Katastrofa, która trwa

Przypomnijmy: w marcu 2011 r. olbrzymie tsunami – wysokość fal przekraczała 10 metrów – uderzyło we wschodnie wybrzeże Japonii, prowadząc do śmierci ok. 20 tys. osób. Fale spowodowały także poważne uszkodzenia w elektrowni jądrowej Fukushima I, którym przypisano najwyższy, siódmy stopień w skali INES, podobnie jak katastrofie w Czarnobylu z 1986 r.

W chwili awarii w elektrowni działały reaktory nr 1, 2 oraz 3 – pozostałe trzy były wyłączone do okresowej kontroli.

Automatyczny system natychmiast zatrzymał pracujące reaktory, ale fale tsunami uszkodziły system chłodzenia awaryjnego. Wzrosły temperatury i doszło do częściowego lub całkowitego stopnienia rdzeni reaktorów, a także wydzielenia się olbrzymich ilości gazowego wodoru, który następnie eksplodował. W efekcie w ciągu kilku dni doszło do podobnego jak w Czarnobylu uwolnienia silnie radioaktywnych pierwiastków do powietrza i gleby. Z bezpośredniej okolicy elektrowni ewakuowano początkowo niemal pół miliona mieszkańców. Do dziś prawie 200 tys. z nich nie wróciło do domów.

Paliwo używane w Fukushimie to w większości tlenek uranu, ale w jednym z reaktorów stosowano bardziej niebezpieczną mieszaninę tlenków uranu i plutonu. To jednak nie uran spędza sen z powiek naukowcom. Znacznie bardziej niebezpieczne są produkty rozpadu paliwa jądrowego, szczególnie cez-137 (okres półtrwania ok. 30 lat), cez-134 (2 lata), a także jod-131 (8 dni). Izotopy cezu są łatwo rozpuszczalne w wodzie, swobodnie rozprzestrzeniają się w ziemi oraz wodach gruntowych i morskich.

Badania promieniowania w otoczeniu reaktorów w Fukushimie trwają od samej katastrofy. Początkowo istotne było określenie poziomu niebezpieczeństwa dla ratowników pracujących na terenie elektrowni. Późniejsze pomiary miały pomóc w przygotowaniu odpowiednich planów likwidacji skutków awarii.

Pod koniec stycznia br. wprowadzono do środka reaktora nr 2 umieszczoną na wysięgniku teleskopowym kamerę wraz z miernikiem mocy promieniowania. Zmierzona wartość mocy dawki promieniowania wynosiła 570 Sv/h (siwertów na godzinę). Wystarczyłoby kilkanaście sekund obecności człowieka w tym miejscu, aby przyjął śmiertelną dawkę promieniowania.

Niektóre media podchwyciły tę wartość i błędnie informowały, że promieniowanie rośnie w niesamowitym tempie. To jednak nieuzasadniony wniosek, ponieważ był to pierwszy pomiar w tym miejscu, co oznacza brak punktu odniesienia. Wstępne wnioski o zmianach promieniowania będzie można wyciągać dopiero wtedy, gdy za jakiś czas dokonane zostaną następne pomiary w tym samym miejscu. Faktem jednak jest, że dotychczas mierzone w innych miejscach wartości sięgały 75 Sv/h, a więc były kilkakrotnie mniejsze. Medialną histerię nakręcały dodawane do artykułów przerażające mapki, z coraz większym zakreślonym obszarem – obejmującym cały Pacyfik, aż do obu Ameryk. W rzeczywistości były to pochodzące z 2011 r. schematy rozchodzenia się tsunami, a nie prezentacje obszaru skażenia.

Sytuacja jest jednak bardzo trudna, ponieważ nadal nie znamy stanu rdzeni uszkodzonych reaktorów. Pierwotnie szacowano, że stopione jest od 30 do 70 proc. rdzeni, ale późniejsze badania ujawniły, że jest znacznie gorzej. Uważa się dziś, że przynajmniej w jednym przypadku (reaktor nr 3) rdzeń stopił się całkowicie.

Promieniowanie wewnątrz każdego z nich jest ekstremalnie wysokie. W tych miejscach nie może pojawić się żaden człowiek, ale w takich warunkach zawodzą również roboty, szwankuje elektronika, która nie wytrzymuje emitowanego przez stopiony rdzeń promieniowania gamma. Nawet bardzo odporne metale ulegają szybko zmianom strukturalnym, krusząc się i pękając. Konstruowane przez międzynarodowe zespoły roboty miały wytrzymywać do 10 godzin we wnętrzu reaktora. Okazało się jednak, że czas ten nie przekracza dwóch godzin, a często są to tylko minuty.

Już kilka lat temu szacowano, że proces likwidacji skutków awarii w Fukushimie może potrwać nawet 30-40 lat i pochłonąć kilkaset miliardów dolarów. Obecnie wydaje się, że te wartości mogą wzrosnąć.

Bardzo poważnym problemem są zużyte pręty paliwowe, które w warunkach normalnych przechowywane są w zbiornikach umieszczonych nad reaktorami. Ponieważ przez wiele lat pozostają one gorące, wymagają ciągłego chłodzenia, co generuje kolejne tysiące ton skażonej wody. Na razie nie można ich stamtąd usunąć, a każde trzęsienie ziemi w tej okolicy może dramatycznie pogorszyć sytuację. Jeśli pręty paliwowe zostaną odsłonięte, może nastąpić niekontrolowane uwolnienie dużych ilości materiału promieniotwórczego do atmosfery.

Po katastrofie elektrowni w Czarnobylu uszkodzone bloki energetyczne zostały osłonięte specjalnym tymczasowym sarkofagiem izolującym reaktory (ponad 500 tys. m3 betonu z żelazem). W 2016 r. ukończono budowę nowej osłony, która ma przetrwać do 100 lat.

Niestety w Fukushimie nie da się zrobić czegoś podobnego. Elektrownia jest położona zbyt blisko wybrzeża, w 2013 r. zauważono, że wody gruntowe zawierające sporo pierwiastków promieniotwórczych zaczęły powoli migrować do oceanu. Dzieje się tak pomimo że w 2012 r. rozpoczęto betonowanie dna morskiego w okolicach elektrowni. ©

DAWKA I MOC DAWKI

Jednostką dawki promieniowania, która pozwala na określenie skutków oddziaływania promieniotwórczości na organizm człowieka, jest siwert (Sv). 1 siwert to 1 dżul (J) energii pochłonięty przez 1 kg masy ciała. Jest to duża jednostka – człowiek przeciętnie przyjmuje dawkę 3 mSv ze źródeł naturalnych. Uznaje się, że dopuszczalna dodatkowa roczna dawka nie powinna przekraczać 2,5 mSv. Tomografia całego ciała odpowiada dawce 10 mSv, natomiast u człowieka, który przyjmie w krótkim czasie dawkę 1 Sv (1000 mSv), może wystąpić ostry zespół popromienny, prowadzący do śmierci.

Moc dawki to miara szybkości napromienienia – wyraża się ją w Sv na jednostkę czasu (godzinę, rok). Im wyższa moc dawki, tym krócej można przebywać w danym miejscu. W Polsce moc dawki promieniowania naturalnego wynosi mniej niż 2 mSv/rok.