„Még most is tanulhatunk az atombalesetekhez vezető konstrukciós hibákból”

A jövő létesítménytervezői számára vont le értékes következtetéseket videójában a BME NTI oktató-kutatója.

„A csernobili és a fukusimai erőműbalesetek példái a tervező óriási felelősségére irányítják a figyelmet. A biztonságos üzemeltetés és ezzel összefüggésben a mérnökképzés is nagyrészt az előrelátó tervezésen alapul” – mutatott rá a nukleáris energetikai szakterület egyik legfontosabb aspektusára Aszódi Attila, a BME Természettudományi Kar (TTK) Nukleáris Technikai Intézet egyetemi tanára, aki a Science Campus előadássorozat keretében beszélt – a járványügyi veszélyhelyzet miatt rendhagyó módon, élő, internetes közvetítésben az ipari katasztrófák környezeti hatásairól. A kutató szakterülete az atomerőművek termohidraulikája és reaktorbiztonsága; csaknem 15 évig volt a BME Oktatóreaktor vezetője, 10 évig pedig a Nukleáris Technikai Intézet igazgatója.

Aszódi Attila előadásának elején az ipari katasztrófákhoz kapcsolódó általános nukleáris biztonsági kérdésekről beszélt. Elmondta, hogy az atomenergia termelésének magfizikai alapja a maghasadásos láncreakció. A professzor ismertette: az 1986-ban bekövetkezett csernobili események során a láncreakció egy súlyos tervezési hiba következtében időben folyamatosan növekvő intenzitású, ún. szuperkritikus állapotba került, és megszaladásos baleset történt: olyan gyorsan változott a láncreakció intenzitása, hogy a reaktorba beépített szabályozó és védelmi rendszerek – különféle konstrukciós hibákból eredően – nem voltak képesek megállítani ezt a folyamatot. A keletkező hő szétvetette a reaktor geometriáját, súlyos műszaki, környezeti és gazdasági károkat okozva.

A baleset fő oka az ún. RBMK típusú erőmű súlyos, elhallgatott konstrukciós hibája volt. A grafitmoderálású vízhűtéses rendszert kockázatos reaktorfizikai tulajdonságok jellemezték, ráadásul a reaktorzóna hatalmas és nehezen szabályozható volt: rosszul kialakított kompetenciaszintek, elavult mérés- és irányítástechnikai megoldások gyökeresedtek meg, amelyeket a nukleáris biztonsági kultúra hiányosságai csak tetéztek; egyes védelmi funkciókat kikapcsolhattak, a működtetők ugyanis egy nem engedélyezett kísérletet hajtottak végre, de a saját terveiktől is eltértek, miközben az erőmű biztonsági előírásait több ponton megszegték. A katasztrófa méretét fokozta a hermetikus védőépület hiánya is.

Aszódi Attila úgy vélte, hogy a csernobili eseményeket érdekes kettősség jellemzi: míg a tragédiához vezető okok között súlyos tervezői és üzemeltetői hibákat látunk, és a katasztrófa bekövetkezése után a baleset kezelésében is számos komoly hibát vétettek a szovjet illetékesek, a helyzet rendezésének és elhárításának későbbi szakaszában óriási erőfeszítések és a hősies viselkedés is megjelenik.

A baleset nemcsak a Szovjetunió felbomlásához vezetett, hanem a szovjet és a nemzetközi nukleáris ipart is nagymértékben érintette: jelentősen szigorodtak a tervezésre és a hatósági ellenőrzésre vonatkozó szabályok, egyes országok pedig felhagytak az atomenergia használatával. A katasztrófa fontos következménye a Nemzetközi Atomenergia Ügynökség (NAÜ) által 1990-ben bevezetett Nemzetközi Nukleáris Eseményskála (angolul International Nuclear Event Scale, INES) kidolgozása volt, ami az azt alkalmazó országok közötti kommunikációt könnyíti meg mind a mai napig.

