Reaktoru apturēšana Zaporižjā riskus mazina, tomēr bažas rada izlietotā kodoldegviela  (1)

Ko nozīmē reaktora apturēšana jeb tā dēvētais "cold shutdown", un kādus riskus rada kaujas tuvu izlietotās kodoldegvielas uzglabāšanas vietām? To "The Conversation" lūdza komentēt kodoldrošības ekspertam ar 35 gadu pieredzi nozarē – Nadžmedinam Meškati. Dienvidkalifornijas Universitātes profesors Nadžmedins Meškati ir apmeklējis daudzas kodolspēkstacijas visā pasaulē, tostarp Čornobiļas, Fukušimas un arī Trīs jūdžu salas (ASV) avārijas vietas. Iepriekš profesors jau skaidroja, kā vispār var darboties kodolspēkstacijas karadarbības zonā – par to vairāk var lasīt rakstā "Saspringtā situācija Zaporižjas AES: Drošības eksperts skaidro, kas var noiet greizi".

Kodolu dalīšanās, kas ģenerē siltumenerģiju kodolreaktoros, tiek panāktas, tuvu citu citam novietojot noteiktu skaitu urāna kodoldegvielas stieņu. Lai kodolreaktora darbību apturētu, starp šiem kodoldegvielas stieņiem jāievieto kontroles stieņi – tie aptur kodolu dalīšanās ķēdes reakciju.
Reaktors rezultātā sāk pamazām atdzist. Kā paredz ASV kodolenerģētikas nozari regulējošā komisija, kolīdz temperatūra reaktorā nokrītas zem 200 grādiem pēc Fārenheita jeb 93 grādiem pēc Celsija un spiediens reaktora dzesēšanas sistēmā ir vienāds ar normālu atmosfēras spiedienu, reaktora darbība ir apturēta jeb tas ir tā dēvētajā "cold shutdown" stāvoklī.

Kad reaktors darbojas, tam nemitīgi nepieciešama dzesēšana, lai absorbētu lieko siltumu un novērstu kodoldegvielas stieņu sakušanu, kas var novest pie katastrofiskas un nekontrolējamas ķēdes reakcijas. Kad reaktora darbība ir apturēta, tam vairs nav vajadzīga tik aktīva dzesēšana.

Reaktora apturēšana ļoti būtiski mazina riskus. Zaporižjas AES reaktori pēc dizaina ir reaktori ar ūdeni zem spiediena, kur ūdens tiek izmantots gan kodolu dalīšanās ķēdes reakcijas uzturēšanai, gan reaktora dzesēšanai. Šiem reaktoriem vajag nemitīgu dzesēšanu, un to nodrošina milzīgi un jaudīgi sūkņi, kas patērē ļoti daudz elektrības.

Pēc reaktora apturēšanas primāros dzesēšanas sūkņus vairs nevajag darbināt tik intensīvi. Tā kā Starptautiskā Atomenerģijas aģentūra (IAEA) nu ir paziņojusi, ka reaktors Nr. 6 ir pilnībā apturēts, tāpat kā pieci pārējie Zaporižjas AES reaktori, vajadzēs tērēt mazāk enerģijas dzesēšanai. Tātad – ja spēkstacijai šobrīd pārtrūktu ārējā elektroapgāde, operatoriem nebūtu jāpaļaujas uz neuzticamiem dīzeļģeneratoriem dzesēšanas sūkņu darbināšanai.

Tāpat reaktora Nr. 6 apturēšana nozīmē, ka spēkstacijas darbiniekiem būtiski samazinās noslodze – vairs nav nemitīgi jāmonitorē reaktors, kamēr ap spēkstaciju norisinās karadarbība un ir liela neskaidrība par notikumiem. Tas būtiski samazina cilvēciskas kļūdas riskus. Reaktora darbiniekiem nu nebūs jāstrādā tik stresainos apstākļos kā iepriekš. Tiesa, arī apturēti reaktori un izlietotās kodoldegvielas baseini ir pastāvīgi jāuzrauga.

