1986. április 26-ának hajnalán, az Ukrán Szovjet Szocialista Köztársaság Csernobil városának közelében működő Vlagyimir Iljics Lenin Atomerőműben a huszadik század legsötétebb civilizációs félelmei váltak valósággá, amikor a négyes számú reaktor felrobbant. Az HBO és a Sky 2019-es meglepően sikeres sorozata újra ráirányította figyelmünket a három évtizeddel ezelőtti eseményekre, következményeikre és a tanulságokra. Új podcastunkben ezt a témát és a tévésorozat hitelességének kérdését jártuk körbe, mégpedig alaposan.
Kötéltánc
Ahogy azt Szilárd Leó 1933-ban egy londoni utcán sétálva beflashelte, a nukleáris energiatermelés kulcsa a megfelelően kordában tartott láncreakció. Ha egy jó kis urán-atommag elbomlik, de úgy, hogy két neutron is kirepüljön belőle, akkor azok eltalálhatnak újabb atommagokat, azokat is hasadásra késztetve. Erre ők is két-két neutront löknek ki magukból: 2, 4, 8, 16, 32,... Az anyagdarabban ütköző neutronok száma egy szempillantás alatt elszáll, vagyis szétrepül az egész kóceráj, kész is az atombomba. No persze nem feltétlenül ez a cél; a valóságban a maghasadás után keletkező neutronok egy része amúgy is megszökik, vagy elnyelődik valamely más anyagban, például vízben, ha épp akad arrafelé.
Ráadásul az sem túl előnyös, ha túl gyorsan repül ki a bomló magból egy neutron, mert akkor nincs ideje a többi magot hasítani. Léteznek szerencsére remek anyagok, amelyek ugyan nem nyelik el a neutronokat, viszont lelassítják, "moderálják" őket. Ilyen például a grafit. Egy atomreaktorban, ami jobb esetben tehát nem egy bomba, a "neutron-demográfiai" cél nem is a megszaladó láncreakció, hanem az, hogy a sokszorozási tényező éppen 1 legyen, vagyis átlagosan egy hasadásból csak egy neutron bomlasszon tovább. Ha ez az érték csak hangyacsápnyival nagyobb, mondjuk 1,001 volna, akkor ezer hasítási "generáció" alatt a neutronpopuláció (és ezzel a reaktor teljesítménye) 2,7-szeresére nőne föl! És ne gondoljuk, hogy ez lassan történne: ezer neutron-generáció a reaktor üzemi hőmérsékletén röpke egytized másodperc alatt kifejlődik! Érezhető, hogy a sokszorozási tényezőt megfelelően kordában tartani egy folytonos kötéltáncot jelent, melyet természetesen virtuóz számítógépek vezérelnek. A reaktor teljesítményét figyelő automatika folyamatosan ki-be tologatja a hasadóanyag-tömbök közé beengedett moderátor- (pl. grafit-) rudakat, vagy esetleg állítgatja a neutronokat elnyelő "abszorbensek" (pl. víz) mennyiségét. Ez nem kispálya.
Instabilitás
A csernobili RBMK-típusú régi urános-grafitos-vizes reaktorok eléggé szeszélyes mérnöki állatok, amelyek azonban mégis tökéletesen biztonságosak mindaddig, amíg a szabályzatot betartó személyzet (vagy akár az automata program) üzemelteti őket. Szeszélyességük abban áll, hogy az ilyen rendszer többféleképpen is instabillá, magyarul irányíthatatlanná válhat, ha valamiféle extrém helyzetbe hajszolják, melynek amúgy sosem volna szabad bekövetkeznie.
Itt van például az urán-236 izotóp egyik bomlásterméke, a neutronéhes xenon-135, egy mindent elnyelő "reaktorméreg". Ha rendesen üzemel a rendszer, relatíve kevés keletkezik belőle, ám túl alacsony teljesítmény esetén kontrollálhatatlanná teheti a reaktort, éppúgy előidézhet lefulladást, mint megszaladást. Nem véletlen, hogy minden ilyen reaktorban alapszabály: tilos kis teljesítményen üzemeltetni és ha valami miatt le kell állítani, utána kötelező legalább egy napot várni az újraindítással, amíg a reaktorméreg 9 óra felezési idővel eléggé lebomlik. Nos, ez rögtön két olyan szabály, amit Anatolij "Not great, not terrible" Diatlov mérnök azon az áprilisi éjszakán megszegett.
A moderálásra használt grafit sem egy teljesen problémamentes ügy. Nobel-díjas fizikusunk Wigner Jenő évekkel korábban rámutatott: ha a grafit valahol túlságosan fölmelegszik és megbomlik benne a szénatomok szerkezete, hajlamossá válik arra, hogy még jobban felmelegedjen, valamiféle öngyulladás lépjen föl. Ez, a szerkezeti hibákból fakadó "betegség" könnyen gyógyítható azzal, hogy a grafitrudakat néha ellenőrzötten fölmelegítik, de mégis extra törődést igényel, vagyis veszélyes.
No és mi is van még egy urán-grafit-víz reaktorban? Hát persze, víz! Jelenléte alapvető, hiszen még az atomkorszakban is végső soron vizet forralunk és a gőzzel turbinákat hajtunk minden erőműben. A víz tehát a reaktor szemszögéből hűtést jelent, de neutronelnyelő anyag is, s ezt a "kötéltánc" szabályozásakor az irányítórendszernek figyelembe is kell venni. Ha azonban a reaktor túlmelegszik, a víz elkezd gőzzé válni, s az urán- és grafittömböket behálózó csövekben áramló vízben buborékok ("üregek") keletkeznek. A buborékokon akadálytalanul keresztülrepülnek a neutronkák, ahelyett, hogy elnyelődnének, vagyis még jobban felmelegszik a reaktor: tessék, egy harmadik fajta instabilitás.
Csernobilban egy teszt miatt a kitüntetésre vágyakozó, túlhajszolt és esetenként képzetlen mérnökök minden elképzelhető hibát elkövettek. Nem elég, hogy nem tartották be az aranyszabályokat (pl. "ne üzemeltess alacsony teljesítménnyel reaktort, mert a xenon instabillá teszi, de ha már üzemeltetted, hagyd pihenni egy napot"), de súlyosbított a helyzeten a grafit öngyulladása és a "pozitív üregtényező" is. Egy ilyen kötéltáncot lehetetlen lett volna ép bőrrel végigcsinálni.
És ez még mindig nem minden, hiszen ezeken felül akadt az RBMK-reaktorban néhány őrületesen butának tűnő tervezési hiba is. Ezekre, a tragikus következményekre, a heroikus katasztrófaelhárító munkára, no és az HBO-sorozat értékelésére szintén kitérünk vadonatúj podcastunkban. Hallgassátok, és ne feledjétek, iTunes-on és Spotify-on is feliratkozhattok a Parallaxis Podcast adásaira.
Az aktuális, 12. epizódunk adásoldalát ide kattintva találod!
emTV.hu // címlapfotó: HBO - Sky Atlantic
