| ΤΑΥΤΟΤΗΤΑ | ΣΥΝΔΕΣΜΟΙ | ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ |




Η ασφάλεια των αντιδραστήρων ζέοντος ύδατος

Δημοσίευση: 04-05-2011 - Στήλη: ΑΠΟΨΕΙΣ - Φύλλο:175




Άρθρο του καθηγητή του Aριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης

Μ. Αντωνόπουλου-Ντόμη *

 

Το ατύχημα στον πυρηνικό σταθμό της Φουκουσίμα, τέσσερεις εβδομάδες μετά το σεισμό, συνεχίζεται και ενδέχεται να περάσουν εβδομάδες, ίσως πολλές, μέχρις ότου επιτευχθεί πλήρης ευστάθεια και τερματισμός της ρύπανσης του περιβάλλοντος. Σκοπός του άρθρου είναι η καταγραφή των ελλειμμάτων ασφάλειας που αποκαλύφθηκαν στους Αντιδραστήρες Ζέοντος Ύδατος, που είναι εγκατεστημένοι εκεί.

 

Στην καρδιά του αντιδραστήρα βρίσκονται οι μεταλλικές ράβδοι, οι οποίες περιέχουν το σχάσιμο υλικό, συνήθως ουράνιο. Το περίβλημα των ράβδων καυσίμου είναι κράμα ζιρκονίου. Μέσα στις ράβδους παράγεται θερμότητα από τις σχάσεις και γύρω από αυτές ρέει νερό, ως ψυκτικό, με σκοπό την απαγωγή της θερμότητας και την παραγωγή ατμού, ο οποίος οδηγείται στην στρόβιλο-γεννήτρια που παράγει το ηλεκτρικό ρεύμα.

Η καρδιά βρίσκεται μέσα στο χαλύβδινο δοχείο πίεσης, σχεδιασμένο να αντέχει προδιαγεγραμμένες πιέσεις, που μπορούν να αναπτυχθούν σε περίπτωση ατυχήματος. Το δοχείο πίεσης της καρδιάς περιέχεται μέσα σε χαλύβδινο περίβλημα ασφάλειας, περιβαλλόμενο από οπλισμένο σκυρόδεμα και συνιστά σύστημα εγκλωβισμού των ραδιενεργών προϊόντων της σχάσης, ώστε να μην διαφύγουν στο περιβάλλον, αν συμβεί το μεγαλύτερο δυνατό ατύχημα, δηλαδή Ατύχημα Απώλειας (σημαντικού μέρους) του Ψυκτικού, διότι τότε μεγάλο μέρος του καυσίμου μπορεί να υποστεί τήξη και, ερχόμενο σε επαφή με νερό, μπορεί να προκαλέσει έκρηξη. Η πίεση που θα αναπτυχθεί μπορεί και να διαρρήξει τα δοχεία, που απομονώνουν την καρδιά από το περιβάλλον και να διασπαρούν έτσι τα ραδιενεργά προϊόντα της σχάσης. Το πρωτεύον σύστημα εγκλωβισμού περιέχεται σε κτήριο από μπετόν. Σε υπερκείμενο αυτού κτήριο, βρίσκεται κτήριο ελαφράς κατασκευής, με τοίχους από μεταλλικά φύλλα, το οποίο περιέχει την πλατφόρμα φόρτωσης των στοιχείων που περιέχουν τις ράβδους του πυρηνικού καυσίμου.

 

