Fukušima se málem změnila na neřízenou střelu jako kdysi Jaslovské Bohunice

  15:06aktualizováno  16:30
Japonské jaderné elektrárně Fukušima došel proud. Proto vybuchla. K podobné nehodě, i když z jiných příčin, došlo v roce 1977 i v tehdejším Československu v elektrárně Jaslovské Bohunice.

Výbuch vodíku v japonské elektrárně Fukušima poškodil jednu z budov. Na spodním snímku je vidět stejné místo před výbuchem. | foto: NHK

Technet vám přináší odpovědi na základní otázky kolem havárie japonské atomové elektrárny Fukušima.

Co bylo příčinou problémů v japonské elektrárně?

Když pomineme tsunami, bezprostřední příčinou havárie je fakt, že elektrárně došel proud. 

Jaderný reaktor totiž potřebuje neustále chlazení. Obvykle ho obstarává voda, která zároveň pohání turbínu vyrábějící elektrický proud. Reaktor se tedy zhruba řečeno v podstatě chladí výrobou elektřiny.

Když se ta zastaví, voda musí cirkulovat dál, jinak se zařízení přehřeje a hrozí problémy. I když se totiž zastaví štěpná, tj. jaderná reakce, stále vzniká "zbytkové teplo" v palivu. Je to jen několik procent celkového výkonu reaktoru za běžných okolností, problémy to ovšem může způsobit vážné.

Proto je zapotřebí chladit palivo i po zastavení štěpné reakce v reaktoru. (To ve Fukušimě proběhlo ve chvíli, kdy se objevilo varování před tsunami.)  Obvykle se to provádí ve speciálním bazénku vedle reaktoru, ale na manipulaci s palivem v tomto případě v žádném případě nebyl čas.

Oběh vody (nebo chladící kapaliny) reaktorem musí něco pohánět: obvykle to bývá elektřina pohánějící čerpadla. Po tsunami ale ve Fukušimě elektřina nešla. Postupně proto chlazení selhalo u reaktorů 1, 3 a 2, v tomto pořadí. Na reaktorech 1 a 3 došlo i k explozím, které zničily budovy reaktorů.

V elektrárně Fukušima 1 je šest reaktorů, ale 4, 5 a 6 byly v době zemětřesení odstaveny z důvodů pravidelné údržby. Pro Japonsko nepochybně velké štěstí.

To se s výpadkem dodávek proudu nepočítá?

Když elektrárna přestane vyrábět proud nebo ho nedostává ze sítě, oběh vody reaktorem (a tedy chlazení) zajistí záložní systémy: obyčejné dieselové generátory. Ty by měly mít dost paliva na několik dní provozu.

Ve Fukušimě ale generátory reaktoru 1 selhaly už hodinu po zemětřesení. A postupně zřejmě přestaly fungovat i u reaktorů 2 a 3. Zřejmě proto, že následné tsunami poškodilo samotné generátory nebo přívod paliva.

Po generátorech naskočily záložní baterie, ale ty se zhruba po osmi hodinách vybily. Pak přišla úplná tma. Obsluha neměla šanci jakkoliv řídit chod reaktoru.

Informace o všech japonských elektrárnách najdete zde.

Jak mohla elektrárna "vybouchnout? Kde se v ní vzal vodík?

Vznikl samovolně. Explozivní vodík se na elektrárnách nepoužívá, s výjimkou chlazení generátoru. (Díky čtenářům za upozornění).

Výpadek chlazení vedl k zvýšení teploty v reaktoru, a to velkému. Ve vnitřních částech reaktoru dosáhla teplota asi až 1 500° Celsia. Voda, respektive pára, která reaktor chladí, zřejmě začala při těchto teplotách reagovat ze zirkoniem, tedy kovem, který tvoří obal tyčí s uranovým palivem. 

To byl patrně průběh událostí na reaktorech Fukušima 1 a 3. Ani jeden z nich výbuchem nebyl příliš poškozen. Nedošlo k narušení pevného ocelového "vajíčka", ve kterém jsou uzavřeny palivové tyče, ani silné betonové obálky nad ocelovým jádrem reaktoru.

