30 évvel Csernobil után Szatmáry Zoltán professor emeritus
Tartalom • • • • • • • •
A reaktorbiztonság alapelvei Okok Következmények Szennyeződés szétszóródása Magyar helyzet Helyszíni felvételek A tájékoztatás problémái (Fukusima és Csernobil)
A reaktorbiztonság alapelvei Egy atomerőmű akkor biztonságos, ha nem kerül ki belőle a környezetbe sem a lakosságot, sem az erőmű alkalmazottait veszélyeztető mennyiségű sugárzás vagy sugárzó anyag.
Alapelv: mélységi védelem • biztonsági követelmények • mérnöki gátak
A reaktorbiztonság alapelvei (folytatás) Követelmények:
a) Az erőművet úgy kell tervezni és üzemeltetni, hogy ne következzen be baleset. b) Olyan műszerezés kell, amely időben jelzi, ha balesetveszélyes helyzet kezd kialakulni. c) Az erőmű személyzetét és eszközeit úgy kell kiképezni, hogy egy esetleges baleset következményei a lehető legkisebb mértékűek legyenek (BEIT).
A reaktorbiztonság alapelvei (folytatás) Mérnöki gátak:
1.gát: Pasztilla
2.gát: üzemanyag pálca
3.gát: reaktortartály
4.gát: védőépület
Reaktorbalesetek fő típusai Baleset típusa
Megszaladás
Baleset oka
keff > 1+beff
Aktív védekezés
biztonságvédelmi rudak
Hűtőközeg elvesztése csőtörés vagy szivárgás vészhűtő rendszer
Passzív negatív a hűtőközeg nagy védekezés visszacsatolások tömege Következmény Teljesítménytúlmelegedés ugrás (zónaolvadás)
teljesítmény
teljesítmény
Megszaladás nyomottvizes reaktorban és RBMK-ban Nyomottvizes atomerőmű
RBMK-típusú atomerőmű
Gőzrobbanás
idõ
idő
keff
keff
1,0065
1,0065 1
1 idõ
idő
Az RBMK-típus (folytatás) Az erőmű felülnézete
A szarkofág most
A szarkofág makettje
A tervezett új szarkofág
A balesethez vezető okok 1. Konstrukció: • pozitív üregegyüttható • bonyolult szabályozás • szabályozórudak szerkezete • grafit-víz-Zr kombináció • konténment hiánya 2. Vezetési: • erőműben nincs kísérlet! • hanyag munkaprogram • szabályok sorozatos megsértése
A balesethez vezető okok (folytatás) 3. Társadalmi: • katonai felügyelet, plutóniumtermelésre is alkalmas reaktor • törekvés látványos sikerekre • biztonsági kutatások elhanyagolása • nemzetközi titkolózás 4. Legaszov: • elhanyagolták: irányítástechnikát, diagnosztikát, valószínűségi kockázatelemzést • hagyták az emberi tényezőt hanyatlani • az RBMK-típust ért bírálatok negligálása • hibás a tudományos bázisintézet és a főkonstruktőr intézménye (üzemelő reaktornál)
Következmények 1. Radioaktív szennyeződés • Szétszóródott 3·1018 Bq (az aktív zóna 3,50,5%-a); a hirosimai bomba 100-szorosa; a magas légköri atomfegyver-kísérletek 1%-a • Legjobban elszennyeződött országok: Oroszország, Fehéroroszország, Ukrajna, Lengyelország, Skandináv országok, Németország, Ausztria, Románia stb. • Élelmiszer elszennyeződése • Termőföld elszennyeződése • Egészségügyi következmények
Következmények (folytatás) 2. Anyagi kár a volt Szovjetunióban • Elhárítás költsége: 35–45 Mrd rubel • A reaktor értéke: 1 Mrd rubel • Szennyezett földek teljes területe: 31500 km2 • Szigorúan ellenőrzött terület: az erőmű 30 km-es sugarú körzete • Leállítottak 18 reaktort; együttes teljesítményük 31400 MW (4-szer a magyar rendszer) • Teljes kár 30-130 Mrd dollár
Következmények (folytatás) 3. Egészségügyi következmények • Likvidátorok (860 ezer): Az elhárításban közvetlenül résztvevő 237 ember közül 134 akut sugárbeteg (28 meghalt). 3 halott a robbanáskor. A balesethez biztosan köthető (legfeljebb) 50 ember halála. Az utóhatásként jelentkező végzetes rákos megbetegedések száma csak becsülhető: 2200.
Következmények (folytatás) • Lakosság: Kitelepítettek száma 350 ezer. Szennyezett területen élők száma 4,5 millió. Az utóhatásként jelentkező végzetes rákos megbetegedések száma 1800-ra becsülhető. 4000 gyermekkori pajzsmirigyrákos eset (15 meghalt). Sem genetikai, sem többlet fejlődési rendellenességet kimutatni nem sikerült.
