Niedawno sytuacja w Zaporoskiej Elektrowni Jądrowej osiągnęła punkt krytyczny. Prezydent Ukrainy Wołodymyr Zełenski otwarcie mówi o zagrożeniu awarią radiacyjną, a czołowe zachodnie media, takie jak The Guardian, informują o krytycznej niestabilności obiektu. Podobne oceny przedstawia również MAEA.
Elektrownia została całkowicie odłączona od ostatniej działającej linii zewnętrznego zasilania, niezbędnej do zapewnienia bezpieczeństwa paliwa jądrowego. Ta strata, spowodowana działaniami wojennymi, zmusiła elektrownię do przejścia w tryb autonomiczny. Już ósmy dzień z rzędu obiekt działa wyłącznie na awaryjnych agregatach prądotwórczych. Tak długi okres pracy w oparciu o systemy rezerwowe znacząco przekracza normy projektowe i eksploatacyjne.
Kontynuacja tego trybu przez osiem dni powoduje efekt kumulacyjny, który prowadzi do sytuacji awaryjnej i potencjalnie niebezpiecznej. Ryzyko katastrofy radiacyjnej, choć niewątpliwie realne, bywa jednak miejscami poważnie wyolbrzymiane, co może świadczyć o braku pełnego zrozumienia aktualnej sytuacji w elektrowni.
Co dzieje się w elektrowni atomowej i czy grozi nam „drugi Czarnobyl”? Portal UA.News przeanalizował tę kwestię.
Co i dlaczego dzieje się w Zaporoskiej Elektrowni Jądrowej
Podstawowa zasada bezpieczeństwa jądrowego opiera się na konieczności posiadania stałego i niezawodnego zewnętrznego źródła energii elektrycznej. Jest ona niezbędna do pracy pomp i systemów bezpieczeństwa nawet wtedy, gdy reaktory są wyłączone. Jej głównym zadaniem jest zapewnienie wymuszonego chłodzenia paliwa jądrowego znajdującego się w rdzeniu reaktora, a także wypalonego paliwa przechowywanego w specjalnych basenach przechowawczych. To właśnie zależność od zewnętrznej sieci energetycznej stanowi największą słabość każdej elektrowni jądrowej w warunkach konfliktu zbrojnego.
Obecny krytyczny stan został wywołany utratą ostatniej linii przesyłowej, która łączyła elektrownię z ukraińskim systemem energetycznym. Ekipy remontowe nie są w stanie szybko przywrócić uszkodzonej infrastruktury. Z tego powodu okupanci zmuszeni byli przełączyć elektrownię na awaryjne agregaty prądotwórcze. Ich zadaniem jest zapewnienie chłodzenia paliwa przez krótki okres przejściowy, do czasu przywrócenia głównego zasilania. Systemy awaryjne z zasady nie są projektowane do ciągłej pracy przez wiele dni, ponieważ zwiększa to ryzyko zużycia mechanicznego i awarii.
Fakt, że elektrownia działa na agregatach już ósmy dzień, świadczy o poważnym naruszeniu norm eksploatacyjnych i stwarza narastające ryzyko. Choć MAEA potwierdziła, że agregaty obecnie funkcjonują i zapasy paliwa są wystarczające, to główne zagrożenie nie polega na wyczerpaniu paliwa. Największym problemem jest rosnące prawdopodobieństwo awarii mechanicznej samych agregatów, które – delikatnie mówiąc – nie są nowe. Im dłużej pracują one poza przewidzianymi normami, tym większe staje się ryzyko ich jednoczesnego, kaskadowego uszkodzenia.
Czy istnieje ryzyko „drugiego Czarnobyla”?
Z powodu niewystarczającej wiedzy technicznej przestrzeń informacyjna jest często wypełniona panicznymi stwierdzeniami, że Zaporoska Elektrownia Jądrowa może „wybuchnąć”, tak jak stało się to w Czarnobylu. Obawa ta jest zrozumiała, ale opiera się na błędnym rozumieniu różnic inżynieryjnych między technologiami reaktorowymi. Powtórzenie scenariusza z Czarnobyla w elektrowni jest fizycznie niemożliwe i ryzyko to można całkowicie wykluczyć.
Katastrofa w Czarnobylskiej Elektrowni Jądrowej w 1986 roku była spowodowana wadami konstrukcyjnymi reaktorów typu RBMK, obejmującymi obecność grafitowego moderatora oraz dodatni współczynnik reaktywności przy niskiej mocy. To doprowadziło do niekontrolowanego wzrostu mocy i w konsekwencji do niszczycielskiego wybuchu parowego.
