הערת העורך: סיפור זה עודכן ביום שני, 10 ביוני בשעה 4:45 בערב. E.D.T.
במשרדי HBO החדשים "צ'רנוביל" חושפים מדענים רוסים את הסיבה לפיצוץ בכור 4 במפעל הגרעיני צ'רנוביל, שהפיץ חומר רדיואקטיבי ברחבי צפון אירופה.
הכור ההוא, עיצוב שנקרא RBMK-1000, התגלה כלא פגום לאחר תאונת צ'רנוביל. ובכל זאת, עדיין פועלים ברוסיה 10 מאותו סוג של כור. איך נדע אם הם בטוחים?
התשובה הקצרה היא שאנחנו לא. מומחים אומרים כי הכורים הללו עברו כדי להפחית את הסיכון לאסון אחר בסגנון צ'רנוביל, אך הם עדיין אינם בטוחים כמו רוב הכורים בסגנון מערבי. ואין אמצעי הגנה בינלאומיים שימנעו הקמת מפעלים חדשים עם פגמים דומים.
אדווין Lyman, "יש מספר שלם של סוגים שונים של כורים שנחשבים כעת במדינות שונות השונות משמעותית מהכור הרגיל של מים קלים. לרבים מהם יש פגמי בטיחות שהמעצבים מפחיתים". מדען בכיר והמנהל בפועל של פרויקט הבטיחות הגרעינית באיחוד המדענים המודאגים.
"ככל שהדברים משתנים", אמר לימן לליבי מדע, "כך הם נשארים אותו דבר."
כור 4
במרכז אסון צ'רנוביל עמד הכור RBMK-1000, עיצוב ששימש רק בברית המועצות. הכור היה שונה מרוב הכורים הגרעיניים במים הקלים, התכנון הסטנדרטי ששימש ברוב מדינות המערב. (כמה כורים ארה"ב המוקדמים באתר הנפורד במדינת וושינגטון היו בעיצוב דומה עם פגמים דומים, אך תוקנו באמצע שנות השישים.)
כורים מים קלים מורכבים מכלי לחץ גדול המכיל חומר גרעיני (הליבה), אשר מקורר על ידי אספקת מים במחזור. בביקוע גרעיני, אטום (אורניום, במקרה זה), מתפצל ויוצר נויטרונים של חום ו חופשיים, הזינגים לאטומים אחרים, וגורמים להם להתפצל ולשחרר חום ועוד נויטרונים. החום הופך את המים המפזרים לקיטור, שהופכים אז טורבינה ומייצרת חשמל.
בכורים של מים קלים המים משמשים גם כמנחה כדי לסייע בבקרת הביקוע הגרעיני המתמשך בתוך הליבה. מנחה מאט עצבים חופשיים כך שיש סיכוי גבוה יותר להמשיך בתגובת הביקוע, מה שהופך את התגובה ליעילה יותר. כאשר הכור מתחמם, יותר מים פונים לאדים, ופחות זמינים למלא את תפקיד המנחה הזה. כתוצאה מכך, תגובת הביקוע מאטה. לולאת משוב שלילית זו היא תכונה בטיחותית מרכזית המסייעת למנוע מהתחממות יתר של הכורים.
ה- RBMK-1000 שונה. הוא השתמש גם במים כנוזל קירור, אך עם אבני גרפיט כמנחה. הווריאציות בתכנון הכור אפשרו לו להשתמש בדלק מועשר פחות מהרגיל ולהתדלק תוך כדי ריצה. אך כאשר נפרדו תפקידי נוזל הקירור והמנחה, נשברה לולאת המשוב השלילית של "יותר קיטור, פחות תגובתיות". במקום זאת, לכורים של RBMK יש מה שמכונה "מקדם חלל חיובי."
כאשר לכור יש מקדם חלל חיובי, תגובת הביקוע מאיצה ככל שמים נוזל הקירור פונים לאדים, במקום להאט. הסיבה לכך היא שהרתיחה פותחת בועות או חללים במים, מה שמקל על נייטרונים לנסוע ישירות למנחה הגרפיט המשפר את הביקוע, אמר לארס-אריק דה גיר, פיזיקאי גרעיני שפרש מסוכנות המחקר השבדית לביטחון ההגנה.
משם, הוא אמר ל- Live Science, הבעיה בונה: הביקוע מתייעל, הכור מתחמם יותר, המים מתחממים יותר, הביקוע מתייעל, והתהליך ממשיך.
