Hur gick Tjernobylolyckan till?
26;e April 1986 inträffade katastrofen på Tjernobylverket, CNPP (Chernobyl Nuclear Power Plant) i Ukraina i dåvarande Ukraina SSR tillhörande Ryssland.
Händelsen skedde under ett säkerhetstest som utfördes av mindre erfaren personal då det blev framflyttat till natten på grund av elnätsbrist på dagen.
01.23 exploderade reaktor 4 på Tjernobylverket.
(Image credit: Igor Kostin/Laski Diffusion/Getty Images)
1.
Bakgrund
När Reaktor 4 hade byggts fanns krav på att utföra flertalet säkerhetstester för att reaktorn skulle bli fullt godkänd. Några av dessa tester hade inte utförts innan starten och skulle utföras den 25;e April 1986.
P.g.a. att ett annat verk fick stänga ner kördes reaktor 4 på lägre effekt under dagen och testet hamnade istället på den mindre erfarna nattpersonalen att utföra.
Reaktor 4 skulle stängas ner för underhåll och man passade då på att utföra detta testet innan den stängdes ner.
2.
Planeringen av säkerhetstestet
Testet skulle undersöka om ångturbinen kunde förse verket med elkraft från att reaktorn stoppats till att dieselgeneratorer startat upp ordentligt vilket är ett tidsspann på cirka 9-10 minuter. Vid förlust av extern försörjning av el ville man se så verket kunde hålla igång t.ex. pumpar och nödsystem under denna tidsperiod.
Testet i sig är inget konstigt och något alla kärnkraftverk testar på olika sätt löpande. Att reaktorn gått på lägre effekt under dagen skulle visa sig vara en ingrediens till katastrofen.
3.
25;e April 1986
Dagen före katastrofen började teknikerna på Tjernobylverket att ta ner effekten på reaktor 4 för att förbereda för testet, som skulle utföras mellan 700 och 1000mWth effekt mot normal effekt på 3200mWth. Effektsänkningen påbörjades 01:06.
Testet var planerat till 14:15 och förberedelser hade påbörjats, bland annat genom att koppla ur ECCS (emergency core cooling system) som är ett automatiserat system som kyler reaktorn om fel upptäcks.
Ett annat kraftverk stängdes ner vid 14-tiden och reaktor 4 beordrades stanna kvar på halv effekt för att bibehålla kraftleveranserna i området. Man lämnade ECCS fortfarande urkopplad.
23:06 meddelades att reaktor 4 kunde fullfölja nedstängningen, vid denna tidpunkt hade nattskiftet börjat som är mindre erfarna kring reaktorn och bevakar mest driften under natten och tester och arbeten utförs av den mer kompetenta dagpersonalen.
4.
01:23:43 - Första explosionen
Reaktorns effekt hade minskats för mycket under förberedelserna för testet, vilket ledde till en ökad absorption av neutroner av xenon-135, en ”giftig” biprodukt av klyvningen som dämpar reaktionen. När operatörerna insåg att effekten hade blivit för låg, försökte de höja den igen genom att dra ut kontrollstavar, vilket är en standardprocedur för att öka reaktorns effekt.
Kontrollstavarna i RBMK-reaktorn (typen som användes i Tjernobyl) hade en design som initialt ökade reaktiviteten i de nedre delarna av reaktorn när de sattes in i kärnan. När operatörerna började införa stavarna för att minska effekten i slutet av testet, ledde detta paradoxalt nog först till en ökning av effekten i vissa delar av reaktorn.
Den ökade effekten orsakade att vattenkylet i reaktorn överhettades och omvandlades till ånga. Ånga har lägre neutronabsorberande egenskaper än flytande vatten, vilket ledde till en ännu snabbare ökning av reaktorns effekt.
RBMK-reaktorn hade en konstruktionsmässig brist där ökad ångbildning kunde leda till en positiv återkopplingseffekt, där reaktorn blev mer och mer reaktiv i stället för att stabilisera sig. Denna design var en av de grundläggande orsakerna till att effekten kunde öka okontrollerat.
På grund av de ovan nämnda faktorerna ökade reaktorns effekt exponentiellt, vilket orsakade en enorm energipulsering, uppskattningsvis tio gånger reaktorns normala effektutgång.
