Hvad gik galt i Tjernobyl?

Af Peter Fynbo, civilingeniør Myndigheder, konstruktører og operatører - alle begik fejl Ulykken på Tjernobylværkets reaktor 4 skete 26. april 1986 kl. 1:24 lokal tid. I forbindelse med en rutinemæssig nedlukning skulle der udføres et
sikkerhedsrelateret eksperiment, som skulle foregå ved 700-1000 megawatt.

Under effektsænkningen den 25. april kom reaktoren planmæssigt ned på halv effekt, 1600 megawatt, men her måtte den blive i ti timer, fordi der var brug for strømmen. Først ved 23-tiden blev effektsænkningen fortsat, men nu skete det hurtigere end før.

Af kernefysiske årsager får det koncentra- tionen af xenon-135 til at øges i nogle timer. Xenon-135 er stærkt neutro- nabsorberende, og det kan derfor være svært at opretholde effekten i reak- toren. Den 26. april, en halv time efter midnat, fik en
operatørfejl effekten til at falde helt ned til 30 megawatt, og først ved et-tiden var reaktoren nogenlunde stabiliseret på 200 megawatt. Men kontrolstavene måtte trækkes næsten helt ud af reaktorkernen for at kompensere for xenon-

forgiftningen.

BLOKERING AF NØDBREMSER

Inden eksperimentet gik i gang, var forskellige beskyttelsessystemer - nødbremser, om man vil - blevet blokeret af operatørerne.

Da eksperimentet begyndte, faldt vandgennemstrømningen i reaktorkernen som planlagt. Kogningen øgedes, og instabiliteten fik effekten til at stige.

Kl. 1:23:40 trykkede operatøren på scramknappen (nødstoppet). Der skete tilsyneladende ikke noget, men kl. 1:23:44 steg effekten voldsomt. Der skete to eksplosioner, som er søgt forklaret på forskellige måder. De fle- ste mener dog, at det gik sådan
til:

Effektstigningen skete på en brøkdel af et sekund, og brændselspindene kunne ikke nå at afgive varmen. Deres indre smeltede og fordampede, og trykket sprængte resten af brændslet og dets indkapsling. Da brændslet kom i kontakt med vandet, kunne det
hurtigt afgive varme til vandet, fordi overfladen var meget stor. En dampeksplosion var resultatet. Den ødelagde mange af trykrørene mellem vand og grafit og blæste den 1000 ton tunge af- skærmningsklods af beton, der lå oven over reaktoren, op i
lodret stilling, og det rev så alle de trykrør over, der endnu ikke var ødelagte.

Vanddampen og den glødende grafit reagerede kemisk, og der blev dannet brint og kulilte, der kunne blande sig med luften i reaktorhallen, efter at klodsen var vippet op. Denne knaldgasblanding eksploderede. Eksplosion num- mer to ødelagde bygningen og
sendte dele af kernen op på nabobygningernes tage samt fissionsprodukter m.m. 1 km op i atmosfæren. Herfra spredtes de over det meste af Europa.

UDSLIPPET Udslippet fortsatte i 9-10 dage. Det bestod især af ædelgasserne xenon og krypton, hvoraf alt menes at være frigivet, af jod, hvor godt halvdelen blev frigivet, og af cæsium, hvor en tredjedel blev frigivet. Af selve reaktorbrændslet er ca.
Udslippet fortsatte i 9-10 dage. Det bestod især af ædelgasserne xenon og krypton, hvoraf alt menes at være frigivet, af jod, hvor godt halvdelen blev frigivet, og af cæsium, hvor en tredjedel blev frigivet. Af selve reaktorbrændslet er ca.

3,5 pct. kommet ud, mest som findelt støv. Tallene stammer fra OECD's Nuclear Energy Agencys nyeste vurdering, som sammen- fatter, hvad vi ved i dag. Nogle af tallene er ca. dobbelt så store, som den første sovjetiske rapport angav kun fire måneder
efter ulykken.

Forklaringen er, at den rapport var baseret på de målinger af luftprøver og nedfald, der var foretaget i Sovjetunionen. De nye tal medregner også målingerne fra andre lande.