לקראת אסון
כאשר המפעל בצ'רנוביל פעל במלוא העוצמה, זו לא הייתה בעיה גדולה, אמר Lyman. בטמפרטורות גבוהות, דלק האורניום שמפעיל את תגובת הביקוע נוטה לספוג יותר נויטרונים, מה שהופך אותו פחות תגובתי.
עם זאת, בהספק נמוך, הכורים של RBMK-1000 הופכים לא יציבים מאוד. לקראת תאונת צ'רנוביל, ב- 26 באפריל 1986, ביצעו מפעילים בדיקה כדי לראות אם הטורבינה של המפעל יכולה להפעיל ציוד חירום במהלך הפסקת חשמל. בדיקה זו דרשה הפעלת המפעל בהספק מופחת. בזמן שהורד הכוח הורו המפעילים על ידי רשויות הכוח של קייב להשהות את התהליך. מפעל קונבנציונאלי יצא לא מקוון, והיה צורך בייצור הכוח של צ'רנוביל.
"זו הייתה מאוד הסיבה העיקרית לכך שהכל קרה בסוף," אמר דה גר.
המפעל פעל בעוצמה חלקית במשך 9 שעות. כאשר המפעילים קיבלו את הכוח לשלטון רוב שאר הדרך למטה, הייתה הצטברות של קסנון סופג נויטרונים בכור, והם לא הצליחו לשמור על רמת הביקוע המתאימה. הכוח נפל כמעט לכלום. כשהם מנסים להגביר אותו, הסירו המפעילים את מרבית מוטות הבקרה, העשויים בורון קרביד סופג נויטרונים ומשמשים להאטת תגובת הביקוע. המפעילים גם הפחיתו את זרימת המים דרך הכור. על פי סוכנות האנרגיה הגרעינית, הדבר החמיר את בעיית המקדם החלל החיובי. לפתע התגובה אכן הייתה מאוד אינטנסיבית. תוך שניות זינק הכוח פי מאה ממה שהכור תוכנן לעמוד.
היו פגמים עיצוביים אחרים שהקשו להחזיר את המצב לשליטה ברגע שהוא התחיל. לדוגמה, מוטות הבקרה הוטו בגרפיט, אומר דה גר. כשראו המפעילים כי הכור מתחיל לחוט חציר וניסה להוריד את מוטות הבקרה, הם נתקעו. האפקט המיידי לא היה להאט את הביקוע, אלא לשפר אותו באופן מקומי, מכיוון שהגרפיט הנוסף בקצותיו הגביר בתחילה את היעילות של תגובת הביקוע בקרבת מקום. שני פיצוצים באו במהירות. מדענים עדיין מתלבטים בדיוק מה גרם לכל פיצוץ. שניהם עשויים היו פיצוצי קיטור מהעלייה המהירה בלחץ במערכת הדם, או שאחד מהם היה קיטור והשני פיצוץ מימן שנגרם כתוצאה מתגובות כימיות בכור שנכשל. בהתבסס על גילוי איזוטופים של קסנון בצ'רפובץ, 230 מיילים (370 ק"מ) צפונית למוסקבה לאחר הפיצוץ, דה גיי מאמין שהפיצוץ הראשון היה למעשה מטוס גז גרעיני שירה כמה ק"מ לאטמוספירה.
שינויים נעשו
התוצאה המיידית של התאונה הייתה "זמן נורא מעצבן" בברית המועצות, אמר ג'ונתן קופרסמית ', היסטוריון לטכנולוגיה באוניברסיטת טקסס אנד-אם, שהיה במוסקבה בשנת 1986. בתחילה, שלטו הרשויות הסובייטיות על המידע; העיתונות המופעלת על ידי המדינה קברה את הסיפור, וטחנת השמועות השתלטה עליה. אך הרחק משבדיה כבר זיהו דה גיי וחבריו המדענים איזוטופים רדיואקטיביים חריגים. הקהילה הבינלאומית תדע בקרוב את האמת.
ב- 14 במאי נשא מנהיג ברית המועצות, מיכאיל גורבצ'וב, נאום טלוויזיוני בו נפתח על מה שקרה. זו הייתה נקודת מפנה בהיסטוריה הסובייטית, אמר קופרסמית 'ל- Live Science.
"זה הפך את גלסנוסט לממשי", אמר קופרסמית 'והתייחס למדיניות המתהווה של השקיפות בברית המועצות.
