Elektrownia jądrowa w Czarnobylu (CzAES) - (ukr. Чорнобильська Атомна Електростанція, ЧАЕС). Elektrownia wykorzystująca materiały rozszczepialne jako paliwo, działająca na terenie Ukrainy. Leży 4 km od opuszczonego miasta Prypeć, 18 km od Czarnobyla i 110 km od Kijowa. Elektrownia została zamknięta w 2000 roku ze względów bezpieczeństwa.

AWARIA REAKTORA NR.4

W dniu 26 kwietnia 1986 roku personel obsługujący reaktor czwarty w elektrowni jądrowej w Czarnobylu prowadził przygotowania do niezwykle niebezpiecznego testu, który miał polegać na znacznym zmniejszeniu mocy reaktora, następnie na zablokowaniu dopływu pary do turbin generatorów i mierzeniu czasu ich pracy po odcięciu w taki sposób zasilania. Konieczność przeprowadzenia eksperymentu wynikła ze zmian w projekcie, które nie zostały wcześniej przetestowane. Mianowicie część prądu wytwarzanego przez każdy blok była zużywana na potrzeby własne tego bloku (zasilanie pomp wody chłodzącej, systemów kontrolnych etc.); gdyby doszło do konieczności wyłączenia reaktora, energia byłaby zapewniana początkowo przez awaryjne agregaty prądotwórcze, a potem z zewnątrz (inne bloki lub elektrownie). Podczas budowy elektrowni okazało się, że awaryjne agregaty prądotwórcze uzyskują wystarczającą moc dopiero po 40 sekundach od wyłączenia reaktora, a turbogenerator po wyłączeniu reaktora dzięki sile rozpędu jest w stanie zapewniać wystarczającą moc zaledwie przez 20 sekund — oznacza to, że przez okres 20 sekund systemy kontrolne i bezpieczeństwa reaktora nie byłyby zasilane. W związku z tym istniały 2 możliwości — zastosowanie agregatów prądotwórczych o krótszym czasie rozruchu lub przerobienie turbogeneratorów, aby dłużej dostarczały prąd po wyłączeniu reaktora. Wybrano to drugie rozwiązanie, ale nie sprawdzono wcześniej eksperymentalnie, czy wprowadzone przeróbki istotnie spełniają swoją funkcję. Eksperyment powinien zostać przeprowadzony dwa lata wcześniej, przed oddaniem reaktora do eksploatacji. Jednak wówczas jego przeprowadzenie zagrażało przedplanowemu oddaniu reaktora do użytku i odłożono go na później, łamiąc jeden z przepisów eksploatacji reaktorów. Test miał zostać przeprowadzony następnego dnia. Eksperyment polegał na sprawdzeniu jak długo w sytuacji awaryjnej, po ustaniu napędzania turbin generatorów parą z reaktora, energia kinetyczna ich ruchu obrotowego produkuje wystarczającą ilość energii elektrycznej dla potrzeb awaryjnego sterowania reaktorem. Czas ten potrzebny jest by uruchomić system awaryjnego zasilania elektrycznego sterowania reaktorem - mały generator elektryczny napędzany przez silnik spalinowy. Dla przeprowadzenia eksperymentu potrzebne było symulowanie sytuacji awaryjnej. W ramach przygotowań do testu technicy wyłączyli niektóre z systemów kontroli pracy reaktora, m.in. system automatycznego wyłączania reaktora w razie awarii. Wyłączenie tego systemu było konieczne dla sprawnego przeprowadzenia tegoż testu. Reaktory pracujące w czarnobylskiej elektrowni to reaktory typu RBMK-1000, które są niestabilne przy małej mocy i każdy symulowany wzrost ilości wytwarzanej pary może spowodować zwiększanie ilości wytwarzanej przez reaktor energii. Wzrost energii powoduje wzrost wytwarzania pary, co w konsekwencji powoduje dalszy wzrost ilości wytwarzanej przez reaktor energii. Powoduje to niekontrolowany wzrost mocy reaktora.