Plyn vznikal přímo v jádru reaktoru (jak bylo řečeno, na zirkoniových tyčích), ale podle některých zdrojů výbuch byl způsoben tím, že technici chtěli jádru "ulehčit" a část vytvořeného vodíku a kyslíku převedli mimo oba ochranné obaly. Tam došlo k výbuchu.

Jde o předvídatelnou nehodu a konstruktéři s ní počítají. Uvnitř ochranné "obálky" reaktoru jsou zařízení, které mají hladinu vodíku snížit, tzv. rekombinátory vodíku. Zřejmě ale nestačily na svůj úkol.

Když za všechno může výpadek proudu, už se to podařilo napravit?

V současné době (a zřejmě už v době prvního výbuchu) už elektrárna není podle všeho zcela bez proudu. Dodávky byly zřejmě obnoveny hlavně díky dovezeným záložním zdrojům. Ovšem jejich připojení k elektráně se zdrželo, a to patrně z technických příčin. 

Podrobné vysvětlení zatím nikdo nepodal, ale připojit agregáty k elektrárně není totéž jako připojit je k rodinnému domu. Fukušima pro tento účel nemá připravenou "zástrčku". Roli může hrát i fakt, že areál elektrárny je prakticky zdevastovaný.

Každopádně se kvůli odkladům se zavedením proudu problémy pouze zhoršovaly. Na reaktoru č. 3 tak došlo k výbuchu až v pondělí ráno našeho času. A na čísle 2 jsou stále problémy s chodem chladicích systémů. Ty na chvíli vypadly úplně, takže došlo k odpaření veškeré chladící kapaliny v reaktoru. S tímto problém technici bojují doteď.

Co můžou japonští technici dělat jiného?

Nic moc. Fyzikální reakce v reaktoru pokračuje samovolně a nelze ji "vypnout". Jak již bylo řečeno, jde jenom o zbytkovou reakci. V reaktoru se tedy neštěpí uranové palivo, ale jen "doutnají" různé radioaktivní izotopy, které vznikly během předchozího štěpení.

Dokud nevychladnou, reaktor si bude žít vlastním životem. Japonští technici dělají, co mohou: snaží se systém zchladit mořskou vodou s příměsí kyseliny borité, která zpomaluje štěpnou reakci. 

Co se bude dít dál?

Obligátní odpověď je, že to lze jen těžko odhadnout. V nejlepším (a zdaleka nejpravděpodobnějším) případě mořská voda palivo zchladí natolik, že zůstane uzavřeno uvnitř ocelové reaktorové nádoby. A to v relativně dobrém stavu. Některé tyče budou patrně poškozené, třeba částečně zdeformované nebo propálené, ale ne zničené nebo roztavené.  

V nejhorším možném případě může dojít k roztavení ocelového obalu. Rozžhavená směs paliva a materiálu by se mohla propálit pod reaktor. Ale konstrukce elektrárny, a snad i dějiny dávají velkou naději, že se nic takového nestane.

Podívejme se do dějin. Například při nechvalně proslulé nehodě na americké elektrárně Three Mile Island, do současné nehody asi nejhorší v západních zemích, reaktor horkou směs udržel.

Pravda, v případě Černobylu ne. Ale konstrukce elektrárny byla jiná. Především měl Černobyl mnohem slabší ochrannou obálku.

Fukušima má lepší konstrukci než Černobyl. Jeho ochranný obal by měl udržet i zcela roztavené jádro hermeticky oddělené od zbytku světa. Sečteno a podtrženo, je v Japonsku pravděpodobnost rozptýlení radioaktivity do širokého okolí jako na Ukrajině o hodně, ale o hodně menší.

A skutečně se zatím nic takového podle všeho nestalo. Dosavadní úniky jsou podle všeho malé a způsobují je jen drobné netěsnosti. Úřady navíc tvrdí, že množství radioaktivity v okolí elektráren klesá.

Jde tedy jen o humbuk?

Bohužel úplně ne. Ještě není vyhráno a krize se protáhne. Chlazení reaktorů mořskou vodou bude probíhat nepochybně ještě celé týdny.

Navíc se posledních zpráv zdá, že se situace nevyvíjí úplně příznivě. A to na posledním z postižených reaktorů, na čísle 2. Podle zpráv agentury Reuters byl výpadek chlazení velmi vážný. 

