým koeficientem, což znamená, že při absenci neutrony pohlcujícího efektu vody se výkon reaktoru prudce zvyšuje a reaktor se postupně stává stále nestabilnějším a nebezpečnějším.
V 1:23:40 stiskli operátoři tlačítko „AZ5“ (аварийная защита – havarijní ochrana), které znamená rychlé odstavení reaktoru[10] – kompletní zasunutí všech regulačních tyčí, včetně manuálně ovládaných tyčí, které byly vytaženy dříve. Není jasné, zda šlo o nouzové opatření, či zda to byl rutinní krok zastavení reaktoru po skončení experimentu (bylo naplánováno zastavení reaktoru pro pravidelnou údržbu). Obvykle se předpokládá, že rychlé odstavení bylo spuštěno jako odpověď na neočekávané prudké zvýšení výkonu.
Naproti tomu Anatolij Stěpanovič Ďatlov, provozní zástupce hlavního inženýra, napsal ve své knize Černobyl. Jak to bylo: „Před 01:23:40 systém centrální kontroly nezaregistroval žádné změny parametrů, které mohly ospravedlnit rychlé odstavení. Komise nashromáždila a analyzovala velké množství materiálů a, jak se vyslovila ve své zprávě, nemohla najít důvod, proč bylo rychlé odstavení spuštěno. Není třeba hledat důvod. Reaktor byl po skončení experimentu jednoduše odstaven.“
Kvůli pomalému mechanismu spouštění regulačních tyčí (18–20 sekund do ukončení operace[10]), jejich specifické konstrukci[pozn. 1] a dočasnému odpojení chladicího okruhu došlo vlivem rychlého odstavení reaktoru ke zvýšení rychlosti reakce. Zvýšená produkce tepla způsobila deformaci šachet regulačních tyčí. Tyče se zasekly poté, co byly zasunuty asi do jedné třetiny a nebyly proto schopné zastavit reakci. V 1:23:47 vzrostl výkon reaktoru na asi 30 GW, tedy desetkrát více než normální operační výstup.
Prudce zvýšený tlak páry způsobil velkou parní expanzi, která odhodila víko reaktoru o hmotnosti 1 000 t a potrhala chladicí potrubí. Po několika sekundách následovala druhá, silnější exploze. Pravděpodobně vybuchl vodík a oxid uhelnatý, které vznikly v přehřátém reaktoru reakcí uhlíku s vodní párou. Síla druhé exploze se odhaduje na ekvivalent 10 tun TNT. Došlo ke zničení horních pater a střechy celé haly.
V rozporu s bezpečnostními předpisy byla střecha elektrárny pokryta hořlavým asfaltem. Ten se vznítil od žhavých trosek vyletujících z reaktoru. Hrozilo, že se požár rozšíří i na 3. blok. Toto nebezpečí bylo odvráceno za cenu toho, že mnozí z hasičů dostali vysokou dávku radiace. Požár ovšem přispěl k rozptýlení radioaktivního materiálu a celkové kontaminaci vnějších oblastí.
Existují spory ohledně přesného pořadí událostí po 1:22:30 díky nesrovnalostem mezi zprávami očitých svědků a záznamy z elektrárny. Nejpřijímanější verze byla již popsána výše. Podle této teorie nastala první exploze asi v 1:23:47, sedm sekund poté, co operátoři spustili „rychlé odstavení“. Někdy se prohlašuje, že exploze se stala dříve nebo že následovala okamžitě po aktivaci havarijní ochrany (to byla pracovní verze sovětské komise studující havárii). Rozdíl je důležitý, protože pokud by se reaktor dostal do kritického stavu několik sekund po spuštění rychlého odstavení, jeho selhání se musí připsat špatné konstrukci regulačních tyčí, naproti tomu exploze v okamžiku spuštění rychlého odstavení by spíše ukazovala na chybu operátorů. V čase 1:23:39 byla v oblasti Černobylu zaznamenána slabá seismická událost, podobná zemětřesení o magnitudě 2,5. Tato událost mohla být způsobena explozí nebo mohlo jít jen o náhodnou shodu okolností. Situaci komplikuje fakt, že tlačítko AZ-5 (spuštění mechanizmu rychlé odstávky reaktoru) bylo stisknuto více než jednou a Alexander Akimov, vedoucí směny, který tlačítko AZ-5 stiskl (zemřel o dva týdny později), řekl těsně před smrtí: „Nevím, jak se to mohlo stát. Vše jsem udělal, jak jsem měl“
Okamžité řízení krize
Dopady havárie byly ještě zhoršeny nekompetencí místního vedení a nedostatkem náležitého vybavení. Všechny dozimetry v budově čtvrtého reaktoru kromě dvou měly limit 1 mR/s, tj. 3,6 R/h. Zbývající dva měly limit 1 000 R/s, ale přístup k jednomu z nich byl zablokován explozí a druhý selhal ihned po zapnutí. Proto si směna v reaktoru mohla být jista pouze tím, že hodnoty radiace ve většině budov reaktoru přesahují hodnoty 4 R/h (skutečná úroveň byla v některých oblastech více než 20 000 R/h; smrtelná dávka je asi 500 rentgenů po více než 5 hodin). To dovolilo náčelníku směny Alexandru Akimovovi předpokládat, že reaktor zůstal nedotčen. Důkazy opaku, jako například kousky grafitu a paliva reaktoru ležící kolem budov, byly ignorovány a údaje jiného dozimetru přineseného ve 4:30 byly odmítnuty s tím, že přístroj musí být vadný. Akimov zůstal se směnou v budově reaktoru až do rána a pokoušel se do reaktoru čerpat vodu. Nikdo nenosil ochranný oblek. Většina z nich, včetně Akimova samotného, zemřela na nemoc z ozáření během tří týdnů následujících po havárii.
