Zapomenuté jaderné průšvihy - roztavení na úsvitu jaderného věku

Co má společného nedávno zesnulý bývalý americký prezident Jimmy Carter a roztavení jádra reaktoru v Chalk River? Dozvíte se v článku

Amerického výzkumného projektu Manhattan, jehož výsledkem byla první atomová bomba, se ve velkém účastnili i vědci z Kanady. A když nukleární bomby, svržené na Hirošimu a Nagasaki v roce 1945 ukončily Drhou světovou válku, tito vědci založili v Kanadě svoji vlastní jadernou laboratoř. Na Université de Montréal vznikla stejnojmenná laboratoř, která se oficiálně zabývala mírovým využitím atomové energie, ale ve skutečnosti zásobovala Američany uranem a plutoniem.

V laboratoři vznikl unikátní design atomového reaktoru, který je typický pro Kanadu, jde o těžkovodní reaktor, dnes známý jako CANDU. Hned po válce v roce 1945 po vzoru Američanů postavili první pokusný reaktor označený jako ZEEP, tedy Zero energy experimental pile, který po dvou letech následoval National Reactor Experiment ve výzkumném středisku Chalk River. Ve své době to byl nejvýkonnější reaktor světa s tepelným výkonem 47 MW a také s nejvyšší hustotou neutronového toku.

Reaktorová nádoba, které se říkalo calandria, měla v sobě 175 tyčí, 163 bylo uranové palivo a 12 řídících z karbidu bóru. Bór totiž silně pohlcuje neutrony a tak tlumí řetězovou reakci v jádře. Přitom platilo, že stačí zasunout 7 z 12 řídících tyčí a reaktor se zastaví. V řídící místnosti potom byla čtyři tlačítka, důležitá pro náš příběh:

1. tlačítko pro vysunutí čtyř řídících tyčí z reaktoru
2. tlačítko pro vysunutí osmi zbývajících řídících tyčí
3. tlačítko spínající elektromagnet, který držel řídící tyče vysunuté
4. tlačítko pro spuštění všech řídících tyčí do reaktoru. Byl k tomu využíván stlačený vzduch, kdyby toto selhalo, měla se postarat gravitace

12.12.1952

Ten den se jednalo o rutinní test. Chladící systém reaktoru byl mírně upraven, průtok chladící vody byl snížen, čemuž odpovídali i velmi nízké nároky na výkon reaktoru. V tři odpoledne technik v suterénu prováděl kontrolu fungování. Mylně se domníval, že ventily pro systém stlačeného vzduchu jsou ve špatné pozici a tak to opravil. Přímým důsledkem bylo zvednutí čtyř řídících tyčí z reaktoru.V řídicí místnosti se rozsvítila červená světla. Vedoucí okamžitě spěchal dolů a byl šokován, když zjistil chybu. Rychle se pokusil spustit tyče dolů pomocí gravitace. Bohužel se pouze jedna tyč vrátila zpět do reaktoru úplně, zatímco ostatní se spustily jen natolik, aby červená světla zhasla.

Aby všechny tyče dostal zpět do reaktoru, zavolal vedoucí technikovi a řekl mu, aby stiskl tlačítka jedna a čtyři. Technik položil telefon a začal plnit pokyny, takže neslyšel, jak jeho nadřízený vykřikl, že měl na mysli tlačítka tři a čtyři. Další čtyři regulační tyče se zvedly z reaktoru, což znamenalo, že celkem sedm z dvanácti tyčí bylo mimo jádro. Výkon reaktoru se nyní zdvojnásoboval každé dvě sekundy.

Červená světla se opět rozsvítila. Technik zkusil zasunout zpět skupinu čtyř tyčí pomocí gravitace, ale do reaktoru zajela jenom jedna, což trvalo 90 sekund. I tak by zřejmě nebyl problém, kdyby se zrovna pro potřeby testu neupravoval chladící systém. Těžká voda v reaktoru místo obíhání a odvádění tepla z jádra začala prudce vřít. Teplota byla tak vysoká, že se uranové tyče roztavily a kontaminovaly chladící vodu.