Čerpadla mořské vody přestala fungovat zřejmě na poměrně dlouhou dobu. Hladina vody byla tak nízko, že část palivových tyčí zůstala nechlazená nad její hladinou. Není tedy vyloučenou (a zatím ani potvrzeno), že nedošlo k roztavení jádra ve větším měřítku. Ochranná nádoba reaktoru podle všeho vydržela (a zřejmě vydrží i nadále), ale riziko komplikací se tím samozřejmě zvyšuje.

Bude elektrárna ještě někdy fungovat?

Ne. Tedy téměř jistě ne. Reaktory jsou odepsané, používání mořské vody je zničilo jednou provždy. Je to stejné, jako byste si nalili do chladiče auta vodu z kaluže, jen ještě rychlejší (a dražší). 

Reaktory zůstanou na desítky let radioaktivními památníky ničivého zemětřesení. A jejich likvidace se potáhne. Na jejich místě v příštím století, a možná déle, nic stát nebude. 

V tehdejší ČSSR také došlo k vyřazení jednoho reaktoru kvůli havárii. Šlo tedy o podobnou nehodu?

Ano, principem ano, i když řada okolností byla jiná. Ale k vytvoření "neřízené střely" z řízeného jaderného reaktoru došlo v květnu 1977 v Jaslovských Bohunicích. Ta byla na stupnici Mezinárodní agentury pro atomovou energii označena stupněm čtyři (ze sedmi), tedy stejně jako (zatím) nehoda v Japonsku.

V tehdejším ČSSR nehoda vznikla chybou obsluhy, i když na pohled jen drobnou. Technici si nevšimli, že v jednom z nově vkládaných palivových článků zůstaly zbytky obalu. Materiál bránil průtoku chladícího média (oxid uhličitý) přes článek a ten se začal přehřívat.

Došlo k částečnému roztavení "aktivní zóny", tedy oblasti, kde je uloženo palivo. Nedošlo ale k jeho úniku z ochranné obálky, a následky havárie zůstaly omezeny jen na reaktor. Škody byly i tak značné a reaktor už nebyl uveden do provozu. A odstraňování následků trvá až do 21. století.

Situace v Jaslovských Bohunicích byla v roce 1977 samozřejmě vážná, ale podstatně jednodušší než ve Fukušimě dnes. Přes elektrárnu se nepřehnalo tsunami, která by ničilo záložní systémy a přerušilo dodávky proudu.

Největší nevýhodou československých odborníků byla (kromě horší techniky daným stavem vývoje) jejich relativní nezkušenost. Bohunický blok A1 byl v podstatě prototypovým zařízením, které trpělo řadou nehod a poruch. V roce 1976 na reaktoru zemřeli dva lidé při nehodě, která vznikla při zavádění palivového článku do reaktoru. Neustálé problémy sehrály svou roli v tom, že reaktor byl po havárii vyřazen z provozu. Od té doby se u nás stavěly jen reaktory jiného typu.

Hraje nějakou roli fakt, že ve Fukušime stojí jiný typ reaktoru, než jsou ty české (a slovenské)?

Nijak zvlášť. Tyto konkrétní japonské reaktory nepředstavují ten nejběžnější typ, který máme ve všech českých elektrárnách. Jde o tzv. BWR reaktor, tedy tepelný, varný reaktor, moderovaný i chlazený obyčejnou vodou. České elektrárny jsou vybaveny tlakovodními reaktory (anglicky PWR, rusky VVER).

Ale to v tuto chvíli zřejmě nerozhoduje. Rozdíly mezi oběma typy jsou především ve systému využití tepla z reaktoru. V Japonsku problém nastal v samotném jádru reaktoru, které je u obou typů poměrně podobné. Jinými slovy, jiný typ jaderného reaktoru by nic na situaci tolik nezměnil. (Kdyby se čistě hypoteticky nejednalo o reaktor modernější třeba o 30 let.)

Malou roli by mohl hrát fakt, že v reaktoru č. 3, který se dostal do problémů jako druhý, se na rozdíl od reaktoru 1 používá jiné palivo, směs oxidu uranu a oxidu plutonia.