Brzy po havárii přijeli hasiči uhasit požár. Nikdo jim neřekl, že sutiny a kouř jsou nebezpečně radioaktivní. Příčinu požáru neznali a proto hasili vodou i reaktor samotný, v němž byla teplota asi 2 000 °C. Při této teplotě se voda rozkládala na vodík a kyslík a opětné slučování těchto látek provázely výbuchy, které dále přispěly k úniku radioaktivity. Otevřené ohně byly uhašeny v 5 hodin, mnoho hasičů však utrpělo ozáření vysokými dávkami radiace. Vládní komisař určený k vyšetření havárie přijel do Černobylu ráno 26. dubna. V té chvíli byli již dva lidé mrtvi a 52 bylo hospitalizováno. V noci z 26. na 27. dubna – více než 24 hodin po explozi – komisař, konfrontovaný s dostatečnými důkazy o vysoké úrovni radiace a s množstvím případů ozáření, připustil zničení reaktoru a přikázal evakuaci blízkého města Pripjať.
Aby omezila rozsah katastrofy, poslala sovětská vláda na místo pracovníky, aby je vyčistili. Mnoho „likvidátorů“ (členů armády a jiných pracovníků) tam bylo posláno jako do normálního zaměstnání; většině se nikdo nezmínil o jakémkoliv nebezpečí. Neměli k dispozici ochranné obleky. Nejnebezpečnější radioaktivní trosky vyvržené z reaktoru byly posbírány a umístěny do budov. Z vrtulníků bylo na reaktor svrženo 800 tun dolomitu, karbid boričitý, 2400 tun olova a 1800 tun písku a jílu, přičemž poškozená střecha nevydržela takové zatížení a část se jí propadla. Tím se uvolnila další radiace a mnoho vojáků bylo těžce ozářeno. Únikům radioaktivního materiálu do ovzduší se podařilo zamezit až po devíti dnech od havárie. Aby byl zapečetěn reaktor a jeho obsah, byl kolem něj od června do listopadu 1986 postaven velký železobetonový kryt, přezdívaný „sarkofág“.
VyšetřováníAnalýza Mezinárodní agentury pro atomovou energii (INSAG-1) z roku 1986 označila za hlavní příčinu havárie akce operátorů. V lednu 1993 ale vydala IAEA revidovanou analýzu (INSAG-7, vročeno 1992), v níž vinu přisoudila jak konstrukci reaktoru, tak chybám operátorů.Dle revidované analýzy INSAG-7 přispěly k nehodě následující faktory:
„Zařízení, které nesplňovalo bezpečnostní normy platné v době, kdy bylo navrženo, a dokonce obsahovalo nebezpečné funkce;
Nedostatečná bezpečnostní analýza;
Nedostatečná pozornost věnovaná nezávislému bezpečnostnímu dohledu;
Provozní postupy nejsou uspokojivě založeny na bezpečnostní analýze;
Nedostatečná a neúčinná výměna důležitých bezpečnostních informací jak mezi operátory, tak mezi operátory a projektanty;
Nedostatečné porozumění bezpečnostním aspektům zařízení ze strany operátorů;
Nedostatečné dodržování formálních požadavků provozních a zkušebních postupů ze strany operátorů;
Nedostatečně účinný regulační režim, který nedokázal čelit tlakům na výrobu;
Obecný nedostatek bezpečnostní kultury v jaderných záležitostech, a to jak na národní, tak na místní úrovni.“Soud s pracovníky elektrárny proběhl v červenci 1987. Ředitel Černobylské jaderné elektrárny Brjuchanov, hlavní inženýr Fomin a provozní zástupce hlavního inženýra Ďatlov byli odsouzeni na 10 let nucených prací. Náčelník směny Rogoškin dostal 5 let, náčelník reaktorového cechu Kovalenko 3 roky, inspektor Gosatomnadzoru Lauškin 2 roky. Všichni byli propuštěni po odpykání poloviny trestu.