Ve Fukušimě se mohla znovu rozběhnout řetězová reakce, zvažují vědci

  13:55aktualizováno  13:55
V japonské elektrárně mohlo dojít po jejím odstavení k samovolnému spuštění řetězové jaderné reakce, domnívá se americký fyzik. Čeští odborníci to nepovažují za vyloučené, i když jen málo pravděpodobné.

Pracovníci v poničeném velíně 2. bloku reaktoru jaderné elektrárny v japonské Fukušimě. (26. března 2011) | foto: AP

Radioaktivní vodě unikající z fukušimských reaktorů k turbínám či dále do moře se oprávněně věnuje velká pozornost. Méně pozornosti se věnuje skutečnosti, že u reaktoru 1 se objevil i radioaktivní chlór 38. Což je chyba, říká Ferenc Dalnoki-Veress z agentury CNS, která se specializuje hlavně na problematiku jaderného odzbrojení a nešíření atomových zbraní.

Mohlo by to totiž znamenat, že se v reaktorech znovu rozběhla štěpná reakce, domnívá se tento odborník na jadernou problematiku. Svou hypotézu publikoval na internetu (například zde nebo zde).

Návštěvník na skok

Přítomnost chlóru sama o sobě není nic zvláštního, pochází ze soli v mořské vodě, kterou se reaktory chladily. Podivné ovšem je, že se na místě objevil chlor v podobě jednoho velmi vzácného izotopu.

Jako izotop se označují varianty jednoho prvku, které mají sice v jádře atomu stejný počet protonů, ale zato různý počet neutronů. Na pohled jsou od sebe jednotlivé izotopy jednoho prvku k nerozeznání. Téměř dokonale to platí i z chemického hlediska, z fyzikálního je to však jiné. Řada izotopů je nestabilních a pomaleji nebo rychleji se samy od sebe rozpadají. To je případ i ve Fukušimě objeveného izotopu. 

Nejběžnější forma chlóru je chlor 35. V přírodě se objevuje i řada dalších variant tohoto prvku. Ale Fukušima byla v době měření na konci března jediným místem, kde se ve velkém vyskytoval izotop chlor 38. Důvod je jednoduchý. Poločas rozpadu chloru 38 je zhruba 37 minut. Pokud se tedy v přírodě z nějakého důvodu vyskytne ve větším množství, během krátké doby téměř beze stopy zmizí.

Vzniká například radioaktivním ozařováním mořské vody, konkrétně z chloru 37, kterýžto stabilní izotop tvoří zhruba čtvrtinu celkového množství chloru v mořské soli. Přítomnost chloru 38 ve Fukušimě tedy není zcela nečekaná. Je to jediný případ, kdy byly jaderné reaktory chlazeny přímo mořskou vodou.  

Ale k vysvětlení naměřených hodnot to nestačí, domnívá se Dalnoki-Veress. K tomu by bylo zapotřebí podstatně většího množství neutronového záření, než jaké by mělo být v odstaveném reaktoru, který pomalu chladne. Dalnoki-Veress proto dává k úvaze možnost, že roztavené palivo v reaktoru vytváří malé "kapsy", kde se rozbíhají neřízené řetězové reakce. 

Z radioaktivní kapsy

Odborníci přitom takovou představu odmítají. Podle jejich představ dochází ve Fukušimě jen k jednoduchému rozpadu radioaktivních prvků za vzniku tepla. Energie uvolněné z rozpadajících se atomů při tom vyšumí do ztracena. 

Rychlé částice unikající z rozpadajícího radioaktivního atomu bez účinku vyletí mimo reaktor nebo přijdou o energii při srážce s nějakým stabilním atomem. Zbude jen trocha tepla, které se rozptýlí, a nový atom, který je o něco menší a obvykle stabilnější než jeho radioaktivní předchůdce.

V "kapsách", které předpokládá Dalnoki-Verres, to má být jinak. Má se v nich spouštět "lavina" štěpení: tedy štěpná řetězová reakce. Materiál z roztavených palivových tyčí se v těchto oblastech dostane blízko sebe, a to v takovém množství, že to přesáhne kritickou mez. 

Částice z jednoho rozpadajícího atomu mají poměrně velkou šanci zasáhnout další štěpitelný atom, z něj se uvolní další částice, ty zasáhnou další štěpitelný atom a tak dále. Rozbíhá se tak samoposilující neřízená reakce. Stejná jako v jaderné bombě.

Drobná ohniska září více než zbytek materiálu v reaktoru. Jejich aktivita má vysvětlovat vznik velkého množství chloru 38.

Jepičí život

K jadernému výbuchu v "kapsách" dojít nemůže, domnívá se Dalnoki-Veresse. Jednotlivé oblasti s řetězovou reakcí podle jeho představ mají velmi krátký život. Nárůst teploty vyvolaný štěpnou reakcí vede k jejich rychlému zvětšování a tím také zastavení procesu. Palivo se dostane příliš daleko od sebe a jeho koncentrace klesne pod kritickou úroveň nutnou k tomu, aby se lavina řetězové reakce udržela v pohybu. 

