13/3/11

Πυρηνικό ατύχημα στους αντιδραστήρες του Fukushima

Ανανέωση στις 12.04.2011 & ώρα 11:00


ΕΚΤΑΚΤΟ: Η Ιαπωνική επιτροπή πυρηνικής & βιομηχανικής ασφάλειας τοποθετεί πλέον το πυρηνικό δυστύχημα της Fukushima στο επίπεδο 7 της 7βαθμιας κλίμακας, δηλαδή ισάξιο του μοναδικού, εξίσου σοβαρού, πυρηνικού ατυχήματος στην Ιστορία, του Τσερνομπιλ! Αυτή τη στιγμή, σύμφωνα με τις Ιαπωνικές αρχές, έχει απελευθερωθεί από το πυρηνικό εργοστάσιο της Fukushima, ποσότητα ραδιενέργειας ίση με το 10% εκείνης από το Τσέρνομπιλ. Είναι επιτακτική η ανάγκη για άμεσα και γενικευμένα μέτρα για τον πληθυσμό.

__________________________________________________________


Λίγα λόγια περί ραδιενέργειας και πυρηνικών αντιδραστήρων...

ΠΥΡΗΝΙΚΟΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΑΣ & ΣΧΑΣΕΙΣ

Σε έναν πυρηνικό αντιδραστήρα αυτό που συμβαίνει είναι μια ελεγχόμενη αλυσιδωτή αντίδραση σχάσης πυρήνων Ουρανίου 233, 235 ή Πλουτωνίου 239. Οι συγκεκριμένοι 3 πυρήνες μπορούν να σχαστούν απο νετρόνια οποιασδήποτε ενέργειας. Το αποτέλεσμα της σχάσης είναι ένα σημαντικό ποσό ενέργειας μαζί με 2-3 νετρόνια τα οποία χτυπούν άλλους πυρήνες και παράγουν εκ νέου ενέργεια κ.ο.κ. Η διαδικασία αυτή μπορεί να γίνει καταιγιστική και έτσι να παράγει ενα τρομακτικό ποσό ενέργειας (πυρηνική βόμβα) ή μπορεί να ελεγχθεί ο αριθμός των σχάσεων, όπως συμβαίνει σε έναν πυρηνικό αντιδραστήρα.

Στον αντιδραστήρα, η διαδικασία σχάσεων συμβαίνει μέσα σε υγρό (συνήθως νερό) το οποίο εκτελεί μια πολύ βασική λειτουργία που είναι η απαγωγή θερμοτητας μέσω της χρησιμοποίησης της για παραγωγή ατμού (και ηλεκτρικής ενέργειας κατ'επέκταση, μέσα απο διαδικασίες που δεν ειναι του παρόντος). Επίσης, εντός του πυρήνα του αντιδραστήρα υπάρχει και ο "επιβραδυντής" (ελαφρύ ή βαρύ ύδωρ ή γραφίτης) που επιβραδύνει τα νετρόνια που παράγονται απο τις σχάσεις, επίσης για λόγους που δεν ειναι του παρόντος.

Πρακτικά φανταστείτε νερό να βράζει εξαιτίας των πυρηνικών αντιδράσεων. Οι ατμοί κινούν στροβίλους παραγωγής ηλ. ενέργειας. Στη συνέχεια, υπάρχει ο συμπυκνωτής που συμπυκνώνει (ψύχει) τους "χρησιμοποιημένους" ατμούς (εκεί βρίσκεται ψυκτικό μέσο, συνήθως νερό) και τους επανεισάγει στον "πυρήνα" του αντιδραστήρα κλείνοντας έτσι τον κύκλο.

Οι αντιδραστήρες Fukushima I, II, III, ΙV που έχουν το πρόβλημα (σε σύνολο 6), είναι τύπου BWR (Βoiling Water Reactors) 2ης γενιάς (BWR-3 & BWR-4) που, χοντρικά, ακολουθούν την παραπάνω διαδικασία. Είναι κατασκευασμένοι απο το 1970 (Ι) ως το 1976 (ΙΙΙ) και παράγουν ισχύ 500-800 ΜW. Οι αντιδραστήρες Onagawa Ι, ΙΙ, ΙΙΙ ένας απο τους οποίους επίσης φέρεται να έχει πρόβλημα, ειναι BWR και νεότεροι όντας κατασκευασμένοι απο το 1984 (Ι) ως το 2002 (ΙΙΙ).

