Sokkal súlyosabb is lehetett volna a paksi atomerőmű legnagyobb balesete
2023. április 11. – 20:30
Radioaktív gáz szivárgása miatt felfüggesztették a paksi atomerőműben a 2. számú blokk reaktorának karbantartási munkálatait – írta pont húsz éve az MTI. A hivatalos jelentés szerint a 2003. április 11-re virradó éjszakán,
az üzemanyag-kazetták éves tisztítása közben a biztonsági mérőeszközök radioaktivitást jeleztek, a reaktorcsarnokban a nemesgáz-aktivitás koncentrációjának mérései „vész” szintet értek el.
Az atomerőmű közleménye szerint nem volt szükség vészhelyzeti intézkedésre, de néhány nappal később mégis felminősítették az üzemzavar miatti veszély szintjét. Az évforduló alkalmából a CyberThreat.Report nemű szakmai oldal szedte össze egy részletes cikkben, hogy pontosan mi és miért történt húsz évvel ezelőtt Pakson.
A baleset nem az egyik pillanatról a másikra történt. Az első komolyabb rendellenességet még hat évvel korábban, 1997-ben fedezték fel, amikor leállították a 2. blokkot, és kiemelték az összes üzemanyag-kazettát. Erre azért volt szükség, mert az üzemeltetők észrevették, hogy a reaktortartályban található kazetták hidraulikai ellenállása jelentősen nagyobb volt, mint kellett volna. Miután kipakolták a kazettákat, nagy mennyiségű idegentestet találtak, ami gyakorlatilag bármit takarhat, ami a normális működés közben nincs jelen a fővízkörben.
Két évvel később, 1999-ben az 1. blokk főjavításakor hasonló lerakódást találtak, és így volt ez a 3. blokk vizsgálata során is. A 4. blokkon viszont egyáltalán nem láttak hasonló lerakódást, tehát valószínű volt, hogy valami olyan történt az 1-es, 2-es és 3-as blokkokkal, ami a 4-essel nem. Kiderült, hogy
az első három blokkban korábban kicserélték a gőzfejlesztők tápvízelosztó kollektorait, de a négyesben még nem.
A gőzfejlesztők felelnek többek között azért, hogy lehűtsék a reaktortartályban lévő nukleáris üzemanyagot, de az ezekben keletkezett gőzzel pörgetik meg a turbinákat is, amik segítségével a turbógenerátor áramot termel. A kilencvenes években született meg a döntés, hogy az összes ilyen gőzfejlesztőt le kell cserélni, de ezt megtervezni bonyolult feladat volt, ezért az első cserét csak 1995-ben hajtották végre. 2000-ben jött a terv, hogy mind a négy blokk minden gőzfejlesztőjének tápvízelosztó kollektorait is le kell cserélni. Ehhez azonban szükség volt arra, hogy a folyamat során dekontaminálják (azaz sugárzásmentesítsék) azokat a felületeket, amikre a normál működés során sugárzó anyagok rakódtak le. 2001 végére az első három blokkban meg is történtek ezek a cserék.
A szakértők arra jutottak, hogy a folyamat során egy olyan beavatkozás történt, ami a fent említett mértékű lerakódáshoz vezethetett, méghozzá a szokottnál erősebb dekontaminációs eljárás. A vegyi folyamat végén a megmaratott fémfelület kezelése valószínűleg nem sikerült tökéletesen, emiatt pedig a működésbe hozott blokkokban rendellenes anyagáramlás indult meg, azaz a gőzfejlesztők csöveinek belső részéről valami beleoldódott a reaktortartályból érkező hűtővízbe. Végül ez az oldott anyag a reaktorban lerakódott a forró felületekre, például az üzemanyag-kazettákra. Az egész kicsit olyan volt, mint ahogy a vízből kioldott ásványi sók vízkőként lerakódnak a konyhai vízforraló fűtőszálára és aljára.
Kis csavar a cserében
Az atomerőművek igencsak összetett építmények, ezért a szakértők biztosra akartak menni, hogy valóban ez a folyamat okozta-e a lerakódást. Épp ezért úgy döntöttek, hogy a 4. blokkban a munkát dekontamináció nélkül hajtják végre, ezért az ott dolgozókat más módszerekkel kellett védeni a sugárzástól. A kísérleti módszert az 1997-ben átadott Karbantartó Gyakorlati Központban elhelyezett gőzfejlesztőn gyakorolták be és finomították. A döntés utólag helyesnek bizonyult, mert a 4. blokkon később valóban nem jelentkezett a többi blokkra jellemző lerakódás.