W przeciwieństwie do RBMK, w elektrowni zainstalowano reaktory typu WWER-1000 (wodno-wodne reaktory energetyczne). Należą one do klasy lekkowodnych reaktorów ciśnieniowych, które nie zawierają grafitu i charakteryzują się ujemnym współczynnikiem reaktywności. To uniemożliwia niekontrolowany wzrost mocy, a tym samym wybuch parowy na wzór czarnobylski. Nawet gdyby elektrownia pracowała z pełną mocą, taki scenariusz byłby inżynieryjnie wykluczony.
Oprócz różnic inżynieryjnych krytycznie ważnym czynnikiem zmniejszającym zagrożenie jest obecny tryb pracy elektrowni. Wszystkie sześć bloków energetycznych Zaporoskiej Elektrowni Jądrowej znajduje się już od dłuższego czasu w trybie „zimnego wyłączenia” lub „zimnej rezerwy”. Choć paliwo wciąż wymaga stałego chłodzenia, ograniczone wydzielanie ciepła daje znacznie większy margines czasu w porównaniu ze scenariuszem, w którym reaktor zostałby zatrzymany zaledwie kilka godzin przed utratą zasilania. W tym stanie paliwo generuje znacznie mniej ciepła, co spowalnia proces wrzenia i parowania wody chłodzącej, zapewniając operatorom więcej czasu na przywrócenie zasilania.
Jednak mimo wykluczenia katastroficznego scenariusza w rodzaju Czarnobyla oraz korzyści wynikających z długotrwałego zimnego wyłączenia, ryzyko awarii radiacyjnej wciąż istnieje i niestety jest realne. Wiąże się ono wyłącznie z utratą zdolności do długotrwałego odprowadzania ciepła resztkowego, które usuwane jest dzięki systemom wymuszonego chłodzenia.
Prawdziwe zagrożenie polega na długotrwałej i całkowitej utracie zasilania awaryjnych agregatów prądotwórczych. Doprowadziłoby to do zatrzymania wszystkich pomp systemu odprowadzania ciepła resztkowego. Jeśli wymuszony obieg wody chłodzącej ustanie, woda zacznie parować, odsłaniając pręty paliwowe w rdzeniu reaktora. Ich niekontrolowane nagrzewanie spowoduje stopienie koszulek cyrkonowych, a następnie samego paliwa jądrowego. W efekcie powstanie wysoce radioaktywna, stopiona masa paliwa i materiałów konstrukcyjnych, zwana korium.
Jeśli nie uda się zatrzymać tego procesu, korium zacznie przepalać konstrukcje, w tym dennicę korpusu reaktora. Taki etap jest już uznawany za poważną awarię, prowadzącą do przedostania się stopionych mas i materiałów radioaktywnych do pomieszczeń znajdujących się pod hermetyczną obudową bezpieczeństwa.
Scenariusz ten – jeśli by do niego doszło – byłby typologicznie podobny do awarii w japońskiej elektrowni jądrowej Fukushima w 2011 roku, a nie do katastrofy czarnobylskiej. Nawet to porównanie wymaga jednak ostrożności. Fukushima była elektrownią pracującą normalnie i w pełnym cyklu eksploatacyjnym. Z kolei Zaporoska Elektrownia Jądrowa, dzięki wieloletniemu „zimnemu wyłączeniu”, zawiera znacznie mniej krótkożyciowych i najbardziej niebezpiecznych izotopów, zwłaszcza jodu-131, niż reaktor w trakcie aktywnej pracy. To znacząco ogranicza ryzyko i w szczególności eliminuje konieczność masowego stosowania preparatów z jodkiem potasu w razie awarii.
Dodatkowo reaktory WWER-1000 wyposażone są w solidną, hermetyczną obudowę bezpieczeństwa, zaprojektowaną tak, by powstrzymywać emisję promieniowania nawet w przypadku stopienia rdzenia. Nawet w najgorszym scenariuszu stopienia uwolnienia substancji promieniotwórczych prawdopodobnie nie osiągną katastrofalnej skali znanej z Czarnobyla. Taki incydent spowodowałby jednak poważne, lokalne skażenie, które wymagałoby ewakuacji i niosłoby ze sobą długotrwałe skutki dla środowiska oraz ludności mieszkającej w bezpośrednim sąsiedztwie elektrowni.
Co myślą okupanci?
Ponieważ Zaporoska Elektrownia Jądrowa znajduje się pod okupacją federacji rosyjskiej, to właśnie ona ponosi pełną odpowiedzialność za zapewnienie stanu technicznego, należytego utrzymania oraz przywrócenie wszystkich niezbędnych warunków bezpieczeństwa, w tym stałego, normalnego zasilania elektrowni. Dzisiejszy kryzys jest bezpośrednim skutkiem agresji wojskowej i zaniedbań administracji okupacyjnej.