Krótko po godzinie pierwszej w nocy 26 kwietnia 1986 rozpoczął się niedopracowany eksperyment. Odcięcie reaktora od parowych turbin elektroenergetycznych spowodowało wzrost ciśnienia pary w samym reaktorze i stanowiło impuls podwyższający jego niestabilność. Jednocześnie razem z olbrzymim skokiem mocy reaktora wzrosła mocno temperatura rdzenia, co spowodowało utlenienie cyrkonowych wyściółek kanałów paliwowych i bezpośredni kontakt wody z rozżarzonym moderatorem grafitowym. Według danych kanadyjskich naukowców woda w tej temperaturze najprawdopodobniej uległa termolizie w wyniku której po rozszczelnieniu się reaktora, do hali przedostała się mieszanina piorunująca (tlen+wodór), która spowodowała wybuch niszcząc całkowicie reaktor i budynek w którym się znajdował).

O godzinie 01:23 jeden z techników obsługujących czwarty reaktor próbuje uruchomić system zabezpieczeń, który jednak nie zadziałał, a reaktor nie wyłączył się — wynikło to z tego, że wskutek wysokiej temperatury uległy skrzywieniu kanały, przez które wprowadzane są do reaktora pręty z materiału pochłaniającego neutrony, które zatrzymują reakcję łańcuchową. Reakcja rozwija się nadal. Mija jeszcze kilkanaście sekund. Ilość energii produkowanej przez reaktor stukrotnie przewyższa dopuszczalny poziom. Tak gwałtowny wzrost mocy i temperatury doprowadził do potężnej eksplozji pary wodnej znajdującej się w reaktorze, w wyniku której rozsadzona zostaje ciężka, ważąca blisko 2000 ton osłona antyradiacyjna pokrywająca reaktor. Następnie w niewyjaśnionych okolicznościach nastąpił drugi nieco potężniejszy wybuch, który to zniszczył budynek czwartego reaktora (prawdopodobne jest że eksplodowała ulatująca z już rozszczelnionego reaktora mieszanina piorunująca). Wybuch ten zapoczątkował pożar grafitu (moderatora), trwający przez następne 9 dni w budynku reaktora. Do atmosfery dostaje się radioaktywny pył. Większość z 211 prętów kontrolujących pracę rdzenia reaktora stopiła się. Radioaktywne cząstki wyrzucone do atmosfery wybuchem, jak i te emitowane nadal w wyniku szalejącego pożaru grafitu tworzyły pióropusz radioaktywnych drobin o wysokości 1030 m, który następnie przemieścił się w stronę miasta Prypeć. Przypuszczalnie drugą eksplozję spowodowała mieszanina piorunująca (wodór + tlen) powstała z termolizy wody, która bezpośrednio zetknęła się z rozżarzonym grafitem o temperaturze 3000 stopni Celsjusza (dotychczas bloki grafitowe były odizolowane od wody, która krążyła jedynie w kanałach paliwowych wyścielonych cyrkonowymi koszulkami). Korzystne wiatry utrzymywały chmurę radioaktywnych cząstek z dala od Prypeci, gdyby na miasto spadło bezpośrednie uderzenie, mogły zachorować bądź umrzeć tysiące ludzi. Eksplozja ta też pozwoliła na wniknięcie świeżego powietrza do wewnątrz reaktora. Spowodowało to zapłon kilku ton grafitowych bloków izolujących reaktor, które płonąc przez 9 dni uwolniły do atmosfery najwięcej izotopów promieniotwórczych. Ugaszenie płonącego grafitu było niezwykle trudne. Potrzeba było 9 dni i kilku tysięcy ton piachu, boru, dolomitu, gliny i ołowiu zrzucanych ze śmigłowców (głównie) Mi-26 zanim zdołano go ugasić. Zrzucane materiały pod wpływem żaru z reaktora stapiały się razem, tworząc zwartą masę nazywaną później "płytą grobową". Jak się później okazało ołów zastosowany w gaszeniu reaktora, pod postacią oparów wyrządził ogromne szkody osobom gaszącym reaktor.