Az első három blokkban keletkezett lerakódás működés közben nem jelentett nagy problémát, de ha a reaktort valamiért le kellett állítani és hűteni, akkor a lerakódott réteg levált a kazettákról, és a szivattyúk által nagy sebességgel áramoltatott víz bevitte ezeket az idegentesteket a kazettákba és azok közé, ahol megakadályozták a hűtővíz rendes áramlását.
Mivel ez számos problémához vezethetett, az a döntés született, hogy a reaktorok karbantartási időszakában el kell távolítani a lehullott lerakódásokat a hőhordozóról és a reaktor belső elemeiről, és le kell tisztítani a kazettákat – azokat is, amik még üzemben voltak, és azokat is, amiket romló teljesítményük miatt már korábban kiemeltek pihentetni. A szakértők úgy döntöttek, hogy ehhez bóros vizet fognak használni.
A megbízott Siemens KWU az első körben egy 7 darabos tartályban már legalább egy éve pihentetett kazettákat tisztított meg, összesen 170 darabot. Eközben azonban a 2-es blokkban ekkorra már olyan sok minden rakódott le, hogy csökkent a reaktor teljesítménye. Biztonsági és termelési szempontokat figyelembe véve tempósabb munkára volt szükség, ezért az atomerőmű megbízta a Siemens KWU jogutódját, a Framatome ANP-t (FANP), hogy egy nagyobb, 30 darabos tisztítótartállyal vesse rá magát a reaktorra, aminek egy töltetében 312 darab kazetta található. Ez a 30 darabos tartály egy új berendezés volt, gyakorlatilag prototípusnak számított.
A FANP egy víz alatti tisztítótartályt és egy ahhoz kapcsolódó tisztítási rendszert, az AMDA-t használta. A tartályt az éppen kezelt blokk 1-es aknájába, bóros vízbe süllyesztették. A tisztítás közben speciális vegyszeres vizet szivattyúztak a tartályba, ami leoldotta a lerakódott anyagokat, és eljuttatta azokat az AMDA szűrőihez. A műszaki leírások és biztonsági vizsgálatok alapján az Országos Atomenergia Hivatal végül engedélyt adott a technológia bevetésére.
A FANP gyorsan összerakta a berendezést, a 2-es blokk 2003 márciusára ütemezett tisztítására már kész is volt. Április 10-ig megtisztították a pihentetett kazettákat és még öttöltetnyi, a reaktorból frissen kikerült üzemanyag-kazettát. Aznap délután négykor a FANP tisztítást végző szakemberei jelezték, hogy végeztek a 6. tisztítási ciklussal, fel lehet nyitni a tisztítótartályt és ki lehet pakolni a tiszta kazettákat.
Ehhez azonban szükség volt a reaktorcsarnok darujára, ami viszont a javítás alatt álló reaktortartály elemeit mozgatta. Emiatt a tisztítótartálynak várnia kellett, így az FANP-os szakemberek a tartályt tisztításiból hűtési üzemmódra állították, ami azt jelentette, hogy a tartály körüli bóros vizet keringették benne, hogy a kazettákban lévő urán-dioxid-pasztillák izotópos bomlása során felszabaduló, remanens hőt elvonják. Elméletben ez a mód bármeddig biztonságban kellett volna, hogy tartsa a tartályt.
Azonban este 22 óra körül az elhelyezett sugárzásmérők a terem több pontján, valamint a szellőzőkéményben is radioaktív nemesgázok jelenlétét jelezték. Ez arra utalt, hogy a kazettákban található urán-dioxid-pasztillákat elvileg hermetikusan elzárva tartó cirkóniumcső megsérült.
Az erőmű személyzete egy rendkívüli karbantartási munkabizottsági ülésen arról döntött, hogy minél előbb ki kell nyitni a tartályt, hogy megtalálják, honnan szivárog a gáz, és hogy hermetikus tokba zárják el a sérült kazettákat. Április 11-én hajnali 2 óra körül a munkások beöltöztek, hogy végrehajtsák a feladatot, ám ez nem volt ilyen egyszerű.
„Öten (…) elmentek fedelet nyitni. Pár perc múlva rohannak a fedélnyitók, hogy gyorsan menekülni, mert megnőtt a dózis. (…) A szemtanúk szerint nagy buborék szállt fel”
– írta jelentésében egy technológus.