Tepelný výkon reaktoru stoupl během pouhých 62 sekund někam ke 100 MW, na což reaktor nebyl stavěný. Řetězovou reakci se sice podařilo zastavit vypuštěním těžké vody, tedy moderátoru (celkem to bylo 4,5 miliónů litrů vody, která vytekla to suterénu reaktoru), ale to nebyl konec problémů. V reaktoru při tavení tyčí vznikal vodík a jak byla vypuštěna voda, dostal se dovnitř vzduch, což vedlo k výbuchu. Radioaktivita se kromě vody začala šířit i vzduchem a bylo nutné celé zařízení evakuovat. Na stupnici jaderných katastrof, kde Černobyl je 7 ze 7 má tato nehoda stupeň 5. Naštěstí při nehodě nehodě nebyl nikdo zraněn.

Byla to první taková nehoda svého druhu a existovaly jenom teoretické postupy, jak ji řešit. Bylo nutno zahájit demontáž poškozeného reaktoru. I když veřejné zdroje informací tvrdily, že zdraví pracovníků nebylo nikdy ohroženo a že v podstatě o nic nejde, reálná situace byla zcela jiná.

Jimmy Carter

A tady vstupuje na scénu James Earl „Jimmy“ Carter ml. V té době mu bylo 28 let a sloužil u ponorkového loďstva. Právě v roce 1952 začal spolupracovat na programu jaderných ponorek, vedených kapitánem H.G. Rickoverem. Carter a jeho tým byli tedy jedněmi z mála lidí, kteří v té době vůbec věděli, o čem atomová energie je a co je to atomový reaktor. A radioaktivita.

Samotné akci předcházel důkladný výcvik. Na blízkém tenisovém kurtu postavili přesnou repliku reaktoru a všech 22 členů záchranného týmu tvrdě trénovalo. Tým se skládal jak z Amerických námořníků, tak z personálu výzkumného centra. Všichni museli přesně vědět, co dělat, protože měli jenom 90 sekund na svoji práci, než by schytali nebezpečnou dávku záření.

I tak celý tým dostal mnohem větší dávku záření, než se předpokládalo. Jak sám Carter řekl v rozhovoru pro CNN v roce 2008, ještě půl roku potom měl radioaktivní moč. Nicméně přes to všechno se dožil hezkých 100 let.

Ale zpátky v nehodě: Trvalo ještě dalších čtrnáct měsíců, než se podařilo odstranit všechny následky nehody a znovu rozjet laboratoř.

24.05.1958

Ale netrvalo dlouho, v roce 1958 došlo k další nehodě. Jednalo se o nástupce NRX, reaktor NRU - National Research Universal. Jednalo se o 200 MW rektor, postavený hned vedle poškozeného NRX. K incidentu došlo při výměně palivových tyčí. Ty se vyjímaly jeřábem zároveň s kontejnerem okolo ní, který měl sloužit k chlazení, než se přesune do bazénu pro vyhořelé palivo. Jenomže v kontejneru žádná voda nebyla. Operátor jeřábu se pokusil tyč zastrčit zpátky, ale to se mu nepovedlo a tyč se zasekla. Pomocníci stříkali na tyč vodu, ale bez většího úspěchu. Jeřábník se tedy rozhodl přenést tyč do bazénu, ale ta se zlomila a jedna její část spadla do servisní jámy. Tam se vzňala, prach a kouř z tohoto požáru potom kontaminoval většinu budovy reaktoru NRU. Naštěstí opět nebyl nikdo zraněn.

Tato nehoda vedla ke změnám pravidel pro práci s vyhořelým palivem a také k nastavení nových bezpečnostních postupů.

Zdroj: thewalrus.ca, The Washington Post