Ακόμα και αν ενας αντιδραστήρας σταματήσει για κάποιο λόγο (π.χ. έκτακτη ανάγκη λόγω σεισμού), η ραδιενεργός διάσπαση του πυρηνικού καυσίμου παράγει αρκετή θερμότητα η οποία θα πρέπει οπωσδήποτε να απαχθεί, δηλαδή να υπάρξει ψύξη.


ΙΑΠΩΝΙΑ

Στη συγκεκριμένη περίπτωση έχουμε να κάνουμε με ένα LOCA όπως είναι η συντομογραφία του προβλήματος που προκύπτει όταν έχουμε απώλεια ψυκτικού μέσου (Loss Of Coolant Accident). Για αυτό το λόγο υπάρχουν συστήματα εφεδρικής ψύξης ECCS (Emergency Core Cooling System) τα οποία πρέπει να δράσουν άμεσα ώστε να μην υπερθερμανθεί ο πυρήνας και αρχίσει η τήξη του, κάτι το οποίο μπορεί να αποβεί καταστροφικό. Εδώ φαίνεται πως αστόχησαν τα εφεδρικά συστήματα καθώς αναφέρεται ότι μπορεί να υπάρχει μερική τήξη του πυρήνα.

Το ατύχημα έχει ήδη ανελιχθεί στη βαθμίδα 6 των πυρηνικών ατυχημάτων, σήμερα 15/03/2011 και ώρα 15:00.

Η κλίμακα εδώ: http://en.wikipedia.org/wiki/International_Nuclear_Event_Scale

Ατύχημα αυτής της βαθμίδας (6) έχει ξανασυμβεί το 1957 στην Σοβιετική Ένωση. Η βαθμίδα 7 είναι για το Τσέρνομπιλ, οπότε τα πράγματα πλέον είναι κρίσιμα.

Η βαθμίδα 6 αναφέρεται σε διαφυγή ραδιενεργού υλικού στο περιβάλλον σε ποσότητες ραδιολογικά ισοδύναμες της τάξης των χιλιάδων TBq (Τerra-Becquerel, μονάδα μέτρησης ραδιενέργειας σε τρισεκατομμύρια Becquerel) I-131 (Ιώδιο). Επιβάλλεται η άμεση
λήψη μέτρων για τον πληθυσμό!

To ατύχημα στην Ιαπωνία ξεκίνησε με τον σεισμό οπότε, όπως προβλεπόταν απο τους κανονισμους ασφαλειας του αντιδραστήρα, οι ράβδοι πυρηνικού καυσιμου (ουράνιο) απομονώθηκαν με τη βοήθεια ράβδων ελέγχου που μπήκαν ανάμεσα τους. Με αυτό το τρόπο σταματά η σχάση. Οπως ομως ειπώθηκε και παραπάνω, η σχάση μπορεί να σταματά αλλά το πυρηνικό καύσιμο συνεχίζει να παράγει μεγάλη θερμότητα. Έτσι ξεκινά, όπως επίσης προβλέπεται, να ψύχεται ο πυρήνας του αντιδραστήρα όμως η γεννήτρια που τροφοδοτούσε αυτή τη λειτουργία δεν λειτουργησε καθώς δεν υπήρχε ρεύμα. Τότε μπήκε σε λειτουργία το επόμενο μέσο ψύξης του πυρήνα που ήταν η εισαγωγή ύδατος σε αυτόν. Η λειτουργία του όμως σταμάτησε λίγη ώρα αργότερα, άγνωστο γιατί. Τέλος, μπήκε σε λειτουργία η "τελευταία γραμμή άμυνας" που μετέτρεπε τους καυτούς ατμούς του πυρήνα σε νερό το οποίο επανατροφοδοτούσε τον πυρήνα για να τον ψύξει. Ωστόσο, πιθανότατα μια διαρροή στο περίβλημα του πυρήνα άφησε γυμνό τμήμα του πυρηνικού καυσίμου το οποίο έφτασε σε αρκετά μεγάλες θερμοκρασίες ικανές να το οδηγήσουν σε τήξη (μερικές χιλιάδες βαθμοί Κελσίου).


