Černobyl třicet let a Fukušima I pět let poté

 

Vladimír Wagner

 

V letošním roce uplynulo třicet let od katastrofy v ukrajinské jaderné elektrárně Černobyl a pět let od událostí v japonské elektrárně Fukušima I. Současná situace se dá v obou oblastech charakterizovat jako začátek likvidace elektráren a revitalizace postižených území. V článku je rozebrán stav prací na obou elektrárnách a předpokládaný budoucí vývoj.

 

V Černobylské jaderné elektrárně i ve Fukušimě I začala likvidace elektráren postižených katastrofou a revitalizace zasažených území. Podívejme se postupně podrobněji na situaci v obou zmíněných regionech.

 

 

Pohled skrz nový sarkofág na ten starý (zdroj autor).

 

Situace v Černobylské jaderné elektrárně

 

Pro likvidaci Černobylské jaderné elektrárny jsou klíčové dvě stavby, které se v současnosti dokončují. Obě jsou financovány z prostředků zahraničních dárců a prostřednictvím Evropské banky pro obnovu a rozvoj. V první řadě jde o nový sarkofág, který hermeticky dlouhodobě uzavře ten starý a zabrání jakémukoliv ohrožení okolí ze zničeného bloku.

Druhou důležitou budovou je pak suchý mezisklad pro vyhořelé jaderné palivo typu RBMK z černobylských bloků. Zde bude možné na řadu desetiletí bezpečně uložit zhruba 20000 palivových souborů, které se spotřebovaly během provozu této elektrárny. V současné době je dokončováno jejich přemisťování z bloků, které zůstaly i po havárii v provozu, do mokrého meziskladu, kde jsou chlazeny vodou. Poslední blok byl odstaven v roce 2000 a v současné době je dokončováno přemisťování převozem poškozených palivových souborů.

 

 

Práce na instalaci části konstrukcí pod střechou nového sarkofágu (zdroj autor).

 

Nový sarkofág.

 

Již v příštím roce by měl být dokončen nový sarkofág. Jeho stavbu zajišťuje konsorcium francouzských firem Novarka. Sarkofág má tvar velkého oblouku o výšce 110 m, délce 165 m a šířce 257 m. Jeho celková hmotnost bude okolo 30 000 tun. Konstrukce je dvouplášťová, která bude uvnitř vyplněný speciální extrémně vysušenou atmosférou pod odpovídajícím tlakem. Toto řešení zajistí, aby se v žádném případě nemohly radioaktivní látky dostat z hermeticky uzavřeného sarkofágu, a zároveň přispívá ke konzervaci struktur z uhlíkové oceli, které nesmí korodovat nejméně století.

Nový sarkofág se buduje v prostorách vzdálených od zničeného bloku.  Zde vybagrovalo velké množství kontaminované zeminy a celá plocha se vybetonovala. Dosáhlo se takové snížení radioaktivity, že pracovníci mohou pracovat v normálních směnách. Je však třeba zdůraznit, že musí být velice pečlivě dozimetricky monitorování. A to hlavně v případech, kdy musí některé práce provádět v blízkosti starého sarkofágu.

Práce na dokončení nového sarkofágu jsou v závěrečné fázi. Částečně jsou už instalovány některé jeřáby, které budou potřeba pro rozebírání nestabilních částí starého sarkofágu a později na likvidaci zničeného reaktoru. Na nich budou později umístěny manipulátory s pilami, rozbrušovačkami, zařízením pro odsáváním prachu a pilin a řadou dalších zařízení nutných pro rozebírání radioaktivních konstrukcí a materiálů i manipulaci s nimi.

Přesunutí oblouku nového sarkofágu nad zničený blok by mohlo proběhnout již na konci tohoto roku a v roce 2017 by se uskutečnily intenzivní testy konstrukce i zařízení a možná i první projekt rozebírání některých částí nestabilních konstrukcí starého sarkofágu. Jeho celkové rozebrání a později i likvidace zničeného reaktoru je však záležitostí na řadu desetiletí a s řadou velmi otevřených otázek. Zbytky paliva se pravděpodobně odstraní až v době, kdy bude vybudováno trvalé úložiště jaderného odpadu, kam by se uložily.