Hvem havde ansvaret? I den officielle sovjetiske rapport, som blev fremlagt på en konference i Wien i august 1986, var det operatørerne og dem, der stod for eksperimentet, der fik skylden. Kort efter blev nogle af dem fængslet og året efter idømt
langvarige straffe.

SVAGHEDERNE Det var imidlertid kun den ene side af sagen. RBMK-reaktorernes svagheder blev fremhævet i fagpressen, hjulpet af den ''glasnost'', som var en nyskabelse i Sovjet dengang. Reaktorernes tendens til at blive ustabile.
Det var imidlertid kun den ene side af sagen. RBMK-reaktorernes svagheder blev fremhævet i fagpressen, hjulpet af den ''glasnost'', som var en nyskabelse i Sovjet dengang. Reaktorernes tendens til at blive ustabile.

Beskyttelsessystemerne, der kunne slås fra, det ene efter det andet.

Kontrolstave, der ikke havde større fart end 40 cm/s, selv ved nødstop. Det forhold, at stavene kunne trækkes helt ud. Og endelig kontrolstavenes udformning med grafit under den absorberende del. Ideen er ellers god nok.

Trækkes kontrolstavene op (ud), vil neutronabsorberen blive erstattet af grafit, som næsten ikke absorberer neutroner, og ikke af vand, som absorberer. Skubbes stavene ind, er det omvendt, og stavene er altså mere effektive, end de ville være uden
grafit. Men grafitten var for kort. Hvis en stav var trukket helt op, var der vand forneden i dens kanal. Skulle staven så føres ind, ville der ske det i bunden af reaktorkernen, at absorberende vand blev erstattet af ikke-absorberende grafit, og det
ville fremme kædeprocessen. Det svarer til, at en bil begynder med at sætte farten op, når man trykker på bremsen. Der er i dag enighed om, at det var aktiveringen af kontrolstavene, der fremkaldte ulykken.

De centrale myndigheder kendte godt til fejlen ved kontrolstavene, men havde hverken gjort noget ved det eller underrettet operatørerne ved de værker, hvor der var RBMK-reaktorer. Det er en meget alvorlig forsømmelse fra såvel myndigheders som
konstruktørers side.

DÅRLIG SIKKERHEDSKULTUR Men operatørerne kan ikke helt frikendes. De havde trukket kontrolstavene for langt ud. Selv om de aldrig havde hørt om, at stavene kunne virke lige modsat det tilsigtede, vidste de selvfølgelig, at kontrolstave ikke kan
Men operatørerne kan ikke helt frikendes. De havde trukket kontrolstavene for langt ud. Selv om de aldrig havde hørt om, at stavene kunne virke lige modsat det tilsigtede, vidste de selvfølgelig, at kontrolstave ikke kan
kontrollere en reaktor, når de er trukket helt ud af reaktorkernen. Desuden blev forsøgsproceduren uden videre ændret, da effekten ikke kunne holdes så højt oppe som planlagt, og beskyttelsessystemer blev koblet fra. Alle forhold vidner om dårlig
sikkerhedskultur på værket. Men de rent tekniske fejl, at erkendte fejl ikke blev rettet, og at operatørerne ikke fik den
information fra reaktorkonstruktører og myndigheder, de havde brug for, viser, at den dårlige sikkerhedskultur ikke var et lokalt fænomen.

SIKKERHEDEN FORBEDRET Er RBMK-reaktorerne lige så usikre i dag som dengang? Nej, der er sket mange forbedringer siden 1986. Kontrolstavene er ændret, så de kun virker på den måde, de skal. De er blevet hurtigere, når det skal gå stærkt, for det tager
Er RBMK-reaktorerne lige så usikre i dag som dengang? Nej, der er sket mange forbedringer siden 1986. Kontrolstavene er ændret, så de kun virker på den måde, de skal. De er blevet hurtigere, når det skal gå stærkt, for det tager
nu 2,5 sekunder at få ført dem helt ind i reaktorkernen; før tog det ca. 18 sekunder. Brændslet er blevet højere beriget, så forholdet mellem mængden af moderator og mængden af uran-235 er blevet lavere. Ud- dannelsen af operatørerne er forbedret.

Beskyttelsessystemerne kan ikke blokeres samtidigt længere. Med hjælp fra Vesten er også brandsikkerheden forbedret, kabler udskiftet og mange andre foranstaltninger, hvor behovet
måske ikke er helt så akut, men alligevel påtrængende, blevet foretaget.

