Ternobylin ja Fukushiman eroista
tekijä: Sampo Smolander päivä: 12. maaliskuuta 2011 kello 12:59
Ternobylissä reaktorin sammuttaminen epäonnistui (säätösauvat juuttuivat kesken matkan), ja vähäksi aikaa pieni osa reaktorista oli ylikriittinen, eli tapahtui ihan oikea ketjureaktio ja ydinräjähdys. Osa itse reaktoria räjähti ja reaktorin kappaleita lenteli sinne sun tänne. Reaktori siis hetken aikaa tuotti tehoa paljon enemmän kuin normaalisti täydelläkään teholla käydessään [1]. Näin voi käydä kun tuollaisella RMBK-tyypin reaktorilla [2] kämmätään. Lisäksi säätösauvojen hidastiaineena oli hiili (grafiitti) joka sitten syttyi palamaan [2], ja räjähdyksen jälkeen suoraan reaktorissa palava hiili aiheutti lisää päästöjen karkaamista taivaalle.
Fukushimassa sen sijaan on kiehutusvesireaktori (tai siis reaktoreita) [3], ja vaikka ne eivät ole yhtä turvallisia kuin painevesireaktorit, niin itse reaktori kuitenkin automaattisesti sammui heti maanjäristyksen jälkeen 11.3. [4] (eli tätä kirjoittaessa eilen). Varsinaista reaktorin yliteholla käymisestä johtuvaa ydinräjähdystä ei siis ole tapahtunut, eikä voikaan enää tapahtua.
Se mikä Fukushimassa on ongelmana, on reaktorin jälkilämpö [5]. Siinä missä Ternobylin räjähdys johtui siitä että reaktori kävi hetken aikaa ehkä 10-kertaisella yliteholla, niin Fukushimassa itse polttoaineen ydinreaktiot ovat jo sammuneet, mutta reaktoriin jääneet hajoamistuotteet säteilevät vielä jonkin aikaa ja tuottavat jälkilämpöä. Tämä jälkilämpö on kuitenkin suuruusluokkaa 1/100 reaktorin normaalista käyttötehosta, ja ongelmaa ei olisi jos voimalan jäähdytysjärjestelmä tai varajäähdytysjärjestelmä (jonka diesel-generaattorit tsunami rikkoi) eivät olisi rikki. Insinööri osaisi rakentaa myös jäähdytysjärjestelmiä jotka eivät ole riippuvaisia vara-diesel-generaattoreista, mutta japanilaisilla ei tuolla tällaisia valitettavasti satu olemaan.
Se mikä Fukushimassa nyt ilmeisesti on räjähtänyt, on joko jälkilämmöstä kuuman reaktorin keittämä vesihöyry, jota on tullut niin paljon että painekuoret on pettäneet, tai sitten kuumuus on hajottanut vettä alkutekijöihinsä, hapeksi ja vedyksi, ja vetykaasu on räjähtänyt.
Varsinaista ydinräjähdystä ei siis ole tapahtunut, vaan joko vesihöyry- tai vetyräjähdys. Tämä on olennainen ero Ternobyliin.
Reaktorin kanssa kosketuksissa ollut vesihöyry sisältää toki radioaktiivisuutta sekin, eikä ole kiva kun sitä pääsee karkaamaan taivaalle. Mutta koska itse reaktori ei ole räjähtänyt, eikä reaktorissa myöskään käsittääkseni ole palavia hiili-hidastinsauvoja, Ternobylin kokoluokan radioaktiivisiin päästöihin ei pitäisi olla mahdollista päästä. Jälkilämpö saattaa myös riittää sulattamaan reaktorin, mutta koska varsinaisia itseään ruokkivia ydinreaktioita ei sammuneessa reaktorissa enää ole käynnissä, ns. Kiina-ilmiötä missä kuuma, käynnissä oleva reaktori sulattaisi itsensä ties kuinka syvällä maahan, ei pitäisi olla mahdollista tapahtua.
Jälkiviisaat ovat jo ihmetelleet, miksi japanilaiset pitivät radioaktiivista vesihöyryä painekuorien sisällä niin pitkään että painekuoret eivät kestäneet vaan höyry räjähti karkuun, eivätkä päästäneet radioaktiivista vesihöyryä hallitummin karkuun jo aiemmin. Ei tietysti ole kiva ajatus laskea radioaktiivista vesihöyryä taivaalle, mutta parempi laskea se ulos hallitusti kuin odottaa kunnes seinät pettävät, jolloin höyry pääsee joka tapauksessa karkuun. Ehkä ne toivoivat että seinät kestäisivät. Lisäksi nyt kun se karkasi näyttävällä räjähdyksellä, kaikki lehdet kirjoittavat että "ydinvoimala räjähti". Ja niinhän se räjähti, mutta kysessä oli vesihöyryräjähdys (tai sitten vetyräjähdys), eikä ydinräjähdys.
LISÄYS: Minulle on huomautettu että "ydinräjähdys" ei välttämättä ole oikea tapa suomentaa sitä, mitä Wikipedia kuvaa ensin "second explosion resulted from a nuclear excursion" ja sitten "second explosion was a nuclear power transient". Joka tapauksessa olennainen ero Ternobylin ja Fukushiman välillä on, että Ternobylissä ydinreaktio lähti hetkeksi käsistä (=tehoa vapautui paljon enemmän kuin normaalissa voimalakäytössä), johtui se räjähdys sitten suoraan tuosta, tai tuon reaktion lämmittämästä vesihöyrystä ja/tai sytyttämästä vedystä, mutta Fukushimassa ydinreaktiot eivät ole karanneet, mutta koska jäähdytys ei toimi, paljon normaalia pienemmälläkin teholla lämpöä vapauttava reaktorin jälkilämpö keittää vettä, hajottaa vettä vedyksi ja hapeksi, ja on ilmeisesti sulattamassa itseään. Ja ehkä vielä olennaisempi ero on, että Fukushimassa reaktorin ytimessä ei ole palavaa hiiltä (grafiittia) syytämässä palokaasujen myötä radioaktiivista ainetta taivaalle.
[1]
Chernobyl disaster - Wikipedia, the free encyclopedia
[2]
Grafiittihidasteinen kanavatyyppinen reaktori Wikipedia
[3]
Boiling water reactor - Wikipedia, the free encyclopedia
[4]
Fukushima I Nuclear Power Plant - Wikipedia, the free encyclopedia
[5]
http://www.stuk.fi/ydinturvallisuus/ydinvoimalaitokset/ydinvoimalaitoksen_toiminta/sahkontuotanto/fi_FI/jalkilampo/