ΧΑΠΙΑ ΙΩΔΙΟΥ! ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΑΥΤΑ; ΓΙΑΤΙ;

Θα έχετε ακούσει αυτές τις μέρες περι χαπιών Ιωδίου που συνίστανται στο πληθυσμό ώστε να αντιμετωπίσει τις επιπτώσεις απο την ραδιενέργεια. Αυτό συμβαίνει διότι ένα απο τα κατάλοιπα της σχάσης του Ουρανίου που συμβαίνει εντός του αντιδραστήρα και τώρα έχει διαφύγει (με το ατύχημα) στην ατμόσφαιρα, είναι και το Ι-131. Υπάρχουν 37ισότοπα του Ιωδίου αλλά το συγκεκριμένο είναι το πιο επικίνδυνο καθώς έχει μικρό χρόνο υποδιπλασιασμού μόλις 8 ημερών.
Με απλά ελληνικά: διασπάται κάθε 8 ημέρες και κάθε διάσπαση είναι αυτό που ειναι ανεπιθύμητο και βλαβερό. Το πρώτο και κύριο όργανο που μπορεί να προσβληθεί απο την ακτινοβολία είναι ο θυροειδής, όσο αφορά το Ιώδιο. Όμως, ο θυροειδής μπορεί να απορροφήσει συγκεκριμένη ποσότητα Ιωδίου. Τα χάπια αυτά δίνουν λοιπόν την απαιτούμενη ποσότητα "καλού", "μη-ραδιενεργού" Ιωδίου στον θυροειδή ο οποίος μετά "κλείνει την πόρτα", όντας κορεσμένος, στο ανεπιθύμητο ραδιενεργό Ι-131, μειώνοντας έτσι τις πιθανοτητες για καρκίνο.

Άλλα 2 ισότοπα είναι το Καίσιο (Cs-137) και το Στρόντιο (Sr-90) τα οποία έχουν χρόνο ημιζωής τα 30 και 28 έτη αντίστοιχα. Το Καίσιο προτιμά να συσσωρεύεται στους μαλακούς ιστούς και το Στρόντιο στα κόκκαλα.

Γιατί είναι επικίνδυνο το Ι-131; Διότι είναι "ασταθές". Δηλαδή μετατρέπεται σε άλλο στοιχείο μέσω πυρηνικών αντιδράσεων οι οποίες παράγουν και ακτινοβολία (την οποία θα έχετε ακούσει με τα ονόματα "ακτινοβολία α, β ή γ" ανάλογα την αντίδραση διάσπασης/αποδιέγερσης). Αυτή είναι και η ακτινοβολία που επιφέρει βλάβες στα κύτταρα και το γενετικό υλικό του οργανισμού. Συγκεκριμένα, το Ι-131 εκπέμπει ακτινοβολία β-.

___________________________________________________________


ΔΟΣΕΙΣ ΚΑΙ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ

Η Διεθνής επιτροπή ατομικής ενέργειας ΙΑΕΑ ανακοίνωσε πως κοντά στον πυρηνικό αντιδραστήρα Fukushima που έχει το πρόβλημα, μετρήθηκαν δόσεις στο επίπεδο των 400-1000 mSv/h (μιλισίβερτ ανά ώρα) δηλαδή 0,4-1 Sv/h. Τι σημαίνει αυτό;

Πρακτικά, ενας υγιης ανθρώπινος οργανισμός που δέχεται δόση κάτω απο 1 Sv αθροιστικά εντός 24 ωρών, ειναι σχεδόν απίθανο να πάθει κάτι. Στην χειρότερη των περιπτώσεων θα νιώσει ναυτία και έλλειψη όρεξης.

Στο επίπεδο 1-3 Sv, θα έχει ισχυρή ναυτία, προσβολή οργάνων οπως ο μυελός των οστών & η σπλήνα. Πιθανή ανάρρωση αλλά όχι σίγουρη.

Στο επίπεδο 3-6 Sv, θα υπάρχουν εμφανείς δερματοπάθειες, αιμοραγία, πυρετός, διάρροια, στείρωση και αν δεν αντιμετωπιστεί άμεσα ο ασθενής: θάνατος.