Denna energipulsering ledde till att bränsleelementen skadades och trycket i reaktorkärnan ökade kraftigt, vilket orsakade en explosion av ånga som blåste av reaktorns tunga betonglock och bröt sönder bränslekanalerna.
5.
01:23:53 - Andra explosionen
Några sekunder efter den första explosionen inträffade en andra explosion, som troligen orsakades av en snabb reaktion mellan det överhettade kärnbränslet och vätet som bildades när den heta zirkoniumlegeringen (bränslestavarnas hölje) reagerade med ångan. Denna andra explosion var kraftigare och spred radioaktiva bränslepartiklar, grafit från reaktorns moderator och andra material högt upp i atmosfären.
Explosionerna och efterföljande bränder ledde till omfattande utsläpp av radioaktiva isotoper i miljön, vilket blev en av de värsta miljökatastroferna i historien.
6.
Reaktionen och händelserna i kontrollrummet
Vid tidpunkten för explosionen i Tjernobyls reaktor 4 var kontrollrummet besatt av operatörer som ansvarade för att genomföra säkerhetstestet.
Explosionen var oväntad och förvirrande för personalen i kontrollrummet. Initialt förstod de inte omfattningen av vad som hade häänt eftersom ingen explosion förväntades och det fanns ingen omedelbar synlig indikation på att en hade inträffat.
Operatörerna försökte snabbt bedöma situationen genom att granska instrumentpanelerna och kontrollsystemen. De såg att trycket i reaktorn hade fallit och att flera säkerhetssystem hade utlösts.
ontrollsystemen och panelerna skadades eller blev oanvändbara på grund av explosionen, vilket gjorde det svårt för operatörerna att få en korrekt läsning av reaktorns tillstånd och att utföra nödvändiga åtgärder.
Kommunikationslinjer till andra delar av kraftverket och till yttre stödenheter skadades, vilket försvårade situationen ytterligare. Det blev svårt för operatörerna att förmedla allvaret i situationen eller att få hjälp.
Med tiden insåg personalen att en allvarlig olycka hade inträffat. Trots deras utbildning och erfarenhet var de inte förberedda på denna typ av scenario, vilket gjorde det svårt för dem att reagera adekvat.
Operatörerna gjorde desperata försök att införa kontrollstavar manuellt och att starta nödkylsystemen, men vid den punkten hade reaktorn redan förstörts.
Operatörerna var initialt inte medvetna om att de utsattes för höga strålningsnivåer. På grund av explosionen och den efterföljande branden frigjordes stora mängder radioaktiva partiklar, vilket innebar att personalen i kontrollrummet och räddningsarbetare blev utsatta för potentiellt dödliga doser av strålning.
Trots kaoset och bristen på fungerande instrument, lyckades operatörerna till slut rapportera omfattningen av skadan till sina överordnade och de nödvändiga myndigheterna, vilket var startpunkten för evakuerings- och räddningsinsatserna.
7.
Brandsläckning och dämpning av radioaktivitet
Omedelbart efter explosionen utbröt en brand när het grafit från reaktorkärnan antände. Detta ledde till ytterligare utsläpp av radioaktiva partiklar i atmosfären.
Bränderna fortsatte i flera dagar, och räddningspersonal, inklusive brandmän som anlände utan tillräcklig skyddsutrustning, utsattes för höga strålningsdoser.
Sovjetiska myndigheter var initialt långsamma med att erkänna allvaret i olyckan och dess potential för omfattande strålningsutsläpp. Detta ledde till fördröjning av evakuering och informering av allmänheten, både lokalt och internationellt.
Mer än 24 timmar efter explosionen, den 27 april 1986, började evakueringen av den närliggande staden Pripyat, där många av kraftverkets arbetare och deras familjer bodde.
Invånarna fick initialt besked om att evakueringen var tillfällig och att de snart skulle kunna återvända. De fick bara ta med sig nödvändiga tillhörigheter, vilket resulterade i att många personliga tillhörigheter lämnades kvar.
Den sovjetiska regeringen offentliggjorde en kort notis om olyckan först efter att förhöjda strålningsnivåer upptäckts i andra länder, såsom Sverige.
Detta ledde till internationell uppmärksamhet och oro, vilket tvingade Sovjetunionen att ge mer information om händelsen.
Utsläppet av radioaktiva ämnen, inklusive jod-131, cesium-137, strontium-90 och plutonium, spreds över stora delar av Europa.
