sobota, 12 stycznia 2013

Polemika na "450 Czarnobyli"

Po przeczytaniu wpisu na Domowy-Survival.pl pt. "450 Czarnobyli" uznałem, że trzeba wyjaśnić kilka kwestii. Tym bardziej, że w tekście pojawia się wiele bzdur i muszę je naprostować.

Wpis na D-S.pl powstał zainspirowany dobrze ocenianą i dobrze sprzedającą się pozycją niejakiego Matta Steina "When Technology Fails". Niejakiego, ponieważ trudno znaleźć jakiekolwiek informacje na jego temat. Istnieje podobieństwo imienia i nazwiska z Matthew R. Steinem, ale ten drugi jest Ph.D z  University of Pennsylvania i jest zupełnie inną osobą.

Ale do rzeczy.
Scenariusz przewiduje jednoczesną awarię wszystkich reaktorów na świecie lub tylko na określonym obszarze. Cóż... Jednoczesna awaria wszystkich reaktorów na świecie jest możliwe, ale wysoce nieprawdopodobna. Jest możliwa na takiej samej zasadzie, na jakiej możliwe jest trafienie dziesięć razy pod rząd szóstki w totka. Prawdopodobieństwo jest szalenie małe (2,89^71), ale możliwość istnieje. Rozpatrując kwestię czysto matematycznie.
Obecnie budowane reaktory na terenie Unii Europejskiej spełniają restrykcyjne wymagania bezpieczeństwa - European Utility Requirements. Zgodnie z nimi ryzyko awarii rdzenia musi być niższe niż jedna awaria na sto tysięcy lat (100 000 lat!). Ogólnie, choć plany reaktorów dostarczają różne firmy, są one podobne. Obecnie buduje się reaktory trzeciej generacji i wdraża się czwartą (reaktory w Czarnobylu to były RBMK-1000, de facto reaktory wojskowe służące do produkcji plutonu, a nie energii).

Czarnobyl został spowodowany przez wiele czynników, nie tylko ludzkich. Błędy projektowe: wzrost reaktywności przy spadku poziomu wody (moderatorem jest grafit, a nie ciężka woda), reaktor miał budowę modułową, powolny mechanizm opuszczania prętów grafitowych, sama budowa prętów kontrolnych (głowica z grafitu oddzielona była od trzonu z węgliku boru, grafit zwiększa reaktywność, węglik boru ją wygasza), chłodzenie awaryjne z zaworem odcinającym a nie zwrotnym (trzeba było włączać ręcznie), przy pracy poniżej poziomu 200 MW reaktor stawał się niestabilny (reaktor 4 w Czarnobylu miał około 1000 MW).

Podsumowując, elektrownia w Czarnobylu wyposażona była w reaktory zaprojektowane na początku lat 60, wykonaną ją w radzieckich standardach i była obsługiwana przez niewykwalifikowanych ludzi (mówię o kierownictwie z którego jedynie Anatolij Stiepanowicz Diatłow (zastępca naczelnego inżyniera, reszta miała niewielkie pojęcie o fizyce jądrowej). To i tak cud, że te reaktory działały tak długo.
Obecnie działa 11 reaktorów tego typu (wszystkie w Rosji), ale po katastrofie w Czarnobylu przeszły znaczne modernizacje (m.in. dodanie prętów kontrolnych i ich przeprojektowanie oraz montaż dodatkowych pochłaniaczy).

Co jednak dokładnie się stało w elektrowni czarnobylskiej?
Na pewno nie był to wybuch jądrowy! Wybuch jądrowy następuje, gdy zostaje przekroczona masa krytyczna, a to jest niemożliwe w reaktorach atomowych. Tym bardziej w RBMK-1000 który był zaprojektowany do wykorzystywania niewzbogaconego uranu - do budowy bomby potrzeba dużych ilości wysoko wzbogaconego uranu.
Więc po kolei:
- reaktor się przegrzał osiągając moc 30 GW (zaprojektowana moc maksymalna to 1000 MW = 1 GW)
- wzrosło ciśnienie które rozerwało pręty paliwowe i rury chłodzące
- paliwo zaczęło topić wszystko dookoła (również beton)
- ciśnienie wzrosło jeszcze bardziej i rozsadziło ochronę antyradiacyjną
- spowodowało to rozpoczęcie reakcji wydzielania się wodoru a następnie termolizy wody i wydzielenia mieszaniny piorunującej: wodór i tlen w stosunku 2:1 = BUM!
- zniszczeniu uległ budynek czwartego reaktora i rozpoczął się pożar

W ten sposób rozpoczęła się emisja cząstek radioaktywnych do atmosfery.
Według Komitetu Naukowego ONZ ds. Skutków Promieniowania Atomowego (UNSCEAR) było 62 ofiary śmiertelne. 134 osoby spośród obsługi i ratowników zostały napromieniowane i rozwinęła się u nich choroba popromienna. 28 z nich zmarło w jej wyniku, 2 zmarło w wyniku poparzeń. Część osób zginęła pośrednio przez promieniowanie - w jednej z akcji helikopter zawadził o liny dźwigu i się rozbił. Wszyscy zginęli.