Zaporižjas AES aizvien vajag uzticamu elektroapgādes avotu, lai dzesētu sešus milzīgos izlietotās kodoldegvielas baseinus, kas atrodas reaktoros, kā arī lai aizvadītu lieko siltumu no pašiem reaktoriem. Baseinu dzesēšanā izmantotie sūkņi nepatērē tik daudz elektrības kā reaktora primārā un sekundārā dzesēšanas kontūra sūkņi. Izlietotās degvielas baseinu dzesēšanas sistēmas nelielus elektroapgādes pārtraukumus var "pārdzīvot".

Svarīgs faktors gan ir tas, ka, saskaņā ar Ukrainas valdības 2017. gada ziņojumu IAEA, izlietotā kodoldegviela Zaporižjas AES baseinos tiek uzglabāta ciešāk kopā, lai palielinātu kapacitāti. Jo vairāk ietvaru ar izlietotās degvielas stieņiem ir baseinā un jo ciešāk tie viens pie otra novietoti, jo vairāk siltuma tie ģenerē, tādējādi vairāk enerģijas jāpatērē baseinu dzesēšanai.

Tāpat spēkstacijā ir arī sausās uzglabāšanas tvertnes. Šeit stieņi tiek uzglabāti masīvās, cilindriskās tvertnēs, kur vairs nenotiek aktīva dzesēšana ar ūdeni vai kā citādi. Šajās tvertnēs stieņi tiek uzglabāti vismaz 50 gadu. Taču – tvertnes nav ievietotas aizsargbūvēs. Tās ir ļoti robustas un teorētiski pat spētu izturēt, ja uz tām uzkristu lidmašīna. Taču nav zināms, vai šīs tvertnes spēj izturēt mērķtiecīgu artilērijas apšaudi vai bombardēšanu, it īpaši atkārtotu bombardēšanu, un vai apšaudes rezultātā tās tomēr netiktu bojātas tik stipri, ka vidē nonāktu radioaktīvi atkritumi.

Šim scenārijam tuvākais analogs varētu būt iepriekš modelēts scenārijs ar teroristu uzbrukumu sausās uzglabāšanas tvertnēm. Kā liecina iepriekš veikta izpēte, šādā uzbrukumā tiešām tvertnes varētu tikt kritiski bojātas un vidē izplūstu radioaktīvi materiāli – kodoldegvielas daļiņas vai radioaktīvi aerosoli. Tas būtu kas līdzīgs tā dēvēto "netīro bumbu" sprādzienam, un, atkarībā no vēja virziena un spēka, varētu novest pie plaša radioaktīvā piesārņojuma. Tas savukārt apgrūtinātu piekļuvi un darbu spēkstacijā.

Starptautiskā Atomenerģijas aģentūra mudinājusi Krieviju un Ukrainu ap spēkstaciju izveidot drošības zonu. Tomēr jāatceras, ka aģentūra pēc būtības ir ar zinātniskas inspekcijas funkciju. Sarunu vešana par drošības zonas izveidi ap kodolspēkstaciju karadarbības zonā ir bezprecedenta gadījums, un aģentūrai nav iepriekšējas pieredzes šādu uzdevumu veikšanā.

Drošības zonas izveide nav iespējama bez augstākā līmeņa politisko un militāro līderu sarunām Kijevā un Maskavā. Var mēģināt vienošanos panākt arī pa citiem kanāliem un īstenot tā dēvēto "Track II" diplomātiju, specifiski šajā gadījumā – iesaistot kodoldrošības ekspertus un inženierus. Vienlaikus IAEA būtu nepieciešams spēcīgs atbalsts no Apvienoto nāciju organizācijas Drošības padomes rezolūcijas formā (tomēr jāatceras, ka Drošības padomē Krievija ir valsts ar veto tiesībām), lai izveidotu un pilnvarotu speciālu komisiju šo jautājumu risināšanai.

--

Šis raksts ir pārpublicēts no "The Conversation" saskaņā ar "Creative Commons" licenci un autora atļauju. Visu rakstu oriģinālvalodā var lasīt vietnē "The Conversation".

Raksta autors ir Nadžmedins Meškati (Najmedin Meshkati) – inženierzinātņu un starptautisko attiecību profesors Dienvidkalifornijas Universitātē (University of Southern California). Meškati ir 35 gadu ilga pieredze sarežģītu tehnoloģisku sistēmu, tostarp atomelektrostaciju, drošības risku analīzē.