Így kapják szét a fukusimai atomerőművet

Milyen rettenetté vált a nukleáris fűtőanyag a katasztrofálisan megsérült erőműben? Ezt leghamarabb tíz év múlva tudjuk meg, mert a reaktor mellett még mindig halálos a sugárzás. Bemutatjuk az ember- és robotpróbáló feladatot, amely legalább harminc évig eltart.

"A tyúk és a tojás problémáját kell megoldanunk Fukusimában." A frappáns összefoglalás szerzője Tosihiko Fukuda, a katasztrofálisan tönkrement atomerőművet üzemeltető Tepco nukleáris biztonsággal foglalkozó igazgatója.

Ahhoz, hogy az erőmű négy leolvadt blokkját biztonságosan le lehessen bontani, nagyon sok ponton kell mintát venni a fűtőanyag maradványaiból. Másképp nem lehet megállapítani, hogy pontosan milyen reakciók mentek végbe a fűtőanyagrudakban a forróság miatt, és azt sem, hogy milyen eszközökkel lehet kiemelni azokat.

"Ahhoz viszont, hogy mintát vehessünk, előbb pontosan tudnunk kellene, hogy mit keresünk. Ezt értem a tyúk és a tojás problémája alatt" - mondta Tosihiko Fukuda szentpétervári Atomexpón (a kiállítás a Nemzetközi Atomenergia Ügynökség miniszteri konferenciájának kísérőrendezvénye). Előbb a használt fűtőanyag többé-kevésbé ép rudait távolítják el a reaktor fedele mellől - ezt 2015-ig tervezik befejezni.

A szennyezett vizet szivattyúzzák a Fukusima Daiicsii atomerőműnél Forrás: AFP/Issei Kato

Az izotópok eltávolítására emelt épület Forrás: AFP/Issei Kato

Közben elkezdik vizsgálni, mi van a reaktor alján. A kinyert adatok alapján vághat bele a cég az ottani hulladékmentesítés megtervezésébe és végrehajtásába. Ennek a nagyja 2025-ig zajlik le, de az összes hulladékot 2043-2053-ig emelik ki - derül ki az Origo által megismert dokumentumból.

Így történt a katasztrófa

Az erőmű ugyan automatán leállt a 2011. március 11-i földrengés perceiben, de jött a cunami, és teljesen elszállt a még forró reaktorokat hűtő biztonsági rendszer. Hónapokkal később derült ki, hogy az urán fűtőanyag összeolvadt, kilyukasztotta az acél reaktortartályt, és kifolyt a reaktor fő berendezéseit körbefogó beton szárazaknába (ezt hívják konténmentnek).

Az olvadék nem állt meg itt, kifolyt a hűtővizet keringető vezetékekbe és a szárazaknát alulról körbefogó nedvesaknába is. Arra is vannak jelek, hogy ez utóbbi is megsérült. Ez együtt magyarázza, miért van olyan makacsul nagy a sugárzás az erőmű környékén.

Színültig kell tölteni vízzel a reaktort, hogy le lehessen emelni a tetejét és hozzáférni az olvadékhoz Forrás: Origo

Ember- és robotpróbáló feladat

Az első feladat csökkenteni a sugárzás szintjét. Jelenleg a reaktorok közvetlen közelében olyan erős a radioaktivitás, hogy ha egy ember egy órát ott tartózkodik, akkor 50 százalékos esélye van arra, hogy egy hónapon belül meghal sugárbetegségben (jelenleg körülbelül 5 sievert/óra dózist mérnek; a mértékegységről itt olvashat bővebben). Külön kutatási feladat azonosítani a leghatékonyabb dóziscsökkentő módszereket, az egyik lehetőség nagy nyomású vízzel mosni a reaktor környezetét.

Ezután meg kell találni, hogy pontosan hol szivárog a konténment. Ebben a nagy sugárzás mellett a nedvesség a fő akadály, továbbá a berendezések egy része víz alatt áll. Egy négy lábon mozgó robottal megvizsgálták, hogy a száraz- és nedvesakna közötti csővezeték nem szivárog, de azt nem tudni, hogy mi van az akna hűtővízzel elöntött alján.

A szivárgásokat úgy kell eltömni, hogy közben folyamatosan cserélni kell az erősen sugárzó hűtővizet. Ezután teljesen feltöltik vízzel a konténment alsó részét, majd kamerával vizsgálják meg az akna fenekére olvadt fűtőanyag maradványait, a fémek és a beton furcsa, változatos sugárzási és kémiai jellemzőjű keverékét.

Ha ez megtörtént, akkor a konténment felső részébe is vizet szivattyúznak, hogy az egész reaktortartályt ellepje. Leemelik a konténment kupolaszerű fedelét, és egy darut szerelnek fölé. A daruról vágó-, fúró- és szívófejeket engednek le, a megszilárdult olvadékot darabjait robotkar emeli ki. A szükséges eljárásokat még ki kell kísérletezni.

Újságírók és dolgozók a 4-es reaktor épületénél Forrás: AFP/Noboru Hashimoto

Kevés a hely

A munkát nehezíti, hogy mindezt úgy kell elvégezni, hogy az egész szubkritikus állapotban maradjon, vagyis ne induljon újra a láncreakció. További gond, hogy a Fukusimában működött, ún. forralóvizes reaktor nagyon kompakt, kevés belül a tér. A szerelési munkálatokat az akadályozza, hogy még a konténment tetején is akkora sugárzás éri az embert egy óra alatt, mintha pár tizedmásodpercenként elvégeznének rajta egy teljes CT-vizsgálatot (a dózis körülbelül 880 millisievert/óra a Tepco legfrissebb adatai szerint).

Az amerikai Three Mile Island (TMI) erőműben 1979. március 28-án szintén a hűtés megszűnte miatt olvadt le részben a fűtőanyag (a részleteket lásd a cikk végén). Ott a baleset után hat évvel kezdték meg a fűtőanyag eltávolítását, a művelet négy éven át, 1990 januárjáig tartott.

A Fukusima Daiicsinál ugyanez a művelet tízszer annyi ideig tart. A reaktorokkal valószínűleg még a 21. század második felében is gond lesz, amikor a normális üzletmenet szerint már rég lebontották volna őket, és eközben meg kell oldani az eltávolított hulladék biztonságos tárolását is. A létesítményt az 1960-as években úgy tervezték, hogy két-három generációt lásson el árammal. Most úgy néz ki, hogy az építők unokái fogják befejezni a romeltakarítást, és az ő gyermekeik már visszaköltözhetnek a szellemvárossá vált Fukusimába.

Miért is számít katasztrofális balesetnek mindaz, ami Fukusimában történt? A TMI épülete alig sérült, míg Fukusimában hidrogénrobbanások károsították az egyes, kettes és hármas blokk épületét. A TMI-ben a reaktortartály ép maradt, míg Fukusimában a tartály és a konténment is szivárog.

A TMI-ben az olvadék a tartályban maradt, Fukusimában nem. A bajokat tetézi, hogy míg a TMI-ben a reaktortartály alja egyszerű szerkezet volt, Fukusimában viszont ott vannak a szabályozórudak vezérlése. Ezért a Japánban történtek a legsúlyosabb, a 7-es szintet kapták a Nemzetközi Atomenergia Ügynökség nukleáris baleseteket osztályozó INES-listáján (Csernobillal együtt), míg a TMI-baleset az 5-öst.