Plutonium vzniká v uranových reaktorech samovolně, ale reaktor č. 3 o něj byl obohacena už při zavážení paliva, protože zlepšuje účinnost reakce. (Reaktor 1 používá jen uranové palivo). Plutonium je pro člověka toxičtější, a proto by následky jeho úniku mohly být o něco vážnější.

Japonské reaktory jsou ze 70. let. Vedly by si dnešní lépe?

Ne nutně. Za prvé si Fukušima vede dobře: havárie je omezena pouze na samotný reaktor a došlo jenom ke škodám hospodářským, ne ztrátám na životech.

Za druhé, mnoho modernějších reaktorů není. Většina dnes fungujících jaderných reaktorů byla spuštěna zhruba ve stejné době. Navíc i konstrukce bezpečnostních prvků modernějších zařízení je velmi podobná (a průběžně se samozřejmě modernizuje).

Úplně nové typy reaktorů, které třeba soutěží o Temelín, by si teoreticky měly vést lépe. Ve stále větší míře využívají prvků tzv. pasivní bezpečnosti, které by měly bezproblémově fungovat i bez dodávek elektřiny zvenčí. Touto technologií se chlubí částečně ruský MIR a hlavně americký AP 1000, který je plně "pasivně bezpečný".

Zatím ale žádný podobný reaktor nikde nestojí (byť se už staví), takže jde o papírovou bitvu mezi výrobci. Uvidíme ovšem, jestli havárie ve Fukušimě nepovede k nějakým změnám v bezpečnostních předpisech a požadavcích. Jak je vidět, stávají se i katastrofy (průchod 10 metrů vysoké tsunami elektrárnou), které výrobci označují za "téměř vyloučené".

 

Nejčtenější

Scéna jako z hororu. Na střeše mrakodrapu vrtule rozsekala cestující

Havárie vrtulníku N619PA na střeše budovy PAN AM 16.5. 1977

Části zdeformované vrtule se do ulic New Yorku řítily jako smrtící neřízené projektily. Vrtulník společnosti New York...

Třímachový zabiják letadlových lodí Suchoj T-4 byl velkým žroutem rublů

Suchoj T-4

Historie letectví se pozoruhodnými stroji jenom hemží. Jedním takovým byl i sovětský bombardér Suchoj T-4. Vznikl pouze...

Poslední vrtulník. Začíná předehra zcela zapomenuté letecké tragédie

Reklama NYA zvoucí k cestování v proudové době

Byla to budova, kterou by někteří obyvatelé New Yorku nejraději hned po dokončení nechali zdemolovat. Místní bar s...

Osudový omyl. První a poslední přistání proudového letadla v Olomouci

MiG-21F trupového čísla 0618 s nímž v Olomouci tragicky havaroval kadet Omran...

Bylo mu 23 let, když se u Přerova učil létat na vysoce výkonném letounu Mig-21F. Podcenil však zadání úkolu a při...

Kilogram má novou definici. Jeho fyzická podoba ztratila 50 mikrogramů

Kopie originálu kilogram z Paříže v americké laboratoři Sandia. Podobné vzory

Od 20. května začala platit nová definice kilogramu. Ta již nebude mít fyzickou podobu, ale bude odvozená od pevné...

Další z rubriky

Tyto geny můžete jen závidět. Chrání před cukrovkou a obezitou

Obezita má svou genetickou složku, o tom dnes není sporu. Velké potíže...

„Poruchy“ v naší DNA mohou mít někdy nečekané výsledky. Ilustruje to mimo jiné i výzkum univerzity v Cambridge. Ukázal,...

Vědci částečně obnovili činnost zvířecích mozků několik hodin po smrti

Prase domácí

Vědcům se podařilo částečně obnovit činnost v mozku zvířat zabitých o několik hodin dříve. Speciální umělý oběh znovu...

Dětem škodí obrazovky a displeje. Ale jinak, než si rodiče obvykle myslí

Jak všudypřítomné displeje ovlivňují výchovu dětí? (ilustrační fotografie)

Světová zdravotnická organizace vydala nová doporučení ohledně aktivit vhodných pro malé děti. Nejvíce pozornosti si...

Akční letáky
Akční letáky

Všechny akční letáky na jednom místě!

Najdete na iDNES.cz