Αναλωμένα είναι εκείνα τα στοιχεία ράβδων καυσίμου των οποίων η περιεκτικότητα σε σχάσιμο υλικό έχει μειωθεί, από τις σχάσεις στην καρδιά, τόσο πολύ, ώστε να μην είναι πλέον χρήσιμα για την παραγωγή ενέργειας. Αυτά απομακρύνονται από την καρδιά και τοποθετούνται σε δεξαμενή νερού, όπου πρέπει να ψύχονται επί έτη, διότι τα ραδιενεργά προϊόντα της σχάσης, τα οποία περιέχουν, εκπέμπουν ακτινοβολίες, η ενέργεια των οποίων μετατρέπεται σε θερμότητα. Σε αυτόν τον τύπο αντιδραστήρα, η δεξαμενή αναλωμένου καυσίμου βρίσκεται λίγο πάνω από το ύψος της καρδιάς, έξω από το δοχείο εγκλωβισμού και κάτω από την πλατφόρμα φόρτωσης. Τα στοιχεία του αναλωμένου καυσίμου ανυψώνονται με τον γερανό από την καρδιά και μεταφέρονται στη δεξαμενή. Η επιλογή αυτή έγινε με κριτήρια όχι ασφάλειας, αλλά αποδοτικότητας και οικονομίας. Δεν υπάρχει σοβαρό φράγμα μεταξύ δεξαμενής και περιβάλλοντος, υπάρχει μόνο η ελαφρά κατασκευή του υπερκείμενου κτηρίου.

 

Τα γεγονότα της Φουκουσίμα είναι γνωστά. Όταν έγινε ο σεισμός (11-3-2011) οι αντιδραστήρες 4,5 και 6 ήταν εκτός λειτουργίας. Οι αντιδραστήρες 1, 2 και 3 έκλεισαν, όπως προβλεπόταν, με ασφάλεια. Η ψύξη των αντιδραστήρων έπρεπε να συνεχιστεί, με χρήση της ηλεκτρικής ενέργειας που θα παρείχαν οι προς τούτο προβλεπόμενες ντηζελογεννήτριες και μπαταρίες. Σύμφωνα με πληροφορίες, το σύστημα έκτακτης ψύξης λειτούργησε κανονικά επί μισή ώρα. Μέχρι εκείνη τη στιγμή οι αντιδραστήρες οδηγούνταν ομαλά προς ευσταθές κλείσιμο, ακολουθώντας την προβλεπόμενη ομαλή διαδικασία ασφάλειας. Το μεγάλο τσουνάμι που ακολούθησε κατέστρεψε τις ντηζελογεννήτριες και το τμήμα του συστήματος ψύξης που βρισκόταν στην παραλία, σε υψόμετρο μόλις έξι μέτρων από την επιφάνεια της θάλασσας. Τα συστήματα ασφάλειας έμειναν χωρίς ρεύμα και οι αντιδραστήρες χωρίς ψύξη, οπότε άρχισε το ατύχημα και στους τρεις αντιδραστήρες.

 

Είναι ακατανόητο γιατί, σε μια χώρα με τέτοια συχνότητα σεισμών με τσουνάμι, δεν είχε γίνει σχετική πρόβλεψη: αν τα ηλεκτροπαραγωγά ζεύγη και συστήματα έκτακτης ψύξης ήταν σε αρκετό ύψος, π.χ. τριάντα μέτρων, σήμερα δεν θα γνωρίζαμε την Φουκουσίμα. Σε άλλες χώρες, όπως π.χ. στη Γαλλία και στη Γερμανία, υπάρχει ξεχωριστό υδατοστεγές, σε περίπτωση πλημμύρας, π.χ. από ποτάμι, κτήριο με περισσότερες από μία ντηζελο-γεννήτριες, αρκετές να τροφοδοτήσουν τους αντιδραστήρες, ακόμα και σε περίπτωση απώλειας μερικών από αυτές. Σε σταθμούς με πολλές μονάδες, συχνά προβλέπεται και επιπλέον ανεξάρτητο σύστημα βοηθητικής ηλεκτροπαραγωγής. Υπάρχει, επίσης, πλήρες δευτερεύον θωρακισμένο σύστημα ελέγχου του αντιδραστήρα, το οποίο, σε περίπτωση ανάγκης, παρακάμπτει το σύνηθες σύστημα ελέγχου και αναλαμβάνει την ασφαλή οδήγηση του αντιδραστήρα σε ευσταθή κατάσταση. Στη Φουκουσίμα, με έξι αντιδραστήρες εν λειτουργία, αυτά τα, όντως δαπανηρά, συστήματα δεν υπάρχουν. Οι λόγοι είναι προφανείς: οικονομία χάριν του κέρδους. Δεδομένου ότι όλα αυτά ήταν γνωστά, η ρυθμιστική αρχή της Ιαπωνίας ελέγχεται ως τουλάχιστον ανεπαρκής.