Vi skal altså ikke være bange for en ny ulykke af samme karakter som Tjernobyl. Men RBMK-reaktorerne har stadig en del mangler, der skal udbedres, og to afgørende fejl har de stadig. De har stadig kun eet nødstopsystem, hvor de fleste vestlige
reaktorer har både kontrolstave og et alternativt system, og de mangler også stadig en reaktorindeslutning, en lufttæt, trykfast bygning, som i givet fald kan holde de radioaktive stoffer inde.

DEN TEKNISKE FORKLARING Det var operatørernes forsøg på at lukke Tjernobylreaktoren ned, der fik reaktoren til at springe i luften. Reaktoren havde to helt grundlæggende konstruktionsfejl. Den kunne løbe løbsk, og kontrolstavene, som både skal regulere
Det var operatørernes forsøg på at lukke Tjernobylreaktoren ned, der fik reaktoren til at springe i luften. Reaktoren havde to helt grundlæggende konstruktionsfejl. Den kunne løbe løbsk, og kontrolstavene, som både skal regulere
effekten og sikre, at reaktoren kan lukkes ned, kunne virke stik modsat hensigten.

RBMK-reaktorer kan blive ustabile, løst sagt fordi de har for megen moderator i forhold til mængden af uranbrændsel - det vil navnlig sige mængden af uran-235. (En moderator er et stof, (let) vand, tungt vand eller grafit, der skal gøre hurtige
neutroner langsomme, så de bliver bedre til at spalte uran.) Man siger, at de er overmodererede. Kølemidlet er vand, som både modererer og absorberer neutroner. Når vandet koger, bliver begge effekter svagere, fordi kogningen ''fortynder'' vandet, men
fordi der er rigelig grafit, påvirkes modereringen ikke mærkbart, kun absorptionen, og absorptionen er vigtig her. Er der nu af en eller anden årsag lidt forøget effekt i en kanal, koger vandet kraftigere. Herved falder absorptionen af
neutroner, så der kan spaltes flere urankerner, det får effekten til at stige, vandet koger stærkere osv. Det går modsat, hvis effekten i en kanal falder lidt. Reaktoren er altså ustabil.

Der er også en stabiliserende effekt, som hænger sammen med brændslets temperatur. Denne effekt giver altid negativ tilbagekobling, mens den første giver positiv tilbagekobling i RBMK-reaktorer (og negativ eller næsten ingen tilbagekobling i reaktorer,
der, som de svenske eller de tyske, er undermodererede). Størrelsen af disse effekter afhænger af mange forhold. I RBMK-reaktorer dominerer den positive tilbagekobling ved lav ef- fekt, og der blev derfor - efter ulykken - indført et generelt forbud
mod vedvarende drift, hvis den termiske effekt er under 700 megawatt.

RBMK-reaktorer Tjernobyl-4 var en RBMK-reaktor. RBMK er forbogstaverne på russisk for ''Reaktor af høj effekt af kanaltypen''. RBMK-reaktorerne blev kun bygget i Sovjetunionen og findes i dag i Rusland, Ukraine og Litauen. De er lidt specielle af
kraftværksreaktorer at være. For det første er uranbrændslet fordelt i et stort antal trykrør i stedet for at være samlet i en tryktank, og for det andet - og af større betydning for os - har de grafit som moderator og vand som kølemiddel.

I en RBMK-reaktor er uranbrændslet fordelt i 16001700 lodrette kanaler i en stor blok af grafit, der er 8 m høj og 14 m i diameter. Brændslet køles af vand, der pumpes ind forneden og begynder at koge et stykke oppe i kana- lerne. Damp-vand-blandingen,
der har et tryk på 70 bar, samles fra alle kanalerne i fire store tromler (diameter 2,3 m, længde 31 m), hvor dampen skilles fra vandet og går til turbinerne. Der er to generatorer på hver 500 megawatt og den termiske effekt er maksimalt 3200 megawatt.

(De to RBMK-reaktorer i Ignalina i Litauen har hver en elektrisk effekt på 1500 megawatt, men af sikkerhedsgrunde køres de i dag på lavere effekt.) pf
ING:9616