 

 

Celkový pohled na budovanou úpravnu palivových souborů suchého meziskladu vyhořelého paliva z černobylských bloků (zdroj autor).

 

Nový suchý mezisklad

 

V tomto roce se dokončuje suchý mezisklad, který umožní dlouhodobé bezpečné skladování palivových souborů z černobylských bloků. Dodělává se opláštění budovy, ve které se budou upravovat palivové soubory před svým uložením, a uvnitř se zahajují instalace vnitřního vybavení. Palivové soubory se přivezou do budovy ve vagónu, kde budou uloženy ve vodorovné poloze. Výrobu kontejneru pro vagón zajišťovala česká firma Škoda JS a.s.. Ve vstupní části se jeřábem překlopí do svislé polohy a dírou ve stropě se přesunou do horních prostor, kde jsou horké komory umožňující práci s vysoce radioaktivními palivovými soubory.

Ty jsou vybudovány tak, aby se v nich dalo pracovat s vysoce radioaktivním materiálem. Veškerá práce zde bude prováděno pomocí na dálku ovládaných automatů. Nyní zde probíhá instalace vybavení, které umožní ořezání části palivového souboru bez vyhořelého paliva. Soubory budou po úpravě a kontrole uloženy do speciálního kontejneru, který lze zasunout do přechodného suchého meziskladu. Ještě před tím jsou vysušeny pomocí horkého dusíku.

Samotný kovový kontejner brání spolehlivě úniku radioaktivních látek. Má dvojitou stěnou a v meziprostoru je inertní plyn, který má velmi dobrou tepelnou vodivost. Vyrábí jej americká firma Holtec International v Pittsburgu (USA). Každý kontejner se pak zasouvá v horizontální poloze do betonových kójí suchého meziskladu. Konstrukce zařízení umožňuje odstínit radiaci a zajistí chlazení přirozeným prouděním vzduchu. V 329 kontejnerech zde bude uloženo všech více než 20 000 palivových souborů do doby, než se rozhodne o jejich přepracování nebo přesunutí do konečného podzemního úložiště.

 

 

Samotný suchý mezisklad, do jehož kójí se budou ukládat kontejnery s vyhořelým palivem (zdroj autor).

 

Závěr

 

Zhruba 18 km od tohoto meziskladu se začal budovat další suchý mezisklad, který bude určen pro palivové soubory typu VVER z ostatních jaderných elektráren na Ukrajině. Ten by měl umožnit bezpečné dlouhodobé uložení vyhořelého paliva z těchto elektráren. Zároveň by měl umožnit udržení pracovních příležitostí pro pracovníky likvidované elektrárny, kteří žijí hlavně ve městě Slavutyč. Toto město bylo vybudováno jako náhrada evakuovaného města Pripjať právě pro pracovníky Černobylské jaderné elektrárny. Po ukončení provozu černobylských bloků v roce 2000 poklesl počet pracovníků v elektrárně z devíti tisíc pod tři tisíce. Ve městě je tak třeba vytvářet nová pracovní místa. A to nejen těch, které souvisí s jadernou energetikou.

Druhým směrem revitalizace zasažených území je vyhlášení biosférické rezervace na velké části nynější zakázané zóny. Na Ukrajině k tomu oficiálně došlo právě v době třicátého výročí katastrofy. Odchodem člověka z těchto regionů zde nastal bouřlivý rozvoj i velmi vzácné fauny a flory a tak toto řešení prosazují hlavně biologové a ekologové. Pokud se spojí oblasti na Ukrajině a v Bělorusku, vznikla by největší přírodní rezervace v Evropě, která bude velmi atraktivní nejen pro vědce ale i turisty.