זה גם פתח עידן חדש בשיתוף פעולה לבטיחות גרעינית. באוגוסט 1986 קיימה הסוכנות הבינלאומית לאנרגיה אטומית בווינה ועידה לאחר התאונה, ומדענים סובייטים ניגשו אליו בתחושת פתיחות חסרת תקדים, אמר דה גר שהשתתף.
"זה היה מדהים כמה הם אמרו לנו," הוא אמר.
בין השינויים בתגובה לצ'רנוביל היו שינויים בכורים האחרים RBMK-1000 בפעולה, 17 באותה תקופה. על פי האיגוד הגרעיני העולמי, המקדם כוח גרעיני, שינויים אלה כללו הוספת מעכבים לליבה למניעת תגובות בורחות בהספק נמוך, עלייה במספר מוטות השליטה המשמשים בפעולה ועלייה בהעשרת הדלק. מוטות הבקרה הוצבו מחדש כך שהגרפיט לא יעבור למצב שיגביר את התגובה.
שלושת הכורים האחרים של צ'רנוביל פעלו עד שנת 2000 אך נסגרו מאז, כמו גם שני RBMKs נוספים בליטא, שנסגרו כדרישה של אותה מדינה להיכנס לאיחוד האירופי. ישנם ארבעה כורים של RBMK הפועלים בקורסק, שלושה בסמולנסק ושלושה בסנט פטרסבורג (רביעי פרש בדצמבר 2018).
הכורים האלה "לא טובים כמו שלנו", אמר דה גר, "אבל הם טובים מכפי שהיה בעבר."
"היו היבטים מהותיים בעיצוב שלא ניתן היה לתקן ולא משנה מה הם עשו", אמר Lyman. "לא הייתי אומר שהם הצליחו להגדיל את הבטיחות של ה- RBMK בסך הכל לסטנדרט שהיית מצפה מכור מים קל בסגנון מערבי."
בנוסף, ציין דה גר, הכורים לא נבנו עם מערכות הכלה מלאות כפי שנראו בכורים בסגנון מערבי. מערכות הכלה הן מגן העשוי עופרת או פלדה שנועדו להכיל גז רדיואקטיבי או קיטור מפני בריחה לאטמוספרה במקרה של תאונה.
התעלמים מהפקח?
למרות ההשפעות העשויות להיות בינלאומיות של תאונה במפעל גרעיני, אין הסכמה בינלאומית מחייבת מה מהווה מפעל "בטוח", אמר לימן.
האמנה לבטיחות גרעינית מחייבת את המדינות להיות שקופות באשר לאמצעי הבטיחות שלהן ומאפשרת בדיקת עמיתים על מפעלים, אמר, אך אין שום מנגנוני אכיפה או סנקציות. למדינות בודדות יש סוכנויות רגולטוריות משלהן, אשר אינן תלויות רק כפי שהממשלות המקומיות מאפשרות להן, אמר Lyman.
"במדינות בהן יש שחיתות משתוללת וחוסר ממשל טוב, איך אתה יכול לצפות שכל סוכנות רגולטורית עצמאית תצליח לתפקד?" לימן אמר.
אף על פי שאיש מלבד ברית המועצות לא הכין כורים של RBMK-1000, ישנם תכנונים חדשים שהציעו כורים אכן כרוכים במקדם חלל חיובי, אמר Lyman. לדוגמא, לכורים מגדלים מהירים, שהם כורים המייצרים יותר חומר בקיע ככל שהם מייצרים כוח, יש מקדם חלל חיובי. רוסיה, סין, הודו ויפן בנו כל כורים כאלה, אם כי יפן אינה פעילה ומתוכננת להפסקה והודו נמצאת 10 שנים מאחורי לוח הזמנים לפתיחה. (ישנם גם כורים עם מקדמים חסרי חללים קטנים הפועלים בקנדה.)
"המעצבים טוענים שאם לוקחים בחשבון הכל, בסך הכל הם בטוחים, כך שזה לא משנה כל כך", אמר Lyman. אבל מעצבים לא צריכים להיות בטוחים במערכות שלהם, הוא אמר.
"סוג כזה של חשיבה הוא שהביא את הסובייטים לצרות," אמר. "וזה מה שיכול להכניס אותנו לצרות בכך שלא נכבד את מה שאנחנו לא יודעים."
הערת העורך: סיפור זה עודכן וציין שרוב מוטות הבקרה, אך לא כולם, הוסרו מהכור, וכדי לציין שכמה כורים מוקדמים בארצות הברית היו גם עם מקדם חלל חיובי, אם כי פגמי התכנון שלהם היו קבועים .