Teraz dla porównania inne katastrofy: 3 grudnia 1984 katastrofa w Bhopalu, fabryka pestycydów. W wyniku rozszczelnienia zbiornika wyciekło ponad 40 ton izocyjanianu metylu (gaz). Liczba ofiar: 15 000 ofiar śmiertelnych, 560 000 poszkodowanych (oślepionych, z chorobami płuc, zaburzenia układu odpornościowego, zaburzenia układu trawiennego, etc.). Tereny na które wyciekł izocyjanian metylu są nadal skażone. BBC w 2004 roku przeprowadziła śledztwo, które wykazało, że przebywanie na niektórych terenach w pobliżu powoduje utratę świadomości w 10 minut. Ludzi żyjący w pobliżu nadal są truci. Badanie z 2009 wykonane przez Centre for Science and Environment wskazuje, że wody gruntowe są skażone w promieniu 3 km od fabryki. W tym samym roku BBC pobrało próbkę wody z użytkowanej studni na północ od fabryki. Badanie wykazało 1000 krotnie przekroczenie norm WHO obecności czterochlorku węgla, substancji rakotwórczej.

Chcę też jeszcze podkreślić jedną kwestię. Teren skażony promieniotwórczo po pewnym określonym czasie stanie się znów zdatny do użytkowania (po 10, 20 może 100 latach, ale jednak), natomiast skażenie chemiczne jest permanentne i bez przeprowadzenia procesu oczyszczania teren taki nie będzie nadawał się do zamieszkania nigdy. W tym temacie polecam również sprawdzenie hasła "choroba z Minamaty".

Skutki Czarnobyla.
Obecnie dane wskazują że faktycznie skażony jest teren o powierzchni 0,5 km^2, choć cała zamknięta strefa wynosi 2500 km^2. Raport Forum Czarnobyla 2003 - 2005 (w składzie Międzynarodowa Agencja Energii Atomowej (IAEA), Światowa Organizacja Zdrowia (WHO), Program Narodów Zjednoczonych ds. Rozwoju (UNDP), inne ciała Organizacji Narodów Zjednoczonych i rządy Ukrainy, Białorusi i Rosji) stwierdziły, że około 600 tysięcy ludzi na świecie zostało narażonych na podwyższoną dawkę promieniowania w wyniku awarii w Czarnobylu. Wynosiła ona 1 mSv, czyli równoważnik 2 zdjęć rentgenowskich. Dla porównania promieniowanie na stacji Grand Central Station w Nowym Jorku wynosi 5 mSv rocznie, a w Warszawie 1 mSv (jest to samo promieniowanie gruntu i budynków, bez uwzględnienia spożywanych pokarmów, wdychanego powietrza i promieniowania kosmicznego). Ogólnie, na przykład, statystyczny Polak przyjmuje rocznie 175 mSv. W każdym razie teraz w Prypeci (to ewakuowane miasto w pobliżu Czarnobyla) promieniowanie jest takie samo, jak w Warszawie - 1 mSv.

Czemu ludzie poza Czarnobylem nie byli narażeni na "olbrzymie dawki promieniowania"? W ciągu pierwszych trzech dni po awarii dawka promieniowania zewnętrznego była jedynie trzykrotnie wyższa niż zazwyczaj (potem zaczęła maleć). Wynikało to z faktu, że promieniowanie dochodziło jedynie z ograniczonej objętości atmosfery i część promieniowania była pochłaniana przez atomy znajdujące się w powietrzu (azot, tlen, a nawet zanieczyszczenia).
Natomiast co do skażenia żywności. W Szwecji po awarii wprowadzono olbrzymie restrykcje na żywność produkowaną lokalnie (szwedzką), ale za to żywność importowana mogła mieć 30 krotnie wyższe skażenie w porównaniu z żywnością własną. Z kolei Izrael wprowadził limity dla żywności z Europy Wschodniej i musiała być ona mniej promieniotwórcza niż ta z Europy Zachodniej (każda żywność promieniuje!). Czyli Szwedzi sprowadzali bardziej promieniotwórczą żywność z zagranicy, bo ich była "promieniotwórcza w wyniku opadu", a  Izraelczycy woleli bardziej promieniotwórczą żywność w Europy Zachodniej, niż mniej promieniotwórczą z Europy Wschodniej.
Dochodziło do takich paradoksów, że Filipiny wprowadziły dopuszczalny limit cezu-137 na poziomie 22 Bq/kg, natomiast w Wielkiej Brytanii ten limit wynosił  190 000 Bq/kg

