Katastrofa u nuklearnoj elektrani Černobil i njezine dugotrajne posljedice

Černobilska katastrofa 1986. dogodila se u nuklearnoj elektrani u Ukrajinskoj SSR. Jedan od četiri reaktora u postrojenju eksplodirao je zbog nestabilnih uvjeta i nedostatka sigurnosnih procedura. Katastrofa je ostavila područja oko reaktora izložena štetnim radioaktivnim materijalima, koji su također putovali u druga područja, uključujući današnju Bjelorusiju i Rusku Federaciju. Studije provedene o radijaciji u tom području otkrile su da je katastrofa dovela do niza zdravstvenih i ekoloških problema, zajedno sa smrtnim slučajevima koji su se dogodili nedugo nakon događaja.

Što je uzrokovalo černobilsku katastrofu?

Nuklearna elektrana Černobil izgrađena je kasnih 1970-ih i ranih 80-ih. Sastojao se od četiri reaktora RBMK, koji su mogli proizvesti do 1000 megavata električne energije po reaktoru. RBMK je sovjetski reaktor s kipućom laganom vodom koji koristi gorivo uran dioksid. Tvornica je bila stacionirana u današnjoj sjevernoj Ukrajini, oko 130 kilometara sjeverno od Kijev i oko 20 kilometara južno od bjeloruske granice. RBMK reaktor, jedinice 1 i 2 izgrađene su 1970-ih, a jedinice 3 i 4 dovršene su do 1983. Planovi za dodatne reaktore bili su na snazi ​​kada se katastrofa dogodila.

25. travnja 1986. obavljen je test tijekom rutinskog gašenja zbog održavanja kako bi se vidjelo može li reaktor proizvesti električnu energiju za opremu za hitne slučajeve u slučaju da stanica izgubi napajanje. Međutim, ispitivanje je obavljeno kada je reaktor bio u nestabilnom stanju. Snaga je smanjena znatno ispod razine koja je trebala biti da se stabilizira stanje reaktora prije gašenja. Reaktor RBMK ima a pozitivni koeficijent praznine , što znači da se proizvodnja pare povećava kada se poveća snaga ili smanji protok vode. Ovaj proces također uzrokuje povećanje temperature goriva. Kada su razine snage vrlo niske, to uzrokuje da pozitivni koeficijent praznine postane dominantan. Kao rezultat toga, stvara nestabilne uvjete za reaktor i čini ga osjetljivim na sporadične udare struje.

Operateri postrojenja pokušali su povećati razinu snage do stabiliziranog stanja. Upravljačke šipke koriste se za održavanje kontrole reaktora. Međutim, tijekom testa korišteno je samo nekoliko šipki u usporedbi s minimalno 30 šipki potrebnih za sigurne operacije. U nastojanju da održe konstantnu snagu, operateri su uklonili većinu upravljačkih šipki. To je još više ugrozilo stanje reaktora. Kako su operateri nastavili pokušavati održati snagu i tlak pare, odlučili su smanjiti količinu vode potrebnu za hlađenje reaktora. Došlo je do eksplozije pare zbog povećane proizvodnje topline i pare, a sekundu kasnije uslijedila je i druga eksplozija.

Prva eksplozija uništila je jezgru reaktora i uzrokovala podizanje poklopca reaktora. Također je uzrokovalo pucanje više od 1500 tlačnih cijevi. Jezgra reaktora bila je izložena nakon druge eksplozije pare, koja je uvelike odgovorna za ispuštanje radioaktivnih materijala u okoliš. Eksplozije su se dogodile oko 1:23 ujutro 26. travnja 1986. Procjene nesreće utvrdile su da je uzrok eksplozija bio nedostatak sigurnosnih procedura od strane operatera postrojenja i neki nedostaci u dizajnu reaktora .

Neposredne posljedice nesreće

Fragmenti i vrući grafit izbačeni su iz kanala za gorivo i reaktora. Izbili su brojni požari, što je pridonijelo ispuštanju više radioaktivnih materijala u atmosferu. Tijekom dana 26. travnja stotine tona vode ubrizgane su u polovicu reaktora koji je još uvijek bio djelomično netaknut. Ubrizgavanje vode u reaktor zaustavljeno je nakon što je porasla zabrinutost zbog mogućeg curenja vode u reaktore jedinica 1 i 2. Tisuće tona pijeska, gline, bora i drugih materijala bačeno je na jezgru reaktora kako bi se ugasila vatra u jezgri i spriječilo daljnje oslobađanje radioaktivnih čestica. Ovaj proces se odvijao oko devet dana.

