Nuklearne elektrane u Japanu

Da bi se proces gašenja reaktora uspešno okončao, da bi se “ugasili” i ovi kratkoživeći radioaktivni elementi i neutralisala toplota koja se oslobađa tokom njihovog radioaktivnog raspada reaktor je opremljen različitim sistemima za hlađenje. U normalnim uslovima primerani sistem za hlađenje bez ikakvih problema hladi jezgro, ali to hlađenje je dugotrajan proces koji traje nekoliko dana ili nedelja. Za rad ovog sistema za hlađenje potrebna je struja. Zemljotres, koji je doveo do gašenja reaktora, prekinuo je i eksterni dovod struje do centrale. Kako su i svi izvori struje (reaktori) u centrali Fukušima bili isključeni NE ostala je bez struje, a ovaj sistem hlađenja postao je neupotrebljiv. Ovakve situacije su planirane tokom konstrukcije NE pa je obezbeđen i sekundarni sistem hlađenja.

Način rada reaktora sa proključalom vodom, BWR (Izvor)

Drugi stepen zaštite od pregrevanja čine pumpe sa vodom koje pokreću dizel generatori. Nakon otkazivanja primarnog sistema hlađenja generatori su se aktivirali i počeli da hlade jezgra. Nažalost, par sati nakon zemljotresa do obale je stigao cunami. Talas, nekoliko metara viši od maksimuma za koji je NE projektovana, potpio je i nukelarnu centralu. Neki dizel generatori su otkazali, a jezgra reaktora su ponovo ostala bez hlađenja.

Nakon otkazivanja dizel generatora automatski se aktivirao i treći stepen zaštite od pregrevanja – pumpe koje pokreću baterije. Zadatak ovog sistema je da hladi jezgro dok se ne obezbedi neki drugi vid napajanja. Prema planovima trajanje baterija je dovoljno dugo da operateri centrale mogu da dopreme i priključe prenosne generatore struje, ali ogromna razaranja izazvana zemljotresom i cunamijem sprečila su dopremanje odgovarajućih mobilnih generatora do svih reaktora.

Do ove faze sve je funkcionisalo savršeno, ali ovde počinju da se javljaju problemi. Zbog nestanka električne energije koja pokreće pumpe voda u reaktoru više nije mogla da protiče (kruži) i hladi jezgro. Temperatura je počela naglo da raste a voda, u kojoj je “potopljeno” nukelarno gorivo, počela je da isprava. U ovom zatvorenom sistemu porast temperature dovodio je do rasta pritiska unutar reaktora. Ako bi se jezgro ostavilo u ovoj fazi temperatura bi porasla i došlo bi do topljenja radioaktivnih šipki. Ovo topljenje dovelo bi do nagomilavanja velike količine radioaktivnih elemenata sa sa dugačkim periodom poluraspada. Do eksplozije najverovatnije nebi došlo ali bi reaktor postao neupotrebljiv, opasan i morao bi da bude dodatno obezbeđen i zatvoren.

Presek slojeva “štita” koji okružuje reaktor

Da bi izbegli ovaj scenario kontrolori nuklearne elektrane odlučili su da smanje pritisak vodene pare u jezgru. Jedini način da se to uradi bilo je ispuštanje pare iz jezgra u atmosferu. Ovo je sigurno bila teška, ali najverovatnije ispravna, odluka pošto para izlazi iz samog jezgra reaktora pa u njoj ima radioaktivnih elemenata. Pomisao o ispuštanju radioaktivnog materijala u vazduh deluje zastrašujuće, ali to i nije mnogo opasno. Readioaktivni elementi koji su prisutni u ovoj pari imaju izuzetno kratak period poluraspada, reda veličine nekoliko sekundi. U trenutku oslobađanja para je radioaktivna ali posle samo nekoliko sekundi radioaktivna jezgra se raspadaju i postaju nestabila, a zračenja više nema.

Ova operacija može da ima štetne posledice za ljude koji se nalaze u blizini centrale u trenutku ispuštanja pare. Da bi sprečili posledice po lokalno stanovništvo oblast oko centrale je evakuisana pri samoj najavi problema. Do danas je evakuisana oblast u krugu do 30km, mada je maksimalno rastojanje na kome može doći do prekomernog izlaganja zračenju još manje. Zbog problema na NE proglašen je akcident četvrtog stepena na INES skali.

INES skala je skala koja meri opasnost od izlaganja nuklearnom zračenju zbog havarije na reaktoru. Ima 7 stepeni, i podeljena je tako da je svaki sledeći stepen deset puta opasniji od prethodnog. Najmanji problemi označavaju se stepenom 1, najveći 7. Događaji označeni stepenima od 1 do 3 nazivaju se incidenti i kod njih je efekat zračenja lokalizovan unutar “ograde” nuklearne elektrane, događaji od 4 do 7 stepena označavaju se kao akcidenti i karakteriše ih moguć uticaj na stanovništvo vam NE. Akcidenti četvrtog stepena označavaju lokalnu opasnost od izlaganja prekomernom zračenju.