2009 metų gruodžio 31 dieną, 23:00 valandą, abu Ignalinos atominės elektrinės maitinimo blokai buvo sustabdyti. Kaip sakė Lietuvos Prezidentė Dalia Grybauskaitė, "2010 metai bus Lietuvos energetinės nepriklausomybės pradžios metai".
Palikime jos pamąstymus nuošalyje ir pažiūrėkime, kuo Ignalinos AE yra pavojinga. Reaktoriuose reakcijos nebevyksta, tačiau pavojus neišnyko ir neišnyks dar kelis tūkstančius metų.
Lietuvos vyriausybė 2002 metais priėmė strategiją "tuoj pat nutraukti energetinių blokų eksploataciją" iki "išdegintos pievelės" būsenos atlaisvinus visus pastatus nuo įrangos, kad būtų galima vystyti kitą verslą. Pirmasis reaktorius turėtų būti išmontuotas iki 2025 metų, antrasis – iki 2030 metų.
Tai yra moksliškai ir aplinkos apsaugos požiūriu nepagrįstas politinis sprendimas, be technologinio plano, neatsižvelgiant į pirmą kartą pasaulyje atliekamus darbus ir keliamą pavojų gamtai ir žmogaus sveikatai. Tik Lietuva bus atsakinga už visą riziką — tai yra jos sprendimas ir atsakomybės sritis.
Norint suprasti, kokia yra rizika, aš siūlau skirti šiek tiek laiko ir prisiminti, kas yra RBMK-1500 reaktoriai. Santrumpa reiškia "kanalinis didelio galingumo reaktorius, kurio elektros galia 1500 megavatų". Ar nepasidarė aiškiau? Pabandykime išsiaiškinti – gilios atominės fizikos žinios čia nereikalingos.
Jėgos atomo branduolyje
Atomas susideda iš branduolio ir aplink jį besisukančių elektronų — lygiai taip pat, kaip saulės sistemos planetos sukasi aplink Saulę. Atomo branduolys nėra monolitas, jis susideda iš protonų ir neutronų. Protonas turi teigiamą elektrinį krūvį, neutronas yra neutralus. Vienodo krūvio dalelės atstumia viena kitą – "minusas" atšoka nuo "minuso", "pliusas" atstumia "pliusą", tačiau atomo branduoliai gana stabilūs, protonai jame laikosi vienas šalia kito. Kodėl taip?
Mikroskopiniuose atstumuose, kurie būdingi atominiams branduoliams, pradeda veikti dar viena reakcija, kuri yra tokia galinga, kad nugali elektros atstūmimo jėgą ir "suklijuoja" visus protonus ir neutronus. Fizikai, apskritai, žmonės negudrūs, jie taip ir pavadino šią sąveiką – stipria. Bet vos tik atstumas tarp protonų viršija tam tikrą kritinę vertę, stipri sąveika atsijungia, iš karto prasideda elektrinis atstūmimas – ir protonai išsibarsto į skirtingas puses.
Stipri sąveika – trumpa: ji stipri, kol atstumas mažas, tačiau dideliu atstumu neveikia. Kuo mažiau dalelių yra branduolyje, tuo ji stabilesnė, nes protonų ir neutronų jame nedaug, atstumas tarp protonų yra minimalus. Kuo daugiau dalelių yra branduolyje, tuo jis nestabilesnis, nes atstumas tarp protonų didėja.
Sunkiausias cheminis elementas Žemėje yra uranas, jo branduolį sudaro 92 protonai. Įsivaizduokite rasos lašą ant lapo krašto. Blizga saulėje, bet užtenka jį paliesti smilgos krašteliu – ir lašelis suyra į daugybę smulkių lašelių. Tiesą sakant, tas pats vyksta ir su urano branduoliu, tik vietoj žolės fizikai išmoko naudoti neutroną. Elektrinio krūvio jis neturi, per elektronų debesį, esantį aplink branduolį, jis lengvai praskrieja ir įsirėžia į branduolį.
Neutronas, atsitrenkęs į branduolį, suskaido jį į gabalus, ir susiformuoja jau du neutronai, kurie atsitrenkia jau į du branduolius… Dėl tokio urano branduolio skilimo, visa energija, kuri laikė jame protonus, tiesiog išsiveržia į išorę – būtent ją mokslininkai ir panaudoja, kad paverstų elektros energija.
Kad tai įvyktų, reikia "paimti" įsibėgėjimo-skilimo energiją su šiluminio laidininko pagalba, kuris gali "palikti įvykio vietą" ir pernešti šilumą ten, kur ją pavers elektros energija. RBMK reaktoriuose toks laidininkas yra paprastas vanduo, tik išgrynintas nuo visų cheminių priemaišų. Priimdamas branduolinės energijos šilumą, vanduo, kaip ir turėtų būti, virsta garais, kurie nukreipiami į turbinos rotorių, kuris besisukdamas sukuria elektros srovę.