Jedan operater je preminuo kada su se dogodile eksplozije, a drugi je preminuo u bolnici nekoliko sati kasnije od posljedica ozljeda. U roku od 36 sati od nesreće, oko 49.000 stanovnika u obližnjem gradu Pripjatu evakuirano je iz tog područja. Unutar tri tjedna nakon nesreće, oko 116.000 ljudi koji su živjeli u krugu od 30 kilometara od černobilske elektrane preseljeno je u manje kontaminirana područja. Godine 1986. i 1987. god. oko 240.000 hitnih radnika pozvani su da pomognu u čišćenju mjesta. Unutar prvih nekoliko tjedana čišćenja, 28 osoba umrlo je od posljedica akutnog radijacijskog sindroma (ARS) zbog visoke količine izloženosti zračenju.

Radioaktivni materijali ispušteni u okoliš

Eksplozija reaktora bloka 4 ispustila je više od 100 radioaktivnih elemenata u okoliš. Neki elementi su imali kraći život, dok su drugi još uvijek bili prisutni unutar Černobilska isključena zona (CEZ) . CEZ je poznat kao područje unutar 30 kilometara od elektrane. Neki od najopasnijih radioaktivnih elemenata ispuštenih u atmosferu nakon eksplozije su jod, cezij i stroncij. Većina izloženosti zračenju do koje je došlo nedugo nakon nesreće uzrokovana je jodom-131. Ovaj radioaktivni element ima vrijeme poluraspada od osam dana. Cezij-137 bio je dugoročno opasniji, s vremenom poluraspada od oko 30 godina.

Znanstvenici su proveli a studija o usjevima u regiji Černobila testirati njihovu razinu radioaktivne kontaminacije 25 godina nakon nesreće. Gotovo polovica uzoraka koje su prikupili još uvijek je sadržavala stroncij-90, koji se smatra vrlo opasnim za ljudsku prehranu. Mala populacija stanovnika koji su bili evakuirani s mjesta u vrijeme nesreće u međuvremenu se vratila. U CEZ-u je ilegalno živjeti; međutim, neki su se stanovnici odlučili preseliti u to područje.

Tijekom godina nakon nesreće, znanstvenici i istraživači proučavali su kako su različite koncentracije zračenja u materijalima koji okružuju lokaciju utjecale na zdravlje stanovnika. Ove studije također pružaju uvid u to kako dugotrajna izloženost određenim radioaktivnim elementima utječe na ljudsko zdravlje. Prašina i krhotine raspršili su većinu radioaktivnih elemenata u okolna područja. Tlo u CEZ-u također je sadržavalo radioaktivne elemente.

Vjetar i vremenski uvjeti prouzročili su da su neki od tih materijala otputovali u druge regije. Radioaktivne padavine dogodile su se u mnogim dijelovima sjeverne hemisfere. Veliki dijelovi Ukrajine, Bjelorusije i Rusije doživjeli su povećane razine radioaktivnosti. Neki dijelovi Skandinavije i Europe također su doživjeli manju kontaminaciju. Količina kontaminacije u tim je područjima varirala zbog nedosljedne distribucije radioaktivnih elemenata uzrokovane prirodnim vremenskim uvjetima. Oko 190 metričkih tona produkata fisije i goriva uran dioksida bili u reaktoru bloka 4. Sovjetski znanstvenici procjenjuju da je do 30% tih proizvoda ispušteno u okoliš.

Učinci černobilskih radioaktivnih elemenata na ljude i divlje životinje

Ljudi na koje je izloženost radioaktivnim elementima najviše utjecala bili su djelatnici hitne pomoći koji su provodili vrijeme čisteći mjesto katastrofe u Černobilu. Mnogi su patili od ARS-a, koji uzrokuje opekline, glavobolje, groznicu i gastrointestinalne probleme. Visoke količine izloženosti zračenju bile su opasnije za ove pojedince u usporedbi s onima koji su bili dugoročno izloženi nižim razinama.

