Hrozí opravdu Černobyl novým výbuchem?

V těchto dnech se i v řadě českých médií objevila řada článku o tom, že v Černobylu se opět rozjíždí štěpná řetězová reakce a hrozí výbuchem. Všechny přebírají jeden zdroj a informace, které v něm jsou typicky novinářsky zveličené. Podívejme se, jaká je skutečnost.

Před čtyřmi lety se podařilo nasunout nový sarkofág nad zničený reaktor a letos, kdy se vzpomínalo 35. výročí havárie, se přijaly přesnější kontury otevření doposud uzavřených oblastí. Vzhledem k popularitě seriálu HBO Černobyl roste zájem turistů o tuto oblast a po překonání pandemie by to mohlo znamenat relativně rychlý rozvoj a revitalizaci zasažených oblasti. Do provozu se dostávají i některé části průmyslového parku v bezprostřední blízkosti elektrárny, ať už jde o fotovoltaickou elektrárnu nebo dvě suchá úložiště vyhořelého jaderného paliva. Podrobně jsme současnou situaci v Černobylu v době výročí rozebraly v nedávném článku.

Předchozí fakta nejsou dostatečně senzační a hrozivá. Asi proto se tak nyní novináři rádi chopili populárního článku a v našich médiích se tak objevila řada hrozivých titulků ve stylu „Černobylské reaktory se opět zahřívají, experti se obávají další nehody“. A podobně je to i jinde v Evropě, citujme příklad titulku našich nejbližších sousedů: „Hrozí ďalšia katastrofa gigantických rozmerov? Hlboko pod troskami v Černobyle sa prebúdza nočná mora vedcov“.

Fotografie z vnitřní části starého sarkofágu (zdroj Černobylská jaderná elektrárna).

Korium ve zničeném černobylském reaktoru

Podívejme se, jaká je realita za těmito hrozivými titulky. Jak se popisovalo ve zmíněném přehledovém článku k výročí havárie v Černobylu, je nitro zničeného reaktoru do značné míry prozkoumané. Našla se místa, kde se nacházejí zbytky roztavené aktivní zóny a ztuhlé korium, které je směsí roztavených materiálů z ní, včetně paliva. V článku je zmíněna a připomenuta ikonická fotka tzv. Sloní tlapy, která je nejznámějším takovým pozůstatkem.  Jiné jsou hůře dostupné a často skryté pod vrstvou betonu.

Tato ztuhlá láva obsahuji tedy i uran a transurany, které se mohou štěpit. Jde jednak o štěpení indukované neutrony, ale také o štěpení samovolné, ke kterému s větší pravděpodobností dochází u některých transuranů. Produkce neutronů nebo produktů štěpení tak nemusí znamenat to, že se rozběhla štěpná řetězová reakce. Právě třeba zaznamenání produktů štěpení ze samovolného štěpení bylo za zprávou o obnovení řetězové reakce ve Fukušimě, která na konci roku 2011 silně rezonovala i v našem tisku.

Pochopitelně je však v Černobylu velmi důležité co nejpečlivěji sledovat situaci v inkriminovaných místech. A zároveň je důležitě dopravit v případě potřeby do daných míst látky, které efektivně absorbují tepelné neutrony. Takovými jsou například bór, který se využíval v prvních fázích havárie, gadolinium nebo kadmium.

Jak bylo zmíněno, do řady míst, kde se korium nachází, se už pracovníci zkoumající následky havárie a stav zničeného reaktoru dostali. Na některých z těchto míst tak bylo možné umístit detektory neutronů a sledovat změny jejich toků, které by mohly reflektovat změny probíhající v koriu. Postupně tak byl vybudován monitorovací systém, který sleduje tok neutronů i teplotu v různých místech. Zároveň se podařilo i pomocí automatů a dálkovými prostředky dostat i do nesnadno dostupných míst. Na základě získaných dat i vzorků z dostupných míst se realizovaly odhady obsahu aktinidů (uranu a transuranů) v daných oblastech i odhady pro místa zatím nedostupná. Ukrajinští vědci tak mají zbytky aktivní zóny do značné míry zmapovány, i když s omezenou přesností. Podrobnější rozbor je například ve čtyřech dílech přehledu z Kurčatovskéhu ústavu (první je zde).

Ikonická Sloní noha (zdroj Černobylská jaderná elektrárna).

Změny toků neutronů

V dřívějších dobách byly pozorovány zvýšení toku neutronů v některých místech, známý je případ z roku 1990. Pro snížení rizika se v tomto případě využily tekutiny obsahující nuklidy silně absorbující tepelné neutrony. V daném případě to bylo gadolinium.

Předpokládalo se, že za změnami vedoucím ke zvýšenému toku neutronů v takových situacích by mohla být voda, která pronikala do starého sarkofágu a mohla moderovat neutrony.

V současné době se pracuje na vylepšování celého monitorovacího systému. A právě o pozorování zvýšení zaznamenávaných toků neutronů z jednoho místa, kde se nachází korium a je zatím nedostupné, se opírá daná zpráva. Je třeba zmínit, že jde o změny v průběhu čtyř let, a tedy relativně velmi pomalé. V původním článku nejsou uvedeny žádné podrobnosti, takže nelze říci, co za tímto pozorováním stojí. Nemusí jít třeba ani o zvýšení počtu štěpení, ale třeba jen změnu spektra neutronů danou třeba změnou intenzity moderace.

Na vliv zakrytí starého sarkofágu novým upozorňují už autoři původního článku. Nový sarkofág je totiž hermetický a zabraňuje pronikání dešťové vody. Vnitřní části zničeného reaktoru se tak nyní vysušují. Obecně by úbytek vody měl moderaci snižovat, a tím i snižovat pravděpodobnost realizace štěpné řetězové reakce. Ovšem při kombinaci s určitými materiály může na počátku probíhat opačný efekt a až po dostatečném snížení podílu vody se začne moderace snižovat. To je jeden z možných důvodů změn toků neutronů ve zmíněném jednom místě po nasunutí nového sarkofágu.

Materiály obsahující i zbytky aktivní zóny (zdroj Černobylská jaderná elektrárna).

Závěr

Případ ukazuje důležitost vylepšení monitorování situace uvnitř zničeného bloku a jeho kontroly. Zároveň je třeba zdůraznit, že popsané jevy i díky novému sarkofágu nehrozí žádným nebezpečím. Případné lokální zvýšení počtu štěpení či zvýšení teploty ztuhlého koria by pouze mohlo zvýšit uvolňování radioaktivních látek. To může nastat i postupnou změnou fyzikálních vlastností koria s časem, jako se pozoruje třeba u Sloní tlapy. Ovšem právě kvůli tomu se postavil nový hermetický sarkofág, který nedovolí únik radioaktivních látek do svého okolí. Mohla by se tím sice zhoršit radiační situace uvnitř sarkofágu a tím i podmínky pro práce na likvidaci starého sarkofágu a zničeného reaktoru, ale neohrožuje to jeho okolí. V každém případě by bylo dobré podpořit zlepšení a zrychlení prací na zkoumání situace uvnitř zničeného bloku, jeho monitorování a postupném přechodu k jeho likvidaci. Pro Evropskou unii je to dobrá možnost podpory rozvoje Ukrajiny.

Dodatek

To, že zvýšení toku neutronů je celkem očekávaný jev daný vysušováním po nasunutí nového sarkofágu a nepředstavuje i díky pečlivému monitorování riziko, ukazuje i čerstvé vyhlášení elektrárny reagující na současný poprask v mezinárodním tisku.