Radiacija: kas gali nepavykti? Trumpai tariant, daug kas. Nuo Marie Curie, kišenėje besinešiojusios buteliuką su radžio druska, mat ji spindi miela mėlyna spalva, iki didžiulių nelaimių Černobylyje ir Fukušimoje – XIX a. pabaigoje prasidėjęs branduolinis mokslas išsiskiria turininga inovatyvių tyrimų ir atradimų, o kartu ir klaidų, nelaimingų atsitikimų bei visa griaunančių avarijų istorija.
Savo chronologiškai suskirstytą pasakojimą J.Mahaffey pradeda nuo tų laikų, kai apie branduolinę energetiką dar nebuvo net pagalvota, kai inžinierių bendruomenė labiausiai bijojo garo variklių katilų sprogimų – ši baimė iki šių dienų išliko projektuojant branduolines elektrines. Tarp pirmųjų katilų sprogimų ir trijų didžiųjų branduolinių katastrofų – Trijų Mylių saloje, Černobylyje ir Fukušimoje – knygos autorius aprašo daugybę incidentų ir avarijų, kuriuos beveik visais atvejais lėmė žmogaus klaidos.
Apie kai kurias šių nelaimių girdėjote ne kartą. Kai kurių išvis negirdėjote. Visos jos pateikia pamokų, o kartais tam, kad pamokas išmoktume, prireikia daugybės pavyzdžių, kol žinias pritaikome realybėje. Tam, kad duomenys būtų tikslūs ar bent jau tikslesni nei iki šiol, knygos autoriui teko rasti ir ištirti užkastas ir pamirštas pradines ataskaitas bei pasakojimus iš pirmų lūpų. Dabar, valstybės lygiu išslaptinus ir vis labiau skaitmeninant senus dokumentus, tampa lengviau suprasti, kas gi iš tikrųjų vyko.
Matant visa tai tvarkingai surašyta vienoje vietoje, paaiškėja tam tikri dėsningumai. Galima pastebėti slaptas, pamatines problemas. Gal mūsų pastangos telkiamos ne toje vietoje? Ar atominę energiją galima apsaugoti nuo jos pačios, o gal visą laiką taip ir liks neišspręstų sunkumų? Ar branduolio dalijimasis ir ilgai išliekančios jo atliekos sunaikins civilizaciją, ar kaip tik ją įgalins? Juk grybo formos debesis jau yra tapęs savotišku simboliu, bauginančia atominio amžiaus emblema.
Visi klausimai, susiję su avarijų išvengimu, nėra techniniai. Kai kurie jų – iš esmės filosofiniai. Skaudu pripažinti, tačiau keletas didžiausių atominių avarijų kilo dėl reaktoriaus operatoriaus klaidų, kai mąstantis žmogus nepaisė automatinės saugumo sistemos įspėjimų. Sudėtingiausiai išsprendžiama problema yra tai, kad gerai paruoštas ir išsimokslinęs, greitai ir disciplinuotai mąstantis reaktoriaus operatorius privalo galvoti nutoldamas nuo mechaninių procedūrų ir rūpestingai suplanuotų užduočių. Operatorius nėra kompiuteris ir negali mąstyti kaip mašina, tad didelėse komercinių reaktorių avarijose, regis, visą laiką būna vienas operatoriaus veiksmas, nuo kurio viskas pradeda ristis žemyn link neatitaisomos katastrofos.
Šioje įdomiai parašytoje knygoje patyręs branduolinių mokslinių tyrimų ir branduolinės energetikos propaguotojas J.Mahaffey išnagrinėja kiekvieną incidentą, kas ir kodėl nutiko, dažnai nustatydamas praeities avarijas analizavusių mokslininkų klaidas. Visos šios avarijos, nors ir pridarė nuostolių, leido geriau suprasti visagalį atomą – nuostabų mokslo atradimą, kuriame iki šiol slypi neįtikėtina rizika ir didžiuliai lūkesčiai.
Knygą iš anglų kalbos vertė Dangirutė Giedraitytė. Leidykla „Briedis“ taip pat dėkoja dr. Andriui Juodagalviui, padėjusiam susivokti painiuose fizikos terminų labirintuose ir perteikti autoriaus pasakojimą apie sudėtingus branduolinės energetikos procesus sklandžia ir suprantama kalba.
Kviečiame skaityti knygos ištrauką.
1951 m. rugpjūčio 24 d. pirmasis pasaulyje dauginimo reaktorius tapo pirmuoju kritiniu Nacionalinės reaktorių bandymų stoties reaktoriumi. Esant nulinei galiai, jis veikė puikiai, bet matavimai rodė, kad kuro konstrukcijas reikės pakeisti, jei reaktorius turės užvirinti vandenį ir gaminti garą, kaip tai būtina energijos reaktoriui. Du trečdaliai kuro strypų buvo grąžinti atgal į Argoną, o ten hidrauliniu presu patrumpinti ir paplatinti. Grįžę į Aidahą, jie buvo sustatyti aplink plonesnius kuro vamzdžius kaip diržų juosta.