Studija koju su proveli istraživači na Nacionalni instituti za zdravlje (NIH) zaključili su da djeca izložena radioaktivnom jodu imaju povećan rizik od dijagnoze raka štitnjače. Jod iz nesreće ispustio je radijaciju koja remeti kemijske veze u ljudskoj DNK. Tumori su također pronađeni kod osoba izloženih visokim dozama zračenja.

Znanstvenici i istraživači iskoristili su černobilsku katastrofu kao priliku za provođenje studija o tome kako su radioaktivne padavine utjecale na životinje. Pokazalo je to jedno istraživanje istočnjačke žabe u CEZ-u prošao kroz brzu evolucijsku promjenu. Žabe koje su se nalazile u blizini Černobila bile su crne boje u usporedbi s drugim jedinkama istih vrsta na drugim mjestima. Ovaj evolucijski proces odvijao se tijekom deset generacija žaba koje žive u CEZ-u.

Genetske promjene i mutacije utjecao je i na druge životinje u CEZ-u. Ptice koje su bile izložene visokim razinama zračenja imale su vidljive tumore. Neke ptice i sisavci također su pokazivali djelomični albinizam. Istraživači su utvrdili da će černobilska katastrofa imati dugoročne učinke na biološke sustave vrsta i ekosustava prisutnih u CEZ-u.

Odgovori na černobilsku katastrofu

Černobilska katastrofa opustošila je područje oko elektrane i izravno pogodila obližnje stanovnike Pripjata. Tisuće ljudi bile su izravno izložene štetnim radioaktivnim materijalima koji su ispušteni iz jezgre reaktora nakon njegovih eksplozija. Požari koji su izbili nakon nesreće uzrokovali su distribuciju radioaktivnih elemenata u atmosferu. Današnja Ukrajina, Bjelorusija i Ruska Federacija bili najviše pogođeni radioaktivnom kontaminacijom. Otprilike 6,4 milijuna ljudi živjelo je u područjima koja su bila kontaminirana.

Radioaktivni materijali još uvijek su prisutni u Černobilu, ali su razine izloženosti mnogo podnošljivije. Međutim, dugotrajna izloženost i dalje predstavlja prijetnju ljudskom zdravlju. Nekoliko sigurnosnih mjera poduzeto je kao odgovor na nesreću u Černobilu kako bi se spriječile buduće nesreće. The Međunarodna agencija za atomsku energiju (IAEA) uskočio u pomoć zemljama u bivši Sovjetski Savez i srednjoj i istočnoj Europi u identificiranju problema u dizajnu RBMK reaktora. Učinjena su poboljšanja dizajna i nadogradnje RBMK reaktora kako bi se uklonili svi nedostaci. IAEA je također pomogla u povećanju svijesti o operativnoj sigurnosti.

Reaktor jedinice 4 bio je prekriven privremenim betonskim i čeličnim štitom, poznatim kao 'sarkofag', kako bi se spriječilo ispuštanje više radioaktivnih elemenata u okoliš. Sarkofag je izgrađen u svibnju 1986. i obuhvaća cijeli reaktor bloka 4. Zabrinutost oko stanja sarkofaga i njegovog propadanja zbog radijacije dovela je do pokretanja novog projekta za zaštitu reaktora. The Novo sigurno zatvaranje izgrađen je izvan lokacije i postavljen iznad sarkofaga 2016. Struktura je izrađena od čelika i očekuje se da će trajati najmanje 100 godina.

Černobilska katastrofa bila je katastrofa koja je otvorila oči i dovela do povećanih sigurnosnih napora. Učinci nesreće naveli su ukrajinsku vladu da podstakne mjere održive energije kako bi smanjila potrebu za nuklearnom energijom. A solarna elektrana sa 3800 solarnih panela nalazi se preko puta černobilske katastrofe, koja opskrbljuje strujom tisuće stanova. Svi su reaktori s vremenom ugašeni, a posljednji reaktor zatvoren je u prosincu 1999. Sljedeće godine službeno je počelo razgradnju lokacije, što je uključivalo uklanjanje otpada i dekontaminaciju područja. Zbog prisutnosti radioaktivnih elemenata, očekuje se da će čišćenje CEZ-a trajati nekoliko desetljeća.