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.

 

Nejčtenější

Soukromá kosmická loď pro lety s posádkou při zkoušce vybuchla

Elon Musk a vpravo záběr z jediného zatím dostupného neoficiálního videa, které...

Firma SpaceX během testů únikových raketových motorů přišla o jeden exemplář lodě Crew Dragon. Stroj, který za sebou...

„Převrat“ od Nikoly Tesly, který se v praxi nikdy neujal

Dobový snímek prototypu Teslovy turíbny s odhalenými disky rotoru.

Když se Nikoly Tesly na konci jeho života ptali, co považuje za svůj největší vynález, označil za něj údajně svou...

USA budují Vesmírné síly. Evropa ani Rusko nemají potřebné technologie

Nejsilnější raketou současnosti je Falcon Heavy od společností SpaceX. Motory...

K zahájení budování samostatných Vesmírných sil Spojených států zbývá už pouze jeden legislativní krůček. Základní...

Neuvěřitelné množství chyb! Jako zázrakem většina lidí havárii přežila

Pohled na kokpit, patrný je splasklý skluz. Boeing 707 společnosti BOAC...

Piloti letu BA712 společnosti BOAC udělali koncem šedesátých let jednu fatální chybu. Neaktivovali hasicí zařízení...

Neuvěřitelné výmluvy. Vyzkoušejte si, co o vás prozradí vaše klávesnice

Prediktivní klávesnici se učí, kdo jste a co píšete

Klávesnici na mobilním telefonu používáme každý den. Většina z nich se postupně učí, aby mohly lépe předvídat, jaké...

Další z rubriky

Očkování by rodiče měli probrat s lékařem, řekl vakcinolog v Rozstřelu

Vakcinolog Igor Kohl v diskusním pořadu Rozstřel. (9. dubna 2019)

Téma očkování je neustále živé především mezi rodiči. V poslední době ale tato debata nabývá na intenzitě. O vakcínách,...

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...

Jak se fotí černá díra, a proč potřebujete teleskop velikosti Země

Černá díra v jádru galaxie M87

Na několika souběžně probíhajících tiskových konferencích po celém světě byl představen první snímek bezprostředního...

Najdete na iDNES.cz