Strålningsnivåerna i området runt kraftverket var så höga att de kunde leda till akut strålsjuka, och de påverkade också mark, vatten och luft, vilket leder till långsiktiga hälsokonsekvenser.
En massiv insats, ofta benämnd ”likvidering”, inleddes för att innesluta strålningen och rena området. Tusentals ”likviderare” (soldater, brandmän, gruvarbetare och volontärer) arbetade under extremt farliga förhållanden för att täcka reaktorn med ett skyddande skikt av betong och andra material, känt som ”sarkofagen”.
De grävde också under reaktorn för att förhindra att smält kärnbränsle skulle tränga igenom jorden och kontaminera grundvattnet.
De omedelbara och långsiktiga hälsokonsekvenserna för räddningsarbetare och lokalbefolkningen inkluderade strålsjuka, ökad incidens av cancer och andra strålningsrelaterade sjukdomar.
Ett omfattande förbjudet område skapades runt kraftverket, vilket ledde till att människor permanent förlorade sina hem och samhällen.
Katastrofen ledde till omfattande internationellt samarbete för att undersöka vad som hade gått fel och för att förbättra kärnsäkerheten globalt
8.
Långsiktiga effekter av olyckan
De långvariga effekterna av Tjernobylkatastrofen är betydande och mångfacetterade, påverkande miljön, människors hälsa och djurlivet i stora områden:
Miljöeffekter:
- Radioaktiv kontamination: Mark, vatten och växtlighet i de drabbade områdena blev kontaminerade med radioaktiva ämnen som har långa halveringstider, som cesium-137 och strontium-90, vilket gör dem till en fortsatt risk under många år.
- Förbjudet område (Zonen): Ett område på cirka 2,600 kvadratkilometer runt kraftverket förklarades som obebott och avgränsades som ett förbjudet område på grund av höga strålningsnivåer.
- Förorening av vattenkällor: Floder, sjöar och grundvatten i närheten av Tjernobyl blev kontaminerade, vilket påverkade vattenkvaliteten och ekosystemen.
- Skogsskador: Radioaktiviteten ledde till skador på skogar i närheten, inklusive det som blev känt som ”den röda skogen” där träderna dog och tog en roströd färg på grund av hög stråldos.
Effekter på människors hälsa:
- Akut strålsjuka: Många av de som arbetade med att bekämpa branden och omedelbara saneringsinsatser drabbades av akut strålsjuka; ett antal av dem avled kort därefter.
- Cancer och andra sjukdomar: Det har funnits en ökad förekomst av sköldkörtelcancer, särskilt bland de som var barn vid tiden för olyckan, till stor del på grund av intag av radioaktivt jod. Andra typer av cancer och sjukdomar kan också ha kopplingar till exponering för strålning från olyckan.
- Psykologiska och sociala konsekvenser: Evakueringen och den långsiktiga förskjutningen, tillsammans med rädslan för strålningens effekter, ledde till betydande psykologisk stress och hälsoproblem för de berörda befolkningarna.
Effekter på djurlivet:
- Ökad mutationstakt: Djur och växter i det förbjudna området har uppvisat en högre mutationstakt, även om många av dessa mutationer inte nödvändigtvis resulterar i synliga defekter.
- Tillfällig nedgång och återhämtning: Trots en initial nedgång i djurpopulationerna direkt efter olyckan, har vissa arter återhämtat sig och till och med blomstrat i frånvaro av människor. Exempelvis har populationerna av vilda hästar (Przewalskihästar), vargar, björnar och andra djur ökat.
- Biologisk mångfald: Ironiskt nog har det förbjudna området blivit en oväntad fristad för biologisk mångfald, med skogar och våtmarker som återhämtat sig och ger skydd för en mängd arter.
- Radiotrofiska svampar: Forskning har upptäckt att vissa svampar i området kan metabolisera radioaktiv strålning, vilket antyder anpassningsmekanismer som inte tidigare varit väl förstådda.
Globala Effekter:
Kärnsäkerhet: Olyckan ledde till en global översyn av kärnkraftsäkerhet och design av reaktorer. Det har lett till förbättrade säkerhetsprotokoll och internationell övervakning av kärnenergianläggningar.
Energipolitik: Tjernobylkatastrofen hade en långvarig inverkan på allmänhetens uppfattning om kärnkraft, vilket påverkade energipolit