Kiedy wreszcie zakończono pomyślnie zrzucanie ładunków. nastąpił poważny kryzys. Reaktor był tak zbudowany, że pod jego podstawą, grubą na metr warstwą betonu, znajdował się zbiornik wody chłodzącej. Gdyby rozżarzona lawa przedostałaby się do tych zbiorników, mógłby nastąpić wybuch kilkaset razy silniejszy (o sile 3-5 Mt), powodując jeszcze większe skażenie Europy. Ponieważ prawdopodobieństwo takiego zdarzenia szacowano na 10-15%, przedsięwzięto akcję zapobiegawczą. Ściągnięto setki wozów strażackich i beczkowozów do wypompowania wody, lecz mimo dramatycznej akcji wciąż pozostawało w zbiorniku kilka hektolitrów wody. Trójka inżynierów zgłosiła się na ochotnika i ciemnymi, wąskimi korytarzami dotarli do zbiornika (brodząc po pas w skażonej wodzie), by otworzyć dwa zawory główne. Na szczęście obyło się bez większych kłopotów.

Gdy zakończyli pracę, przystąpiono do zainstalowania ogromnych agregatów chłodzących pod reaktorem. Ponieważ w trakcie prac zauważono że temperatura reaktora spadła (głównie w wyniku zastosowania zasypywania ołowiem), zamiast tego postanowiono wybudować w tym miejscu "poduszkę betonową" aby w razie przepalenia się reaktora do wnętrza nie doszło do stopienia fundamentów i silnego skażenia terenu. Ponieważ grunt był miękki (Prypeć i Czarnobyl leżą w pobliżu mokradeł), użyto techniki stosowanej w podobnych sytuacjach do budowy metra - w ukośne odwierty wlewano płynny tlenek azotu (temp. -196 *C) i doprowadzono do zamrożenia gruntu. Koparki i inne maszyny przebijały się później przez twardą ziemię, aż w końcu wykopano tunel długi na 150 metrów i założono poduszki. Po 10 dniach przepaliła się płyta betonowa i radioaktywne szczątki reaktora runęły do zbiornika, gdzie pozostają do dziś. Ich wydobycie przy obecnej technologii jest niemożliwym zadaniem.


Zdjęcie zrobione zaraz po wybuchu reaktora nr 4

Na dzień dzisiejszy

W 1991, w bloku nr 2 elektrowni w Czarnobylu wybuchł pożar. Mimo iż awaria była niegroźna, rząd niepodległej już Ukrainy wydał decyzję o natychmiastowym zamknięciu reaktora nr 2, a do 1993 wszystkich pozostałych. Z uwagi na ogromne koszta i brak możliwości zrównoważenia bilansu energetycznego Ukrainy, dopiero w 1997 wyłączono reaktor nr 1, a w grudniu 2000 zamknięto ostatni pracujący reaktor nr 3, tym samym elektrownia ostatecznie przestała funkcjonować. Problemem pozostaje wysoki koszt usunięcia szkód po katastrofie, w 1995 grupa G7, zobowiązała się przeznaczyć na likwidację elektrowni i szkód do 2,3 mld $ (w tym 498 mln jako pomoc bezzwrotna). Z kolei Unia Europejska zadeklarowała pod koniec lat 90. pomoc w wysokości ok. 430 mln € - w tym środki na budowę 2 kolejnych elektrowni atomowych, mających rozwiązać problemy energetyczne Ukrainy i Polski związane z zamknięciem elektrowni czarnobylskiej.

widok na kompleks budynków Czarnobylskiej elektrowni jądrowej