Branduolinis reaktorius
Nieko sudėtingo, tačiau yra keletas niuansų. Laisvieji neutronai, atsiradę po urano branduolio skilimo, išsibarsto skirtingu greičiu, kartais pernelyg dideliu, kad sukeltų kitų branduolių skilimą. Kad reakcija būtų grandininė, laisvuosius neutronus reikia sulėtinti – priversti praskristi pro kokio nors cheminio elemento sluoksnį, kuris gali juos "sulėtinti".
Toks sulėtintas RBMK yra grafitas – neutronai praskrieja pro jo sluoksnį, jie nėra absorbuojami, bet praranda greitį. Tai, ko gero, viskas. Dabar mes galime mintyse sukurti reaktorių. Mums reikia urano, išilgai kurio gali tekėti vanduo, pašalindamas šilumos perteklių. Mums reikia grafito, kuris atskiria vieną urano dalį nuo kitos. Mums reikia, kad vanduo pavirstų garais, mes turime nukreipti garus į turbinų mentes, ataušusius garus turbinoje reikia kur nors nukreipti. Geriausia, jei šiems garams pavyksta kondensuotis į vandenį – tada jie gali būti vėl siunčiami išilgai urano.
RBMK reaktoriaus aktyvioji zona yra 25 kubinių centimetrų grafito blokai. Kiekvieno bloko centre pragręžtas vertikalus latakas, į jį įdėtas cirkonio vamzdelis (šis metalas yra pajėgus atlaikyti aukštą temperatūrą, slėgį ir radiaciją) – tai ir yra vadinamasis "kanalas". Į kanalą įterpiamas išskiriantis šilumą komplektas (ŠIK) – ploni vamzdeliai, kuriuose paslėptas uranas.
Tarp vamzdelių yra nedidelis atstumas – toks, kad vanduo slegiamas iš apačios galėtų nuplauti kiekvieną, pasiimdamas karštį. Kildamas kanalu, vanduo pasiekia virimo temperatūrą ir virsta garų ir vandens mišiniu (apie 40 procentų – garų, 60 procentų – vandens). Išeidamas iš aktyvios zonos, šis mišinys patenka į separatorių, kuriame vanduo yra atskirtas nuo garų. Garai nukreipiami į turbiną, vanduo – į kitą ratą. Turbinoje atvėsę garai nukreipiami į kondensatorių, gautas vanduo – taip pat į kitą etapą.
Grafitas, metalas, betonas…
Na, gana apie gerus dalykus. Grafito kiekis kiekviename Ignalinos atominės elektrinės aktyviosios zonos reaktoriuje — 1800 tonų, ir kol reaktorius buvo eksploatuojamas, šis grafitas kaupė radiaciją. Jame sukaupta radioaktyvioji anglis C-14, kuri yra nepaprastai laki ir pasisavinama gyvų organizmų, nesuirdama kelis tūkstančius metų.
Aktyvioji reaktoriaus zona buvo apsupta to paties grafito metriniu sluoksniu. Esmė ta, kad dalis laisvųjų neutronų neišvengiamai palieka branduolį ir grafito sluoksnis sulėtina juos beveik iki nulio, ir juos lengvai sustabdo betono sluoksnis, esantis aplink grafitą. Tačiau apsauginis grafitas taip pat kaupia radiaciją, todėl ir šie "du kartus 200 tonų" taip pat jau kelia pavojų. Radioaktyvus tapo ir apsauginio sluoksnio betonas – dar 2000 tonų pavojaus.
Bet tai dar ne viskas. Vanduo, kuris tekėjo išilgai strypų su uranu, taip pat pasidarė radioaktyvus ir tvarkingai jį perdavė separatoriams. Branduolinės elektrinės atskyrikliai buvo aštuoni, kiekvienas sveria 300 tonų – tai dar 2 400 tonų radioaktyviųjų medžiagų. Ir visas šis "grožis" liko atominės elektrinės aikštelėje, ir su visu tuo kažką reikia padaryti.
O ką daryti – niekas pasaulyje nežino. Lietuva savanoriškai tapo ta vieta, kur pirmą kartą pasaulio atominio projekto istorijoje vyksta didelio masto eksperimentas. Kitaip nei Lietuvoje, visi RBMK reaktoriai Rusijoje, visi trys Černobylio RBMK reaktoriai laukia atidėto išmontavimo strategijos įgyvendinimo.
Jei kas nors manė, kad straipsnis pasibaigs optimistiškai, klydo. Jei kas nors manė, kad šiame straipsnyje išvardijamos visos Lietuvos radiacijos problemos, klydo. Apie tai, ko dar galime tikėtis — kitame pasakojime.
Autoriaus nuomonė gali nesutapti su redakcijos pozicija.