ZSRR rozpoczęło wysiedlanie ludzi z terenów, gdzie zawartość cezu-137 przekraczała 37 Bq/m^2. Ta liczba oznacza, że dawka promieniowania pochłonięta w ciągu pierwszego roku osiągnęła by około 1,5 mSv. A sumarycznie, po dziesiątkach lat, 4 mSv.
Dla porównania w Szwecji i Norwegii ludzie mieszkają na terenach, gdzie zawartość cezu-137 wynosi 200 Bq/m^2

Sumarycznie w wyniku pożaru dostało się 8*10^18 Bq radioaktywnych pyłów. Było to jednak 200 razy mniej, niż do atmosfery dostało się ich w wyniku wszystkich dotychczasowych atmosferycznych wybuchów jądrowych (543).

Gdyby więc, coś spowodowało awarię wszystkich 450 reaktorów na raz, to i tak przyczyna tej awarii byłaby znacznie niebezpieczniejsza, niż jej skutek w postaci 450 dymiących reaktorów.


Mat Stein napisał, że "In the past 152 years, Earth has been struck roughly 100 solar storms causing significant geomagnetic disturbances (GMD), two of which were powerful enough to rank as “extreme GMDs”.
Przede wszystkim co ma na myśli pod pojęciem "solar storm" ("burza słoneczna")? Solar flate (rozbłysk słoneczny)? Coronal mass ejection (koronalny wyrzut masy)? Geomagnetic storm (burzę magnetyczną)?
Mogę tylko się domyślać, że chodzi o wydarzenie łączące wszystkie trzy powyższe. A za przykład służy burza z 1859 roku, gdy popaliło telegrafy w USA.
Takowe zjawisko będzie bardzo niebezpieczne, jednak problemy z elektrowniami jądrowymi będą w tych czasach najmniej istotne. Przede wszystkim taka burza popaliłaby satelity. Obniżona zdolność przesyłu informacji, brak GPS (i Galileo), oślepione wszystkie państwa. Plus problemy z dostawami energii (zniszczone transformatory i linie przesyłowe). Biorąc pod uwagę jeszcze to, że w razie braku zasilania (i jednocześnie przy nieuszkodzonym rdzeniu) pręty kontrolne można opuścić ręcznie, a tym samym wygasić reaktor. Sam reaktor jest również dokładnie obudowany i zabezpieczony, więc ewentualne prądy wzbudzone przez słoneczną plazmę mogłyby dotrzeć jedynie z zewnątrz po kablach. A i wtedy (najprawdopodobniej) przepaliłyby jedynie bezpieczniki.

Ciekawostka: można ocenić jak często występują słoneczne burze na podstawie obecności azotanów w rdzeniach lodowych (wysokoenergetyczne cząstki powodują przekształcenie azotu w powietrzu). Na tej podstawie stwierdzono, że mają one miejsce co około 500 lat (tak silne jak w 1859 roku).

Podsumowując, jeżeli nawet pojawi się tak silna burza jak w 1859 roku to nie powinna ona spowodować destabilizacji i awarii reaktorów. Na pewno nie wszystkich w jednym czasie. A jeżeli nawet gdzieś doprowadzi do awarii to będzie najmniejszym problemem okolicznej ludności.

Obecne reaktory budowane są w ten sposób, by nawet po stopieniu się rdzenia skażenie nie opuściło budynku reaktora i nie zagroziło okolicznym terenom. W Fukushimie emisja cząstek promieniotwórczych zachodziła głównie w wyniku wypuszczania pary zgromadzonej w rdzeniu celem obniżenia ciśnienia oraz w wyniku pożaru po eksplozji wodoru.

Porównanie niesamowicie nieprawdopodobnej awarii wszystkich światowych reaktorów do wyginięcia dinozaurów jest totalnym nieporozumieniem. Uderzenie planetoidy (lub kilku planetoid) o średnicy grubo powyżej 10 km (Chicxulub i/lub Silverpit i/lub Bołtysz i/lub Śiwa) plus trapy dekanu (1,5 miliona km^2 lawy) versus 450 pożarów w reaktorach? Kpina.

Co do EMP w wyniku odpalenia ładunku nuklearnego. Zdanie "To jednak w dużej skali raczej się nie zdarzy, choćby dlatego, że graczy zdolnych do zrobienia czegoś takiego mamy na świecie dwóch — USA i Rosję." jest nieprawdziwe. Każdy kraj posiadający dostęp do broni jądrowej i posiadający możliwość wynoszenia satelit na orbitę okołoziemską może użyć strategicznej broni jądrowej w górnej atmosferze wyzwalając paraliżujący EMP.