Következmények (folytatás) • Általános vélemény, hogy a legtöbb áldozat a lakosság pszichés állapotának tulajdonítható. • Példa: amikor a likvidátorokat hivatalosan „csernobili rokkantnak” minősítették, legtöbbjük összeomlott, inni, kábítószerezni kezdett, mentális betegségek léptek fel, sokan öngyilkosok lettek. • NAÜ adatok szerint 100-200 ezer nő vetette el a gyermekét (teljesen feleslegesen).
A szennyezés szétszóródása Európában
137Cs
területi eloszlása
Narancssárga: 239+240Pu 3,7 kBq/m2 felett
Magyar helyzet A legszerencsésebbek közé tartozunk: a lekötött dózis 1 mSv alatt van 70 év alatt. Rákos esetek nem lesznek kimutathatók. Magyarország átlagos felületi szennyezettsége 100-szor kisebb, mint azoké a volt szovjet területeké, ahonnan embereket kitelepítettek. A legszennyezettebb Budapest volt.
Felületi szennyezettség 1986. május 15-én SALGÓTARJÁN
MISKOLC NYIREGYHÁZA
GYÖNGYÖS GYÕR
SZOMBATHELY
DEBRECEN
TATABÁNYA BUDAPEST
SZÉKESFEHÉRVÁR
[kBq/m2] SZOLNOK
VESZPRÉM
<10 10-19
KECSKEMÉT ZALAEGERSZEG
BÉKÉSCSABA
20-29 30-39
KAPOSVÁR
SZEKSZÁRD SZEGED
PÉCS
40-49
A dózisteljesítmény időbeli változása Magyarországon Járulékos dózisteljesítmény [nGy/h]
500
400
300
200
100
27 1986. április
28 29 30 1
2
3
4
5
6
7
8
május
9
10 11 12 13 14 15
Helyszíni felvételek
Dózisteljesítmény a lezárt zónában Dózisteljesítmény a 2. mérési nap útvonalán
Dózisteljesítmény (nSv/h)
250
Érkezés az akkreditált terepi mérőhelyhez
200 150 100
Budapest, indulási szint
50 0 6:36:00
Belépés a lezárt zónába
6:43:12
6:50:24
6:57:36
Idő (GMT)
7:04:48
7:12:00
Dózisteljesítmény a lezárt zónában Dózisteljesítmény a 2. mérési nap útvonalán
Dózisteljesítmény (nSv/h)
100000 Emlékmű az erőmű mellett
10000 1000 100 10
Budapest, indulási szint Indulás a terepi mérőhelyről
1 9:07:12
Érkezés a Vöröserdő bejáratához
10:19:12
Indulás a Vörös-erdőtől
11:31:12 Idő (GMT)
12:43:12
Növényzet a Vörös-erdő peremén
Az inaktív teherautók átrakóhelye
Részletek a roncstemetőből
A 30 közvetlen áldozat emlékműve Szlavuticsban
Félreeső emlékhely Szlavuticsban
A tájékoztatás ellentmondásai: hazudni szavak nélkül is lehet
A tájékoztatás ellentmondásai (folytatás) • Csernobillal kapcsolatban szinte mindenki főleg arra emlékszik, hogy mennyit hazudtak akkoriban. • Valóban: az akkori vezetők bűnös mulasztást követtek el, mert kötelesek lettek volna: tájékoztatni az embereket a veszélyekről ismertetni a védekezés helyes módját a jövő számára dokumentálni a tényeket
A tájékoztatás ellentmondásai (folytatás) • Gorbacsov először május 14-én nyilatkozott, amivel végzetesen elkésett. • Júniusban tartották az első nemzetközi sajtókonferenciát. • Augusztus végén mutatta be Legaszov a hivatalos szovjet jelentést. Ez a jelentés ma is korrektnek minősül.
A tájékoztatás ellentmondásai (folytatás) • Az elhallgatás nálunk csak befelé irányult. • A kifelé adott tájékoztatás korrekt volt: naponta kaptak a követségek jelentést a radiációs helyzetről. • Május 21-én sajtókonferenciát tartottak a bécsi magyar követségen. • Egyszerű kérdés: csak a magyar kormányszervek és szakemberek hazudtak (ha hazudtak)? Akkor és azóta is mindenki más igazat mond?
A tájékoztatás ellentmondásai: Példa: egy gyakran hallható tévedés (csúsztatás?) • „Magyarországon 1986 után jelentősen megnőtt a rákos halálesetek száma. A többletesetek száma kereken 37 ezer. Ezek mind Csernobil áldozatai.” • Többs orvos is így gondolkodik, és továbbmegy: „Ha 10 millióból ennyi áldozat van, az 500 milliós EU-ban 50-szer ennyi: 1,85 millió.” • Többek között így keletkezik a sok millió áldozat mítosza. Nézzük, miről is van szó!