Celý životní cyklus oblastí s řetězovou reakcí by měl být velmi krátký, maximálně v řádu několika vteřin. Situace se ale může o chvíli později zopakovat v jiné části reaktoru, domnívá se Dalnoki-Veresse. Neustálé promíchávání roztaveného materiálu v reaktorech může vytvořit další kapsu, která znovu zopakuje jepičí osud své předchůdkyně. 

Pro hypotézu podle něj svědčí i skutečnosti, že v blízkosti reaktorů 1 a 2 byl několikrát zaznamenán prudký nárůst množství rychlých neutronů. Podle zprávy tiskové agentury Kyodo k tomu došlo nejméně třináctkrát, brzy po odstavení reaktoru. Krátké zážehy řetězových reakcí by mohly tato měření vysvětlovat, domnívá se Dalnoki-Veress. Ve své odborné práci se touto otázkou nezabývá. 

Dostatečně šílené, aby to byla pravda?

Jiní odborníci si nejsou tak jistí hypotézou ani jejími dopady na záchranné práce kolem reaktoru. Někteří poukazují i na fakt, že i kdyby se lokalizované řetězové reakce v reaktoru samovolně spouštěly, jejich dopad by byl velmi omezený. Nezvyšovaly by množství tepla a radioaktivity v reaktoru natolik, aby se jim musela nyní věnovat velká pozornost, řekl Jim Rushton z americké Národní laboratoře v Oak Ridge časopisu NewScientist.

I Jan Kysela z Ústavu jaderného výzkumu v Řeži si myslí, že by technici neměli ztrácet čas s touhle otázkou. "Bez popisu přesné znalosti situace v reaktoru a seriozního měření půjde vždy jen o spekulace," říká český odborník. 

Hypotéza je sama o sobě ovšem zajímavá a nápaditá v dobrém slova smyslu, domnívá se Dušan Kobylka z Katedry jaderných reaktorů FJFI ČVUT: "Myslím si, že ve výpočtech není zásadnější logická chyba. Podle tohoto výpočtu by opravdu muselo dojít k poměrně intenzivnímu neutronovému toku, tedy k obnovení štěpné řetězové reakce."

Zároveň tuto možnost ale považuje za velmi nepravděpodobnou. Udržet štěpnou řetězovou reakci je relativně těžké a možnost, že by při tavení vznikly vhodné podmínky, hodnotí jako mizivou. Navíc se domnívá, že by se štěpná řetězová reakce projevila i jinak, například malým výbuchem, vznikem velkého množství tepla nebo výskytem izotopů dalších prvků, které ve vzorcích nebyly naměřeny.

Zatím se tedy kloní k názoru, kterou zmiňují i jiní odborní komentátoři: že může jít o chybu měření či "informační šum". Během havárie ve Fukušimě by to nebylo poprvé. "Zdroj výsledků měření je zatím jediný (dostupný zde, pozn. red.) a byl zveřejněn bez podrobnějšího komentáře," velí k opatrnosti Dušan Kobylka.

Podle něj bude vhodné počkat na další měření z jiných zdrojů, zda se objeví další chlor 38 či jiné zajímavé izotopy, a až pak dělat přesnější závěry.

Mohlo by vás zajímat: Černobyl

Černobylská havárie se stala 26. dubna 1986 v černobylské jaderné elektrárně na Ukrajině (tehdy část Sovětského svazu). Vzpomínka na tragédii v těchto dnech oživila televizní minisérie Černobyl.

Téma Černobyl v článcích Technet.cz:
Brzda místo plynu a plyn místo brzdy. To byl Černobyl
Havárie neskončí před rokem 2065. Černobyl polyká tuny vody a miliardy eur
Výbuch roztavil beton a tisícitunový poklop létal vzduchem. Černobyl 1986

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...

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...

Jarní aktualizace Windows 10 je ke stažení. Microsoft se moc nepředvedl

Světlý motiv v jarní verzi Windows 10  2019

Microsoft uvolnil ke stažení velkou jarní aktualizaci Windows 10. Nečekejte však žádné velké změny. Většina se odehrála...

Další z rubriky

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...

Velký omyl českého rodáka odstartoval snahy o ovládnutí energie Slunce

Ronald Richter pracující na projektu Huemul. Snímek z argentinského zdroje není...

Příběh fyzika Ronalda Richtera, rodáka z dnešního Sokolova, dokazuje, že ve vědě slepé uličky opravdu mohou vést na...

Seismický úspěch. Sonda InSight zachytila první marsotřesení

Sonda InSight v konfiguraci, jak bude pracovat na povrchu Marsu. Všimněte si...

Seizmograf na sondě InSight zaznamenal první otřesy, které podle vědců pocházejí z nitra Marsu. O takzvaném...

Jaguar XF 20d AWD 2017 · DPH
Jaguar XF 20d AWD 2017 · DPH

r.v. 2017, naj. 55 247 km, diesel
650 000 Kč (s DPH)

Najdete na iDNES.cz