Třetím směrem revitalizace by mělo být vybudování památníku této největší jaderné katastrofy. K tomu by se mohla využít část města Pripjať i samotné elektrárny. Je však třeba zajistit, aby zatím pouze chátrající budovy nepředstavovaly nebezpečí pro návštěvníky.

Po třiceti letech tak opravdu začíná cesta k likvidaci elektrárny a revitalizaci zasažených území. Je jasné, že vše bude trvat řadu desetiletí, ale jsou vidět cíle a možnosti jejich dosažení.

 

 

Typický obrázek z opuštěné Pripjati (zdroj autor).

 

Fukušima I po pěti letech

 

Ve Fukušimě už byla také zahájena cesta k postupné likvidaci zničené elektrárny a revitalizaci zasažených oblastí. V samotné elektrárně už probíhá vyklízení bazénů s vyhořelým palivem, daří se postupovat v řešení problémů s radioaktivní vodou a řada poznatků se podařila získat i o stavu uvnitř kontejnmentů zničených reaktorů. Obrovským pokrokem je i úspěšná dekontaminace velké části areálu elektrárny. Vytvořily se zde podmínky k tomu, aby pracovníci museli stále méně využívat ochranné pomůcky. V areálu kromě relaxačních místností začala pracovat velmi pěkná kantýna a obchod se smíšeným zbožím řetězce Lawson. Pracovní prostředí se tak začíná blížit jiným normálním průmyslovým podnikům.

Základním zlomem v rekonstrukci postižených oblastí bylo zrušení všech omezení u prvních částí zakázané zóny. V případě města Naraha se možnost návratu týká už téměř osmi tisíc obyvatel. Ukazuje se, že ještě důležitější než dekontaminace je pro reálný návrat obyvatel rekonstrukce infrastruktury a dostatek pracovních příležitostí.

 

Testy zařízení na vyklizení sutě a později palivových souborů z bazénu třetího bloku v závodě Toshiba v Jokohamě (zdroj Toshiba).

 

Zařízení připravované pro vyklizení bazénu s vyhořelým palivem třetího bloku (zdroj Toshiba).

 

Vyklizení bazénů s vyhořelým palivem.

 

Největším úspěchem v samotné elektrárně je vyklizení bazénu u čtvrtého bloku. Zde byl reaktor v době havárie prázdný a v bazénu bylo 1535 palivových souborů, z nich pak byla část čerstvě vytažená z reaktoru. Během výbuchu vodíku, který sem pronikl ze třetího bloku, byla zničena horní část budovy a částečně poškozen i bazén. Prvním úkolem tak bylo zpevnění jeho statiky. Poté se odstranily trosky zničené horní části budovy a postupně vytáhly zbytky zavážecího stroje a dalších trosek ze samotného bazénu. Postavila se nová horní část budovy a do ní instalovaly jeřáby pro manipulaci s palivovými soubory i kontejnery pro ně. Od listopadu 2013 se pak do konce roku 2014 podařilo vyvézt všechny palivové soubory z tohoto bazénu.

 U třetího bloku se už podařilo odstranit zbytky zničené horní části budovy a trosky z bazénu. V současné době se buduje nová horní část, do které se instalují jeřáby. Všechny její komponenty jsou v přístavu Onahama a postupně se budou instalovat. Vyvezení palivových souborů by mělo proběhnout v roce 2018. U druhého bloku, který nebyl při havárií poškozen, se hledají cesty, jak si poradit s velmi vysokou kontaminací. U prvního bloku už značně pokročilo vyklízení trosek zničené horní části. Po instalaci nové horní části a potřebných jeřábů by se i bazén tohoto bloku měl vyklidit. Všechny bazény by mohly být vyklizeny do roku 2020.

 

Pracovníci dokončují vypl�?ování systému pro zmrazení zeminy a vytvoření ledové stěny solankou (zdroj TEPCO).

 

Práce na dokončení ledové stěny (zdroj TEPCO).

