Reactoarele de la centrala nucleară Fukushima nu sunt în pericol iminent de colaps. Unii specialişti spun că tot ce s-a întâmlat până acum, inclusiv eliberarea în atmosferă a unor cantităţi de substanţe radioactive, face parte din procedura obişnuită de securitate a unei centrale nucleare de tipul celei japoneze. Departamentul de Inginerie şi Ştiinţă Nucleară de la prestigioasa universitate americană MIT (Massachusetts Institute of Technology) găzduieşte pe pagina sa de internet un articol al lui Josef Oehmen, care explică pas cu pas ce s-a întâmplat până acum la Fukushima şi de ce nu se teme de o catastrofă nucleară la reactoarele din Japonia.
Click pentru a mări
Studenţii de la MIT girează aceste informaţii cu expertiza lor. Iniţial, explicaţia lui Oehmen a fost o scrisoare menită să-i liniştească familia care locuieşte în Japonia.
Cutremurul de 8,9 grade Richter care a lovit Japonia a fost de câteva ori mai puternic decât limita suportată de centrala nucleară de la Fukushima. Când a lovit cutremurul, toate reactoarele s-au oprit automat. Barele de control au fost introduse în miezul reactorului, iar lanţul de reacţie nucleară a fost oprit. În acest moment, sistemul de răcire a trebuit să disperseze căldura reziduală, care reprezintă aproximativ 7% din întreaga cantitate de căldură în condiţii normale.
Cutremurul a distrus sursele externe de alimentare electrică ale reactorului nuclear. Imediat au intrat în funcţiune generatoarele de curent diesel, care au asigurat energia necesară pentru pompele de răcire timp de o oră. Apoi a lovit tsunami-ul, mult mai puternic decât era anticipat, şi a inundat generatoarele diesel.
În caz de cataclism, orice centrală nucleară are un plan de „apărare în profunzime”, care prevede paşi exacţi pentru prevenirea catastrofelor, chiar şi atunci când mai multe sisteme de securitate cedează. Curentul electric necesar pentru răcire a fost asigurat, chiar şi în acele condiţii, de bateriile de urgenţă. Acestea s-au terminat după 8 ore.
Inginerii au intrat în procedura de „pierdere a capacităţii de răcire”, o rutină care pare şocantă pentru public, dar este pregătită zi de zi de operatorii de la centrala nucleară. În acel moment, a început să se vorbească despre topirea miezului reactorului (core meltdown): dacă nu era reparată răcirea, miezul se topea în structura de rezistenţă. Mai era cale lungă până acolo însă, explică Oehmen .
Prioritatea era, în acest moment, să fie menţinută integritatea barelor de combustibil la o temperatură sub 1200 de grade Celsius. În acelaşi timp, presiunea trebuia menţinută la un nivel sigur, aburul şi alte gaze acumulate în reactor trebuind să fie evacuate periodic. Asta au făcut inginerii.
Unele dintre aceste gaze eliberate sunt radioactive, dar sunt în cantităţi mici. Unele astfel de gaze au fost eliberate în atmosferă, prin filtre şi în mici cantităţi. Deşi sunt radioactive, nu constituie un risc semnificativ pentru sănătatea publică, nici măcar cea a muncitorilor de la reactor. Consecinţele acestei proceduri sunt foarte reduse, în comparaţie cu cele ale riscului ca presiunea acumulată să distrugă structura de rezistenţă care acoperă reactorul.
În tot acest timp, temperatura anumitor porţiuni din barele de combustibil a depăşit 1200 de grade Celsius, dând naştere unei reacţii între zircaloy (aliajul de zirconiu din care sunt construite barele) şi apă. Această reacţie de oxidare a produs gaz de hidrogen în cantităţi pe care operatorii nu le cunoşteau, pentru că nu ştiau temperatura exactă a barelor de combustibil şi nici nivelul apei de răcire. Acest gaz este extrem de inflamabil, iar în amestec cu aerul, intră în reacţie cu oxigenul şi explodează. Asta s-a întâmplat cu exploziile de la Fukushima: reacţii chimice la evacuarea aburului amestecat cu acest gaz. Una dintre explozii, la reactorul 3, a distrus acoperişul şi pereţii clădirii reactorului, dar nu a pus în pericol reactorul în sine.
Pe măsură ce temperatura creştea, aliajul zircaloy a început să cedeze. Substanţe produse de fisiunea nucleară – cesiu, iod, au început să se amestece cu apa şi cu aburul din reactor, fiind eliberate în atmosferă.
Inginerii au decis să injecteze apă de mare amestecată cu acid boric, pentru a se asigura că barele de combustibil rămân acoperite de apă. Acidul boric a fost adăugat ca o măsură suplimentară de protecţie, pentru că are capacitatea de a reţine iodul în apă. Procedura a reuşit să scadă temperatura barelor de combustibil.
Cum este construită centrala nucleară de la Fukushima
Centrala este de tip BWR (Boiling Water Reactor, reactor cu fierbere a apei) şi produce electricitate prin fierberea apei şi rotirea unei turbine cu ajutorul aburului rezultat. Căldura nucleară încălzeşte apa, care fierbe şi creează abur, aburul roteşte turbinele care creează electricitate. Apoi aburul este răcit, se condensează şi devine apă, iar apa este readusă în reactor, unde este din nou încălzită de combustibilul nuclear.
Reactorul funcţionează la temperatura de 285 grade Celsius. Combustibilul nuclear este oxidul de uraniu, al cărui punct de topire este foarte înalt, la aproximativ 2800 grade Celsius. Combustibilul este sub formă de cilindri de 1 centimetru înălţime şi 1 cm diametru, care sunt puse într-un tub lung, făcut din zircaloy (un aliaj din zirconiu). Acest aliaj cedează la temperatura de 1200 grade Celsius. Un astfel de tub se numeşte bară de combustibil. Câteva sute de astfel de tuburi formează miezul reactorului nuclear.
Întregul ansamblu este conceput cu 5 straturi de protecţie. Cel de-al patrulea este o structură de rezistenţă foarte groasă, din oţel şi beton, care este capabilă să izoleze o topire completă a reactorului, pe termen nedefinit. Pe deasupra acestei structuri vine cel de-al cincilea strat, o structură din beton gros. Clădirea propriu-zisă a reactorului nu are nici un rol de protecţie, e făcută doar pentru a îndepărta intemperiile de afară, iar distrugerea ei nu afectează cu nimic reactorul.