Kwestia motywów okupantów jest kluczowa. Czy starają się celowo wywołać awarię jądrową? Najprawdopodobniej nie. rosjanie mogą być różni, ale na pewno nie są samobójcami — celowa awaria zagrażałaby ich własnym siłom rozmieszczonym na stacji i w jej sąsiedztwie, a także części okupowanych terytoriów, a przy niekorzystnych warunkach pogodowych nawet przygranicznym regionom rosji.
Głównym strategicznym celem okupantów jest integracja Zaporoskiej Elektrowni Jądrowej z rosyjskim systemem energetycznym. Stworzenie i utrzymanie krytycznej sytuacji może zostać wykorzystane jako instrument politycznego nacisku na Ukrainę i społeczność międzynarodową, by wymusić zgody na „stabilizację”, która w praktyce oznaczałaby faktyczną legitymizację rosyjskiej kontroli nad stacją.
Opinia eksperta
UA.News zwróciło się o komentarz do Serhija T., starszego inżyniera, który przez długi czas pracował w Zaporoskiej Elektrowni Jądrowej jeszcze przed wybuchem pełnoskalowej wojny i okupacją. Zdaniem eksperta głównym celem rosjan jest podłączenie elektrowni do własnego systemu energetycznego.
„Elektrownia nie działa już od ponad trzech lat. Bloki znajdują się w tak zwanej zimnej rezerwie. To oznacza, że nie zachodzą tam żadne reakcje jądrowe, bloki są wyłączone. Ale muszą być stale chłodzone, a do tego służy system chłodzenia, zasilany linią energetyczną biegnącą z terytorium Ukrainy. Przez wszystkie te lata okupanci systematycznie ją niszczyli, a nasi ją naprawiali. Teraz od kilku dni linia znów jest uszkodzona i nie pozwalają jej naprawić. Zamiast niej pracują awaryjne agregaty prądotwórcze. Zgodnie z normami nie powinny działać dłużej niż trzy doby. Dlatego nasi biją na alarm, a rosjanie twierdzą, że mają wszystko pod kontrolą i że wszystko będzie dobrze – trzeba tylko przełączyć stację na ich system energetyczny. Nasi są temu przeciwni. Na tym polega główny problem. Takiej sytuacji w tych reaktorach jeszcze nie było. To sytuacja awaryjna. Generatory awaryjne są przewidziane wyłącznie na skrajne przypadki. A co, jeśli jutro przestaną działać? To sytuacja, do której w ogóle nie powinno było dojść, a jednak do niej dopuszczono. Ukraina nigdy by na to nie pozwoliła. Do wybuchu najprawdopodobniej nie dojdzie, ale istnieje ryzyko stopienia paliwa, jeśli w reaktorze dojdzie do nadmiernego wzrostu temperatury” – powiedział Serhij.
Podsumowując, sytuacja w Zaporoskiej Elektrowni Jądrowej rzeczywiście pozostaje bardzo niebezpieczna. Scenariusze „drugiego Czarnobyla” są jednak nieuzasadnione ze względu na cechy konstrukcyjne reaktorów WWER oraz ich wieloletni stan zimnego wyłączenia, który praktycznie wyklucza ryzyko wybuchu parowego. Dodatkowo niski poziom wydzielania ciepła resztkowego znacząco spowalnia rozwój ewentualnego procesu awaryjnego.
Niebezpieczeństwo poważnej awarii radiacyjnej spowodowanej utratą systemów chłodzenia pozostaje jednak realne. Nieplanowana, wielodniowa praca awaryjnych agregatów prądotwórczych znacznie przekracza normy eksploatacyjne i tworzy wysokie ryzyko kaskadowej awarii technicznej. Całkowita utrata wszystkich agregatów mogłaby doprowadzić do stopienia rdzenia reaktora i lokalnego uwolnienia promieniowania – scenariusza podobnego do awarii w Fukushimie, choć z o wiele mniejszą zawartością radioizotopów.
Pełna odpowiedzialność za stan techniczny i krytyczną sytuację w elektrowni spoczywa na rosyjskim agresorze. Lekkomyślność, działania wojskowe oraz wykorzystywanie obiektu jako narzędzia politycznego tworzą niedopuszczalne ryzyko. Choć okupanci raczej nie dążą do nuklearnego samobójstwa, świadomie wykorzystują zagrożenia techniczne jako strategiczny instrument w realizacji swojego głównego celu – włączenia Zaporoskiej Elektrowni Jądrowej do rosyjskiego systemu energetycznego.