Hasonlóan konstrukciós hiba okozta a fukusimai katasztrófát is – hívta fel a figyelmet Aszódi Attila, felidézve, hogy 2011 tavaszán a Japán keleti partjainál bekövetkezett nagy Tohoku földrengés hatalmas cunamit idézett elő. Az egyes helyeken a 30 métert meghaladó hullámok 16 ezer ember életét követelték, miközben 130 ezer épület ment tönkre. A területen négy atomerőművi telephelyet érintett a szökőár: ebből háromban rendben leállították a reaktorokat, nem keletkezett komoly környezeti kár, nem úgy a Fukusima Daiicsi esetében.

A létesítmény méretezését – az 1970-es években – a cunamikkal kapcsolatos történelmi feljegyzések alapján végezték el, maximum 5,7 méteres hullámokkal számolva. A hűtővizet biztosító tengerparti szivattyútelep elhelyezését is ehhez igazították. És bár a blokkok épületeinek földszintje a tengerszinthez képest 10-13 m magasan volt, ez nem jelentett védelmet a 15-30 méteres szökőár ellen – emlékeztetett a műegyetemi oktató, hozzátéve a szomorú tényt: szakemberek még a balesetet megelőzően jelezték, hogy át kellene gondolni az erőmű biztonsági megoldásait.

A földrengés igen komplex károkat eredményezett. Összeomlott a villamos hálózat, a szivattyúk veszélyhelyzeti áramellátására szolgáló Diesel-generátorokat – amelyek ilyenkor automatikusan működésbe lépnek – pedig a cunami tette tönkre. Ennek következményeként a hűtés hiányában a már leállt, de valamennyi hőt még termelő blokkokban az üzemanyag túlmelegedett, megsérült, majd megolvadt, a keletkezett hidrogén pedig felrobbant. A környezetet jelentős, a csernobilinek ugyanakkor csak tizedével megegyező mennyiségű radioaktív szennyeződés érte – részletezte a szakember, majd úgy fogalmazott: „az atomerőmű tervezésének sajátossága, hogy annak során nem csak a normál üzemet, hanem a rendkívüli eseményeket és különféle, speciális, ritka üzemzavarok kockázatát is figyelembe kell venni”. Hozzáfűzte: utóbbiak között több olyan kezdeti eseménnyel is számolnak a mérnökök, amelyek csak nagyon ritkán, tízezer vagy százezer évente következnek be. Ezen tervezési elvek betartása mellett válhat robosztussá, minden körülmények között biztonságossá a létesítmény. Elmondta még: a magyar jogrendben tízévente felül kell vizsgálni a reaktorok biztonságát, ezt a rendszeres kötelezettséget a japán nukleáris biztonsági felügyeleti rendszer nem tartalmazta.

A fukusimai robbanás – a csernobilihez hasonlóan – a nemzetközi atomenergetikai szabályozási lépések sorát eredményezte. A katasztrófa után az Európai Bizottság felülvizsgálta az erőművek védelmi rendszerét, ez volt az ún. Európai Uniós stressz teszt (ebben szakértőként az előadó is részt vett), sok országban pedig biztonságnövelő intézkedéseket hoztak és hajtottak végre, hogy a létesítmények külső veszélyekkel szembeni ellenálló képességét megnöveljék. Az európai jogrendben is változás történt: a módosítás értelmében a 2014 után üzembe álló reaktorokat úgy kell megtervezni, hogy balesetek esetén elkerülhető legyen a korai, illetve nagy mennyiségű radioaktív kibocsátás.

„A biztonságkritikus iparágakban, pl. a repülés, az űrrepülés vagy az atomenergetika területén azt látjuk, hogy a szabályokat időnként az élet, és a történelem vérrel írta. Áldozatok árán jutottunk tapasztalatokhoz, amelyekből tanulnunk kell, és az eredményeket a mindennapi munkánkba át kell ültessük” – összegezte Aszódi Attila, kiemelve: a komplex rendszerek is megbízhatóan megtervezhetők, megépíthetők és működtethetők, ennek kulcsa azonban az egyéni mellett a magas színvonalú intézményes tudás. A Műegyetem ezért is tartja kiemelkedően fontosnak az új mérnökgenerációk magas színvonalú oktatását, és a reaktorbiztonsággal kapcsolatos ismeretek átadását.

HA-GI
Fotó: BME TTK YouTube-csatorna
Bélyegkép forrása: BME Nukleáris Technikai Intézet