Στο επίπεδο 6-10 Sv, όλα τα παραπάνω μαζί με κατάρρευση του νευρικού συστήματος.

Με δόση άνω των 10 Sv, o θάνατος είναι αναπόφευκτος.

Αυτό λοιπόν σημαίνει, πως αν κάποιος βρεθεί δίπλα στον αντιδραστήρα αυτή τη στιγμή (πράγμα απίθανο πλεον διοτι εχει εκκενωθει η γυρω περιοχη προ πολλου) για 1 ωρα θα νιωσει ναυτία λαμβάνοντας δόση 0,4 Sv. Αν μείνει για 2 ώρες είναι οριακή η περίπτωση. Στις 3 ώρες παίζει με τη ζωή του και απο εκεί και πέρα τα πράγματα χειροτερεύουν. Η ακτινοβολία συσσωρεύεται στο σώμα. Επίσης, οι παραπάνω τιμές αφορούν δόσεις σε ανθρώπινο οργανισμό σε ένα 24ωρο.

Για σύγκριση αναφέρεται πως η ακτινογραφία θώρακος αποτελεί μια δόση 0,2 mSv, δηλαδή 0,0002 Sv και η αξονική τομογραφία περίπου 3 mSv (0,003 Sv).

To όριο ασφαλείας που έχει τεθεί για την ακτινοβολία που μπορεί να δεχτεί ένας άνθρωπος είναι 1 mSv/έτος.

_______________________________________________________


Στις 20/3, η ΙΑΕΑ αναφέρει μετρήσεις στο Τόκυο και τις γύρω περιοχές στο επίπεδο των 0,1 μSv (μικρο-Σίβερτ), δηλαδή 0,0000001 Sv. Πρακτικά μηδενική στις πλέον πυκνοκατοικημένες περιοχές. Η προσοχή είναι στραμμένη στους αντιδραστήρες 1-3 όπου ο κίνδυνος δεν έχει παρέλθει ακόμη.

_______________________________________________________


Η ΕΙΡΩΝΕΙΑ ΣΕ 2 ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΕΣ

Ιαπωνία 1945 (Χιροσίμα)



Ιαπωνία 2011

2 σχόλια:

Leandros είπε...

πολύ καλό άρθρο.
μια ανάλυση για τον επιβραδυντή θα είχε ενδιαφέρον και επίσης τι δεν πήγε καλά στην Ιαπωνία με τα εφεδρικά συστήματα ψύξης, αν γνωρίζεις.

Αντί-Συμβατικ0ς είπε...

Να'σαι καλά Λέανδρε. Λοιπόν, με τα εφεδρικά συστήματα, έχω κάνει και μια περιγραφή παραπάνω, με μια μικρή προσθήκη πριν λιγο. Επι της ουσιας απο αυτα που εχουμε δει απο τα ΜΜΕ παγκοσμιως: 1) η γεννητρια δεν ειχε ρευμα για να ξεκινησει τη ψυξη (ενδεχομενως να ειχε προβλημα και η ιδια), 2) το επομενο συστημα ψυξης ενω ξεκινησε, μετα απο καποια ωρα σταματησε (αγνωστο γιατι) και 3) το τελευταιο συστημα ψυξης λειτουργησε κανονικα ΑΛΛΑ το νερο δεν καλυπτε ολοκληρες τις ραβδους ουρανιου πιθανοτατα επειδη υπηρχε διαρροη απο το κελυφος του πυρηνα (και αυτο ειναι ανησυχητικο). Οσο για τον επιβραδυντη, υπαρχει για να επιβραδυνει τα νετρονια που παραγονται απο καθε σχαση. Γιατι; Διοτι θελουμε να επαναπροσληφθουν απο αλλους πυρηνες ουρανιου ωστε να συνεχισουν οι σχασεις και αυτό ειναι πιο πιθανο οταν τα νετρονια εχουν σχετικα μικρη κινητικη ενεργεια, πολυ μικροτερη απο αυτη που εχουν αρχικα. Ως επιβραδυντες συνηθως χρησιμοποιουνται πυρηνες με μικρο μαζικο αριθμο. Καταλληλα υλικα για επιβραδυντες ειναι νερο, δευτεριο ή ανθρακας.