Gruodžio 20 d. reaktorius gamino maždaug 45 kW. Karšto metalo šilumnešis buvo be perstojo pumpuojamas per šilumokaitį su vandeniu kitoje pusėje. 13.23 val. operatorius atidarė garų sklendę, sujungtą su šilumokaičiu, ir garai pateko į elektrinės turbiną. Keturios 200 W lempos ant turbinos denio ėmė švytėti skaisčiai baltai. Tą pačią akimirką pirmą kartą branduoliniame reaktoriuje buvo pagaminta elektros energija. Walteris Zinnas paėmė gabaliuką kreidos, ant betoninės pastato sienos užrašė savo vardą ir visą komandą pakvietė padaryti tą patį. Šie vardai tebėra ant tos sienos iki šių dienų.
Pasisekus reaktoriuje EBR-I, laimėjimai tęsėsi toliau. Po trijų dienų komandai pavyko prie generatoriaus prijungti visą gamyklą ir viską paleisti dirbti naudojant reaktoriaus energiją. Įrenginiai dirbo visu pajėgumu iki 1953 m. pradžios, o tada viskas buvo uždaryta, siekiant įvertinti kurą ir dauginimo dangą. Reprezentaciniai pavyzdžiai buvo nusiųsti į Argoną cheminei analizei ir gauti teigiami rezultatai. Dangoje susidarė daugiau plutonio, nei kure sunaudota urano. Dauginimo reaktoriaus koncepcija pasitvirtino, o elektros energetikos ateitis pasaulyje dabar nusitęsė toliau nei laikas, kai bus išnaudota anglis. Zinnas ėmė manyti, kad artimiausiu metu dauginimo reaktoriai bus vieninteliai reaktoriai, galintys komerciškai varžytis su iškastiniu kuru varomomis jėgainėmis. Jis ėmė energingai spausti ir pradėjo planuoti EBR-II.
Tęsiami eksperimentai atskleidė subtilių nežinomų dalykų apie dauginimo reaktorių elgseną.
Tęsiami eksperimentai atskleidė subtilių nežinomų dalykų apie dauginimo reaktorių elgseną. Viena ypatybė ypač erzino. Dauginimo reaktorius turėjo teigiamą temperatūrinį reaktyvumo koeficientą. Vadinasi, kai temperatūra pakildavo, jis tapdavo virškritinis, todėl operatorius turėdavo trūktelėti jį atgal įstatydamas valdymo strypus, kol jis grįždavo į pageidaujamą energijos lygį. Zinnas teoretizavo, kad, temperatūrai viršijus 455 °C, efektas būtų atvirkštinis ir energijos gamyba sumažėtų. Logiška, kad, norint pakelti temperatūrą ir patikrinti minties teisingumą, reikėtų sustabdyti šilumnešio siurblį ir pažiūrėti, kas atsitiks. Avarinis reaktoriaus išjungimo kanalas, suveikiantis, kai šerdis įkaista labiau už nustatytą ribą, buvo atjungtas.
1955 m. lapkričio 29 d. EBR-I buvo paruoštas eksperimentui. Reaktorius veikė mažu 50 W pajėgumu, kad situacija būtų suvaldoma. Kontrolinius prietaisus nustačius 60 sekundžių periodui, t. y. numačius galios augimą maždaug 2,7 karto per kiekvieną minutę, buvo sustabdytas šilumnešio tekėjimas. Reaktorius kaipmat pašėlo. Per 3 sekundes galingumas pašoko nuo 50 iki 1 mln. W, o periodas buvo 0,9 sekundės ir vis trumpėjo. Reaktoriaus šerdyje ploni, neprilaikomi kuro strypai sulinko nuo karščio, pasviro į vidų ir priartėjo vienas prie kito, taip padidindami nelėtinamo reaktoriaus reaktyvumą. Karščiui kylant, kuro strypai vis labiau linko į vidų. Tai darėsi panašiau ne į metalu aušinamą reaktorių, bet į rinklę „Godiva“ – jautrų, pavojingą dalaus metalo kamuolį. Ten buvęs reaktyvumo specialistas Haroldas Lichtenbergeris sušuko operatoriui: „Nuleisk!“ Prietaisus valdęs kontrolės operatoriaus asistentas, nežinodamas, kaip tiksliai reaguoti į tokį nurodymą, ištiesė ranką link mygtuko, pradedančio lėtą valdymo strypų nuleidimą. Šiai klaidai suvokti prireikė poros sekundžių, o galingumas augo vis greičiau ir greičiau. Vyresnysis operatorius instinktyviai paspaudė avarinio išjungimo mygtuką ir galios įbėgis iškart liovėsi.