 

 

“προτεραιότητα της TEPCO υπήρξε το κέρδος, μέχρι βαθμού αβελτηρίας, (…)

η ρυθμιστική αρχή απεδείχθη, τουλάχιστον, ανεπαρκής”



 

Οι ράβδοι καυσίμου, στους τρείς αντιδραστήρες, γυμνώθηκαν και υπερθερμάνθηκαν. Το υπέρθερμο ζιρκόνιο των ράβδων καυσίμου οξειδωνόταν (καιγόταν) από το οξυγόνο του νερού και απελευθερωνόταν υδρογόνο. Ελεύθερο υδρογόνο κατέληξε στο υπερκείμενο κτήριο, με αποτέλεσμα εκρήξεις στα υπερκείμενα κτήρια των αντιδραστήρων 1, 3 και 2. Οι εκρήξεις διέλυσαν τους τοίχους του υπερκείμενου κτηρίου και αποκάλυψαν και τραυμάτισαν τις δεξαμενές αναλωμένου καυσίμου. Επίσης από το σεισμό, το τσουνάμι ή τις εκρήξεις, καταστράφηκε, όπως φαίνεται σήμερα, μέρος του συστήματος ψύξης των αντιδραστήρων 1,2 και 3. Οι δεξαμενές του αναλωμένου καυσίμου έχασαν έτσι την ψύξη τους, μέρος των ράβδων γυμνώθηκαν, υπερθερμάνθηκαν, καίγονταν και άρχισε σημαντική διαρροή ραδιενέργειας και από αυτές. Δυστυχώς, οι επιφυλάξεις για αυτόν τον τρόπο αποθήκευσης αναλωμένου καυσίμου στο υπερκείμενο κτήριο επιβεβαιώθηκαν στη Φουκουσίμα.

Οι πιθανές αιτίες της διαρροής υδρογόνου στα υπερκείμενα κτήρια έχουν ως εξής: Όταν η πίεση στο δοχείο πίεσης της καρδιάς και στο περίβλημα ασφάλειας άρχισε να αυξάνεται επικίνδυνα, λόγω των ατμών και του υδρογόνου, το προσωπικό διοχέτευσε αέρια από το περίβλημα ασφάλειας στο περιβάλλον. Μέρος αυτών φαίνεται πως διέρρευσε και συσσωρεύθηκε στο υπερκείμενο κτήριο. Καθώς η πίεση στο περίβλημα ασφάλειας αυξανόταν, το προσωπικό πραγματοποίησε, ορθώς και όπως προβλέπεται, μία ή περισσότερες ελεγχόμενες εκτονώσεις αερίων στην ατμόσφαιρα, συμπεριλαμβανομένου υδρογόνου και ραδιενεργών αερίων, προκειμένου να μειωθεί η πίεση. Οι χειριστές στην Φουκουσίμα, προκειμένου να μειώσουν την εκροή ραδιενεργών αερίων στην ατμόσφαιρα, επέτρεψαν την αύξηση της πίεσης του συστήματος εγκλωβισμού αρκετά πάνω από την πίεση λειτουργίας, οπότε προέκυψε διαρροή αερίων υψηλής πίεσης από το σύστημα εγκλωβισμού στο υπερκείμενο κτήριο. Οι συνέπειες των εκρήξεων είναι πλέον σαφείς: διαρροή ραδιενέργειας στο περιβάλλον από τις δεξαμενές αναλωμένου καυσίμου, βλάβες στον εξοπλισμό ψύξης και ηλεκτροδότησης στις αίθουσες των στροβιλο-γεννητριών, άρα δυσκολία αποκατάστασης επαρκούς ψύξης της καρδιάς, με συνέπεια την επί εβδομάδες, μέχρι σήμερα, αδυναμία αποκατάστασης ευσταθούς ασφάλειας. Η συγκεκριμένη τοποθέτηση των δεξαμενών αναλωμένου καυσίμου απεδείχθη ότι είναι συμβιβασμός εις βάρος της ασφάλειας, χάριν της οικονομίας.