A magyarországi rákstatisztika 35000
30000
haláleset/év
25000
20000
15000
10000
5000
0 1961
1966
1971
1976
1981
1986
1991
1996
2001
A téves következtetés: „az ABC terület a Csernobil okozta többlet”. 40000
35000
C A
30000
B
haláleset/év
25000
20000
15000
10000
5000
0 1961
1966
1971
1976
1981
1986
1991
1996
2001
Ha a görbe így változott volna meg, az ABC terület a Csernobil okozta többlet lehetne, de ilyen változást nem látunk. 40000 C
35000
B A
30000
haláleset/év
25000
20000
15000
10000
5000
0 1961
1966
1971
1976
1981
1986
1991
1996
2001
A fukusimai baleset 2011. III. 11. 14:46 – Földrengés – Konténment izoláció – Dízelgenerátorok indulása – üzemzavari hűtés – Az erőmű stabil biztonságos állapotban
III. 11. 15:41 – A cunami eléri az erőművet – – – – –
Méretezés 5,7 méteres magasságra A mostani cunami >15 m Elárasztás Teljes feszültségvesztés Az energiaellátás közös okú meghibásodása – Csak az akkumulátorok elérhetők – Egy kivételével minden üzemzavari hűtés kiesik
Végső hőelnyelő és az áramellátás elvesztése
A fukusimai baleset (folytatás) • A feszültségkiesésre tervezett üzemzavari hűtőrendszerek (IC, RCIC) működésbe lépnek, külső hőelvonás hiánya miatt azonban előbb-utóbb leállnak • A fűtőelemek szárazra kerülnek, és megolvadnak • Hidrogén fejlődik és felrobban • Hasadási termékek szabaddá válnak • A vízellátás visszaállítása megállítja a helyzet súlyosbodását mindhárom blokkon • A védőburkolatok megsérülnek
Fukushima Daiichi, 3. blokk
Jól vizsgázott-e az erőmű? • Jócskán a tervezési alapon túli szökőár (a telephelyen 15 m) • A keletkező hidrogént nem jól kezelték • A konténment-filozófia igazolása (TMI után másodszorra) – Az acél belső konténmentek kibírták: földrengés + cunami + hősugárzás + hideg vizes befecskendezés + robbanások – Az üzemanyag-leltár nagy része bent maradt – Korlátozott kibocsátás
• Teljes feszültségvesztéses baleset – a „nagy mumus”
Csernobil-e Fukusima? (folytatás) Csernobil • Mi történt? – Reaktorfizikai, megszaladásos baleset
• A reaktor egy kísérlet végrehajtása során (alacsony teljesítményen) instabil üzemállapotba került • A pozitív visszacsatolások miatt a reaktivitás gyorsan nőni kezdett • A hirtelen felszabaduló teljesítmény miatt magas hőmérsékletek, robbanások (gőz, H), grafittűz
Fukusima • Mi történt? – Extrém külső hatás miatt hűtés megszűnése
• A földrengést a reaktorok átvészelték (leálltak), a külső villamos ellátás azonban megszűnt • A cunami miatt a veszélyhelyzeti dízelek leálltak, teljes feszültségkiesés lépett fel • Hűtés nélkül az üzemanyag-kazetták túlhevültek (megolvadtak), a keletkező hidrogén gáz berobbant
Csernobil-e Fukusima? Csernobil • Tervezési hiba – hiányos a biztonsági funkciók megvalósítása (reaktivitás-szabályozás) • Tervezési alap rosszul megválasztva – nagy LOCA-ra nincs méretezve • Nincs hermetikus védőépület és érdemi ZÜHR – igen jelentős kibocsátás hosszú időn keresztül • Súlyosbaleset-kezelési eszközök nincsenek • Üzemeltetési problémák (kísérlet, eltérések tervtől) • Nincs előkészített balesetelhárítási terv
Fukusima • Tervezési alap megválasztása kérdéses – jelen tudásunk szerint a földrengés és cunami extrém méretű volt • Súlyosbaleset-kezelés hiányosságai (hidrogén-robbanás megelőzése reaktorcsarnokban) • Nem üzemeltetési probléma • Sokat segített a következmények enyhítésén a kidolgozott és jól alkalmazott balesetelhárítási terv
INES-7 • Április 12-én a japán hatóságok 7-esre emelték az esemény INES-besorolását – Korábban: 3 db 5-ös besorolás az 1.-3. blokkoknak, 3-as besorolás a 4. blokki pihentető medencének – Most: 1.-3. blokkok összevonva (1 db 7-es besorolás), a 4. blokki pihentető medence továbbra is 3-as besorolású – Indoklás: összesített környezeti aktivitás-kibocsátás I-131 ekvivalensben eléri a több tízezer TBq-t (INES kézikönyv) Izotóp
Fukusima kibocsátás
Csernobil kibocsátás
Fukushima / Csernobil arány (%)
I-131
1,3*1017 Bq
1,8*1018 Bq
7,22%
Cs-137
6,1*1015 Bq
8,5*1016 Bq
7,18%
3,7*1017 Bq
5,2*1018 Bq
3-7%
∑28 gramm
∑1900 gramm
Összesen