 

Situace s radioaktivní vodou v areálu

 

V areálu se ve více než tisíci nádrží skladuje téměř 800 000 tun kontaminované vody. Ta je vyčištěna od téměř všech radionuklidů. Zůstává v ní však tritium, které se nedá chemicky odstranit. Klíčovým problémem je nyní spodní voda, která se dostává do silně kontaminované oblasti okolo čtyř zničených reaktorů a do suterénu jejich budov. Tam se kontaminuje. Musí být tak odčerpávána, dekontaminována a kvůli přítomnosti tritia skladována v areálu. Množství vody a nádrží tak stále roste.

První opatření, které mělo snížit množství spodní vody, bylo její čerpání nad areálem a následné vypouštění do moře. Po velmi náročném jednání s rybáři se podařilo dohodnout, jak realizovat toto čerpání a hlavně kontrolu aktivity této vody před její cestou do moře. Druhým opatřením je realizace ledové stěny, která obklopí zničené bloky. Ta se skládá z 1500 trubek, které sahají až do hloubky 35 m. Vhání se do nich solanka s teplotou hluboko pod bodem mrazu. Zmrzlá zemina okolo trubek vytvoří stěnu, která nepustí spodní vodu do silně kontaminovaných oblastí a radioaktivní vodu ven z nich. Stěna se začala zmrazovat v březnu a plně funkční bude na konci roku. Poté skončí narůstání množství skladované vody kontaminované tritiem a bude také možné odčerpat všechnu radioaktivní vodu ze suterénu budov.

Zůstane pak problém, co udělat s tritiem. Jeho odstranění z vody je velmi náročné a v takovém měřítku se ještě nedělalo. Na případných metodách pracují firmy Kurion (USA) a Rosatom (Rusko). Zatím nejpravděpodobnější je však využití toho, že tritium je přirozenou součástí životního prostředí. Po dostatečném zředění by bylo možné vypouštět tuto vodu do moře, Jednání s rybáři o této možnosti však bude velmi náročné. Předpokládá se, že úplné vyřešení problémů s radioaktivní vodou by mohlo nastat do roku 2020.

 

http://photo.tepco.co.jp/library/160407_01/160407_03.jpg

 

Ledová stěna, která má omezit pronikání spodní vody do silně kontaminovaných oblastí, se uvádí do provozu (zdroj TEPCO).

 

Poznání situace uvnitř kontejnmentů

 

Znalosti stavu uvnitř kontejnmentů tří zničených bloků jsou však zatím velice kusé. Do všech tří kontejnmentů se podařilo zasunout endoskop s kamerami, dozimetry a teploměry. Ty neukázaly dramatická poškození v místech, kam kamery dohlédly a potvrdily informace o teplotě a dávkovém příkonu. U prvního a druhého bloku se podařilo proskenovat vnitřek kontejnmentů pomocí kosmických mionů. To jsou částice vznikající při interakci kosmického záření v atmosféře, které velice snadno pronikají hmotou. Více je pohlcuje jen velmi hustý materiál. Studie ukázala, že u obou bloků v místech, kde by měla být aktivní zóna, stín způsobený uranem chybí. Potvrzuje to předpoklad, že aktivní zóny byly z velké části roztaveny. Začátkem března začalo u druhého bloku měření lepším systémem detektorů, které má upřesnit, zda tavenina zůstala na dně reaktorové nádoby nebo skapala na dno kontejnmentu.

Roboty se zatím dostaly pouze do prvního reaktoru, a to pouze do mezipatra. Odtud bohužel není vidět dno kontejnmentu, které je pod vodou. Roboty, které dokáží prozkoumat, zda je zde ztuhlá tavenina, se teprve připravují. Poznání stavu uvnitř kontejnmentů se dá očekávat v následujících několika letech, ovšem likvidace zničených aktivních zón reaktorů bude trvat řadu desetiletí.