Podsumowując cały wywód. Awaria reaktora na skalę Czarnobyla jest wysoce nieprawdopodobna. Biorąc pod uwagę jednoczesną awarię 450 światowych reaktorów jest to matematycznie niemal niemożliwe. A jeżeli nawet, to prawdopodobieństwo tej awarii jako skutku burzy słonecznej jest równie nikłe (nie wspominając, że burza będzie miała dużo więcej, groźniejszych skutków niż odcięcie reaktorów).
I nawet jeżeli doszłoby do jednoczesnej awarii na skalę "450 Czarnobyli) to biorąc pod uwagę skutki Czarnobyla nie byłoby tak źle.

10 komentarzy:

  1. Prawdopodobieństwo awarii jest niewielkie, przy założeniu, że masz sytuację taką, jak dziś. A więc elektrownia jest podłączona do sieci elektroenergetycznej. Problem polega na tym, że dość łatwo może zdarzyć się, że sieć padnie na dużym obszarze (nawet globalnie) i prawdopodobieństwo to ZNACZĄCO wzrośnie.

    Faktem jest, że w razie takiego zdarzenia, trzeba będzie się martwić i innymi kwestiami. Ale ignorowanie zagrożenia jądrowego z tego i innych źródeł jest trochę krótkowzroczne. Nawet biorąc pod uwagę fakt, że Stein odnosi się bardziej do sytuacji w USA (ponad 100 mln mieszkańców mieszka w odległości mniejszej, niż 80 km od elektrowni jądrowej) niż naszej.

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Obecnie projektowane reaktory (jak również większość wcześniejszych, w tym ten w Fukushimie) mają zaplanowane działanie w przypadku odcięcia od sieci energetycznej. Plan jest taki: jeżeli dochodzi do awarii zakłada się, że elektrownia jest ODCIĘTA od sieci energetycznej. I na tej podstawie planuje się operacje zabezpieczające (prof. Andrzej Strupczewski, przewodniczący Komisji Bezpieczeństwa Jądrowego).
      ALE:
      "Nie da się stworzyć takiego reaktora, w którym pomimo braku zasilania przez kilka dni i bez interwencji człowieka, można wykluczyć jego uszkodzenie. Można jednak zagwarantować, że nawet w przypadku najgorszego możliwego uszkodzenia jego skutki nie będą groźne dla ludzi" - prof. Grzegorz Wrochna, dyrektor Instytutu Problemów Jądrowych w Świerku.

      A co się dzieje, jak zostaje odłączony prąd? Wygasza się reaktor. Do tego nie potrzeba zasilania (można przeprowadzić ręcznie), a wymagane jest jedynie chłodzenie (może być pasywne).

      Usuń
  2. Bardzo fajnie i profesjonalnie wszystko wyjaśniłeś innym, mam nadzieję, że więcej osób zobaczy Twój wpis.

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Dzięki, ja również mam taką nadzieję :)

      Usuń
  3. Nie przesadziłeś trochę ?
    "Dochodziło do takich paradoksów, że Filipiny wprowadziły dopuszczalny limit cezu-137 na poziomie 22 Bq/kg, natomiast w Wielkiej Brytanii ten limit wynosił 190 000 Bq/kg"


    Chodzi o limit w GB.

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Źródło: http://portalwiedzy.onet.pl/4868,17280,1330816,4,czasopisma.html
      ale z tego co sprawdziłem FSA (Food Standards Agency) ustaliło poziom 1000 Bq/kg
      http://www.food.gov.uk/multimedia/pdfs/publication/rife2009.pdf

      Usuń
  4. Kilka lat temu pracowałem w firmie która zatrudniła grupę 5 inżynierów z tego samego roku. Jeden z nich oraz żona kolejnego z nich (równolatka) mieli POWAŻNE problemy zdrowotne.
    Zapytałem pewnego razu kiedy się urodzili.
    Z ciekawości wpisałem "Czarnobyl" w googla. Zgadzały się lata.
    Przypadek?
    Czytając późniejsze dane pewnie tak. Ale jeśli zdarzają sie takie przypadki to mogą i inne.

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Urodziłem się w 1986 i znam setki ludzi z tego rocznika (różne szkoły i uczelnie). Nie znam ANI jednej osoby z POWAŻNYMI problemami zdrowotnymi. Przypadek? :D

      Jak widzisz nie jest to argument. A jeżeli nawet chciałbyś przywoływać tego typu statystyki to powinieneś szukać informacji nt. rocznika 1987, ponieważ płody najbardziej mogłyby ucierpieć.

      Pozdrawiam

      Usuń
  5. Mój wujek ma raka języka, pali papierosa za papierosem, też mówił, że to Czarnobyl.

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Ciekawostka dla palaczy w temacie: W liściach tytoniu kumuluje się Polon, co jest jednym z czynników powodujących raka u palaczy.

      Usuń