 

Το 2002 απεκαλύφθη το σκάνδαλο παραποίησης εκθέσεων ασφάλειας, προς την ρυθμιστική αρχή, και απόκρυψης σοβαρών συμβάντων ασφάλειας επί πολλά έτη, από τον ενεργειακό κολοσσό TEPCO, ιδιοκτήτη του σταθμού της Φουκουσίμα και άλλων πυρηνικών σταθμών. Οι παραποιήσεις αφορούσαν, μεταξύ άλλων, και τις ρωγμές στις συγκολλήσεις του «περιβλήματος» (shroud) της καρδιάς των αντιδραστήρων, γεγονός εξαιρετικά σοβαρό για την ασφάλεια. Π.χ. η γερμανική ρυθμιστική αρχή απέρριψε την επισκευή, αντί πλήρους αντικατάστασης, του περιβλήματος της καρδιάς του αντιδραστήρα Wuergassen και επέβαλε το κλείσιμο του αντιδραστήρα το 1995. Μετά την αποκάλυψη του σκανδάλου επεβλήθη δωδεκάμηνη διακοπή της λειτουργίας του αντιδραστήρα Ι.

 

Είναι σαφές ότι: (i)οι αντιδραστήρες άντεξαν τον μεγάλο σεισμό, έκλεισαν όπως προβλεπόταν και όδευαν ομαλά προς ευσταθές κλείσιμο, (ii)το ατύχημα προέκυψε από το εξαιρετικά μεγάλο τσουνάμι, για το μέγεθος του οποίου δεν είχαν λάβει μέτρα ασφάλειας, ως όφειλαν, (iii) στο συγκεκριμένο σταθμό υπήρχαν απαράδεκτες ελλείψεις, όντως δαπανηρών, εγκαταστάσεων ασφάλειας, (iv)προτεραιότητα της TEPCO υπήρξε το κέρδος, μέχρι βαθμού αβελτηρίας, (v) η ρυθμιστική αρχή απεδείχθη, τουλάχιστον, ανεπαρκής και (vi) ενώ οι αντιδραστήρες είναι τεχνολογίας και προδιαγραφών που ίσχυαν προ πενήντα ετών, στη Φουκουσίμα δεν προέβησαν, ως όφειλαν, στις εξαιρετικά σημαντικές βελτιώσεις της ασφάλειας αντίστοιχων αντιδραστήρων, οι οποίες πραγματοποιήθηκαν σε άλλες χώρες, όπως π.χ. στην Ευρώπη και στις Η.Π.Α.

 

* Ο καθηγητής του Α.Π.Θ. Μ Αντωνόπουλος-Ντόμης έχει διατελέσει ερευνητής και consultant της United Kigdom Atomic Energy Authority, κοσμήτορας της Πολυτεχνικής Σχολής του Α.Π.Θ., πρόεδρος του Εθνικού Ιδρύματος Ερευνών, του Ε.Κ.Ε.Φ.Ε. «Δημόκριτος» και της Ελληνικής Επιτροπής Ατομικής Ενέργειας και Δ/τής του Ινστιτουτου Πυρηνικής Τεχνολογίας-Ακτινοπροστασίας του Ε.Κ.Ε.Φ.Ε. Δ.




 
ΚΑΝΕ ΤΟ ΣΧΟΛΙΟ ΣΟΥ!
Ονοματεπώνυμο:
Email:
Ιστοσελίδα:
Σχόλιο:
Κωδικός [όπως εμφανίζεται - Νέα εικόνα]:
Επιλογή για νέα εικόνα
 



Οδηγός για τους πρωτοετείς φοιτητές του Πανεπιστημίου Aθηνών

Έντυπη μορφή - PDF FORMAT


Το σκίτσο του φύλλου 197
Γίνε Εθελοντής!