Komanda lengviau atsikvėpė. Vienas skystu metalu aušinamo dauginimo reaktoriaus pranašumas, palyginti su vandeniu aušinamu reaktoriumi, buvo akivaizdus iš karto. Jei tokiomis sąlygomis veiktų vandeniu aušinamas reaktorius, išsiveržę garai būtų nušlavę visą pastatą. Šiuo atveju sulaukėjęs reaktorius neišleido nė garselio, nė nešnypštelėjo. Kad kažkas negerai, buvo galima nustatyti tik iš kontrolinių prietaisų. Niekas nebuvo apšvitintas, o reaktorius atrodė kaip tą patį rytą prieš paleidžiant. Po 15 min. visiems atrodė, kad reaktoriaus konstrukcinis sprendimas yra puikus, bet staiga įsijungė pastato radiacijos pavojaus signalas.
Tai buvo ausis rėžiantis, plaukų folikulus naikinantis garsas, įsismelkiantis iki pat kaulų smegenų. Atrodė, tarsi prie pat galvos būtų klykęs pterodaktilis (jei tik mes žinotume, kokius garsus skleidė pterodaktiliai). KREK. Beveik galėjai jausti, kaip jo karštas, smirdus kvėpavimas kondensuojasi ant smilkinio ir ritasi per skruostą. KREK. KREK. Išgirdę signalo primygtinumą, nervai įsitempia. KREK. KREK. KREK. Tai reiškia „greičiau prie durų“, arba, kaip rašoma avarijos ataskaitose, „visas personalas evakavosi iš pastato“. Nesąmoningai numeti, ką laikei rankose, ir pasisuki link išėjimo.
Išgirdę signalo primygtinumą, nervai įsitempia.
Atidžiai išnagrinėjus avarijos padarinius, paaiškėjo, kad šerdis visiškai suardyta, o pirminė aušinimo sistema užteršta dalijimosi produktais. Jungtinės Valstijos patyrė pirmąją branduolinio reaktoriaus avariją: viršutinė šerdies dalis išsilydė ir nutekėjo į apatinę. Natrio ir kalio mišinys (nakas) viduryje virto garais ir išsiveržė pro dauginimo gaubtą, kai galingumas pasiekė 10 MW, arba, kitaip tariant, septynis kartus viršijo reaktoriaus galingumą, kai teka šilumnešis. Darbuotojai nenukentėjo, o avarijos padariniai už pastato nebuvo juntami. Jei vyresnysis operatorius nebūtų paspaudęs avarinio išjungimo mygtuko, reaktorius vis tiek būtų išsijungęs. Tuo metu, kai buvo paspaustas šis mygtukas, išsilydęs kuras putodamas maišėsi su metaliniu šilumnešiu, atsiskiesdamas natrio bei kalio mišiniu ir netekdamas kritinės konfigūracijos.
Atominės energetikos komisija nuslėpė avariją, būgštaudama, kad žinia apie incidentą branduoliniame reaktoriuje gali neigiamai paveikti visuomenės nuomonę, bet tai atsitiko po metų, kai pranešimas buvo nutekintas žurnalui „Nucleonics“. Redaktorius buvo negailestingas. Tokių avarijų slėpimas neleidžia inžinierių bendruomenei įgyti patirties, be to, buvo neteisinga nuslėpti nuo visuomenės informaciją apie sistemą, kuri turėjo būti perduota visuomenei, ypač jei ta informacija nurodo blogus dalykus. Atominės energetikos komisija iš esmės sutiko ir toliau darė, ką dariusi. Visuomenė, žiūrinti filmus apie milžiniškus, po atominės bombos bandymų mutavusius vabzdžius ir besikasanti slėptuves savo galiniuose kiemuose, buvo laikoma negalinčia susidoroti su eilinėmis branduolinėmis naujienomis. Jie buvo persisotinę žinių apie Hirošimą, Nagasakį, mirtis apsinuodijus radžiu ir japonų žvejybos laivus, kad mąstytų racionaliai.
EBR-I šerdis buvo perkurta ir iš naujo sukonstruota 1957 metais. Naujoje U-235 šerdyje tarp kuro strypų buvo cirkonio tarpinės, sukurtos pagal Rickoverio programą S1W 17 km į šiaurės rytus nuo jėgainės, ir šis pagražinimas, regis, saugojo nuo galios įbėgių dėl mechaninių priežasčių. 1962 m. EBR-I reaktoriuje pagaliau buvo įtaisyta plutonio šerdis, tad jis puikiai veikė iki 1964 m., kai senasis reaktorius buvo uždarytas visiems laikams. Atėjo metas didesnei, pažangesnei jėgainei EBR-II. Patobulinta elektrinė veikė be avarijų, kol buvo uždaryta 1994 metais. Per šį laiką joje buvo pagaminta daugiau kaip 2 mlrd. kWh elektros energijos ir, tiesiogiai šildydama patalpas, ji neleido sušalti Vakarų Argono (kuris tapo oficialiu padaliniu Nacionalinėje reaktorių bandymų stotyje) darbuotojams speiguotomis Aidaho žiemomis.