 

Pracovníci Mezinárodní atomové agentury před nádržemi na kontaminovanou vodu (zdroj TEPCO)

 

Pracovníci Mezinárodní agentury pro atomovou energii před velkým počtem nádrží s kontaminovanou vodou (zdroj TEPCO).

 

Revitalizace postižených oblastí

 

Území v zakázané zóně byla rozdělena podle stupně kontaminace do tří kategorií. V první byla roční dávka nižší než 20 mSv, v druhé pak mezi 20 až 50 mSv a v třetí pak přesahovala 50 mSv. Intenzivní dekontaminace na územích první a druhé kategorie je umožnila otevřít.  Obyvatelé je mohou navštěvovat. Podílejí se tak na rekonstrukci infrastruktury a přípravě trvalého návratu. Zároveň také mohou obnovovat svá hospodářství a podniky. Celkově bylo úplně nebo částečně v zakázané zóně jedenáct samosprávných celků. V roce 2014 se úplně zrušila omezení v prvních dvou, části města Tamura a vesnice Kawauči, v roce 2015 pak u prvního celku s větším počtem obyvatel, kterým je město Naraha. Ke zrušení všech omezení v částech patřících do první kategorie v první polovině roku 2016 se připravují města Minamisoma, Kawamata a vesnice Kacurao. Předpokládá se, že by veškerá omezení na ostatních územích první a druhé kategorie měla být zrušena během následujících dvou let. Dekontaminace silně zasažených území, na kterých žilo před havárií zhruba 22 000 obyvatel, teprve začíná a jeho průběh silně závisí na dobudování přechodného úložiště odpadu z dekontaminace právě na těchto územích. Předpokládá se, že by se i tato území měla alespoň částečně revitalizovat do roku 2022.

Reálný návrat obyvatel je dominantně závislý na obnově infrastruktury a pracovních příležitostech. Z tohoto hlediska je důležitá obnova farem, rybolovu a dalších tradičních odvětví. Velmi důležité bylo otevření dálnice Džobán a postupné otevírání železnice Džobán, které procházejí kolem elektrárny a spojují jih se severem. Ve městě Naraha bylo otevřeno technologické centrum zaměřené na robotiku, elektroniku a možnosti využití automatů při likvidaci zničených reaktorů. Další centrum pro hledání metod likvidace roztavených aktivních zón se začalo budovat ve městě Tomioka. Sem, do vzdálenosti menší než 10 km od elektrárny, se přesunuje i zázemí pro pracovníky, kteří na elektrárně pracují. Uvolní se tak J-vesnice v Naraze, která se vrátí k původnímu poslání. Tím bylo sloužit fotbalistům jako tréninkové centrum.

 

http://photo.tepco.co.jp/library/160317_02/160317_01.jpg

 

Instalace nových detektorů mionů u druhého bloku (zdroj TEPCO).

 

Závěr

 

Délka doby, která bude potřebná k likvidaci zničené elektrárny v Černobylu a Fukušimě, je velmi silně ovlivněna rozsahem katastrofy a kontaminace. Stejně tak je ovlivněna ekonomickým potenciálem dané krajiny a také dalšími podmínkami. Na Ukrajině je poměrně řídké osídlení a větší rozsah volných území. V tomto případě je využití větší části postižených území jako přírodní rezervace velice vhodným řešením. Japonsko má volného území velmi málo, proto je zde velmi intenzivní snaha vrátit postižená území do původní podoby. Již nyní je velmi silná spolupráce mezi oběma postiženými regiony. Japonsko je velmi daleko v robotice. A právě velice sofistikované a radiačně odolné roboty bude potřeba nasadit na likvidaci zničených aktivních zón reaktorů. Stejně tak by se tyto roboty měly uplatnit při likvidaci zničeného reaktoru v Černobylu. Mezinárodní spolupráce by tak mohla urychlit likvidaci obou elektráren a revitalizaci postižených území, která byla v těchto letech zahájena.

 

 

V Řeži 19. 5. 2016


Zpet