Hajnali 4-kor újra nekifutottak, de negyedóra múlva felhagytak a próbálkozással, mert ugyan a fedelet sikerült hidraulikusan kinyitni, erre megugrott a sugárzás szintje, és a fedél levétele során elszakadt az egyik emelőkötél, valamint a víz buborékozni kezdett. Mindezek miatt a személyzetnek el kellett hagynia a csarnokot.
Járt utat járatlanért
A probléma egyik oka az új tisztítótartály volt. Míg a hétdarabosnál a hűtővíz a tartály alsó részén jutott be, felül pedig ki, addig a 30 darabosnál a be- és kilépő csonkok is a tartály alján voltak. Emiatt a tartály nem tudta légteleníteni magát, és nem tudott természetes cirkuláció kialakulni.
Emellett a tervezők egy túl gyenge szivattyút raktak bele, ami a hűtési üzemmódban nem tudta kellő sebességgel lehűteni a nem pihentetett, tehát nagy hőt termelő kazettákat. Emellett nem volt benne pótszivattyú, és a valós áramlási viszonyok különböztek a tervezés során figyelembe vettől, mert a kazetták nem pont úgy kerültek bele a tartályba, ahogy kellett volna. Emiatt olyan áramlási irányok jöttek létre, amik a kazettákat kikerülve vezették a hűtővizet, így romlott a hűtési képesség.
Mindezek miatt történt az, hogy a zárt tartályban a rossz hűtés miatt egyre forróbb kazetták elkezdték felforralni a vizet. Ez a gőz a fedél alatt összegyűlve elkezdte kiszorítani a vizet a tartályból, így a kazetták felső része száraz maradt. Emiatt azok egyre forróbbá váltak.
Mikor a szakemberek kinyitották a fedelet, a kazetták nagyjából 800–1300 fokosak voltak. Emiatt a hirtelen a tartályba áramló hideg levegő azonnal gőzzé forrt, a tartály nyomása megemelkedett, ami elgörbítette a fedél vezetésére szolgáló fémtüskét, így nem lehetett leemelni a fedelet. Emellett a gőz összetörte a kazetták jelentős részét.
A vizsgálatok alapján ha tovább emelkedett volna a hőmérséklet, a kazettákat borító cirkónium kigyulladhatott volna, ami egyrészt meggyújtotta volna a cirkóniumot ért magas hőmérséklet miatt keletkező hidrogént, másrészt megolvaszthatta volna az üzemanyagpasztillákat. Ha nem emelik le a tartály tetejét, akkor akár sokkan nagyobb baleset is történhetett volna, és az eset nem hármas besorolást kapott volna (a hétből).
„Napokig tartott, amíg a tartály fedelét le tudták emelni. Miután ezt megtették, bele tudtak nézni a tartályba. Jóllehet csak a fűtőelemkötegek felső részét lehetett látni, nyilvánvaló volt, hogy a fűtőelemek nagy része megsérült. Az eseményt ekkor átminősítették súlyos üzemzavarrá […]. A sérülés következtében szennyezett lett a pihentetőmedence vize, felületei, a csarnok padlója és falai”
– írta 2003 augusztusában a Fizikai Szemle.
A folyóiratban Szatmáry Zoltán, a BME Nukleáris Technikai Intézetének akkori igazgatója azt írta, hogy „az üzemzavar közben ott tartózkodó személyek ruhája és teste szintén szennyeződött, de le tudták magukról mosni a radioaktív anyagokat”. Azonban
„egy személynek a szakálláról és hajáról nem sikerült így eltávolítani a szennyeződést (feltehetően jódizotópokat), ezért hagynia kellett, hogy szakállát és haját levágják”.
Bár a baleset során felszabadult, sugárzó kibocsátás több helyen is mérhető volt, a környezetbe került radioaktív anyagok mennyisége nem volt jelentős. „A lakosságnak okozott többletdózis elhanyagolható, egészségügyi kockázatot nem jelent. Mindenesetre az 1. akna fölé sátrat építettek, a tartályból esetleg kijutó hasadási termékeket külön szűrőkre szívják, így a reaktorcsarnokba való kibocsátás is gyakorlatilag megszűnt. Ennek ellenére a csarnok sugárzási szintje a sérült tartály közelében a normálisnál kissé nagyobb” – írta Szatmáry.
A 2-es erőműblokk még másfél évig állt az eset miatt, a sérült fűtőelemeket pedig csak 2006. október 15-én kezdték elszállítani. Ezt az orosz Roszatom egyik cége, a TVEL konzorcium végezte el. A cég egy vonatra pakolta fel a sérült kazettákat, amiket Ukrajnán át szállíttatott Oroszországba.
