29. touko 2022 6 min read Onnettomuudet ja luonnonkatastrofit

Tšernobylin ydinvoimalaonnettomuus

Alkuvuodesta 1986 Prypjatin kaupungin 50 000 asukkaasta monet kävivät töissä Tšernobylin ydinvoimalassa. 26. huhtikuuta 1986 oli kuitenkin päivä joka muutti Prypjatissa eläneiden ihmisten elämän kertaheitolla.

Tuolloin parin kilometrin päässä kaupungista sijainneessa Tsernobylin ydinvoimalassa tapahtui maailmanhistorian vakavin ydinonnettomuus, jossa suuria määriä radioaktiivisten aineiden saastuttamaa savua vapautui ilmakehään ydinreaktorin sisäosissa riehuneesta tulipalosta.

Tsernobylin ydinvoimalaonnettomuuden vaikutukset eivät rajoittuneet vain Prypjatiin ja sen lähialueisiin vaan Vaikutukset tuntuivat laajasti ympäri Eurooppaa ja jopa Suomessa mitattiin tavallista korkeampi säteilypitoisuuksia.

Voit katsoa artikkelin myös videomuodossa:

Tsernobylin ydinvoimala

Selvitetään aluksi, millainen oli Tsernobylin ydinvoimala ja ennen kaikkea sen reaktorit.

Tsernobylin ydinvoimala, jonka rakentaminen aloitettiin 1970, on viralliselta nimeltään Vladimir Iljitš Leninin ydinvoimalaitos. Se sijaitsee Pohjois-Ukrainassa, noin 110 km päässä maan pääkaupunki Kiovasta. Tsernobylin ydinvoimala otettiin virallisesti käyttöön vuonna 1977.

Ennen varsinaista ydinkatastrofia, Tsernobylin ydinvoimalassa tapahtui toinenkin onnettomuus. 1.9.1982 yksi reaktorin polttoainekanavista ylikuumeni ja tuhoutui. Tuolloin ydinvoimalassa työskennelleet ihmiset altistuivat säteilylle ja radioaktiivisia aineita levisi muutaman kilometrin säteelle ydinvoimalasta. No tää vaurioutunut reaktori sitten korjattiin ja otetiin uudelleen käyttöön. Erikoista tässä onnettomuudessa on se, että siitä kerrottiin julkisesti vasta vuonna 1985. Siis vuosi ennen varsinaista katastrofia.

Sekä tuossa aikaisemmassa onnettomuudessa, että tässä historian tuhoisimmassa ydinvoimalaonnettomuudessa keskiössä on Tsernobylin ydinvoimalan reaktorit ja niiden toimintaperiaate. Niimpä ennen kuin mennään varsinaisen onnettomuuden kulkuun, meidän pitää perehtyä kyseiseen reaktiotyyppiin ja sen toimintaan.

Mä en tässä nyt käsittele tarkemmin ydinenergian perustana olevaa fissioreaktiota, koska siitä löytyy juttua alla olevalta videolta.

Mä tiedän, että tää ei todellakaan ole mikään helppo aihe, mutta yritän parhaani mukaan selvittää asian STUK:n sivuilta napatun kaaviokuvan avulla.

Onnettomuusvuonna 1986 Tsernobylin ydinvoimalassa oli toiminnassa neljä reaktoria ja kaksi uutta oli jo rakenteilla. Toiminnassa olleet neljä reaktoria tuottivat lähes 4000 megawatin sähkötehon, joka oli suurinpiirtein kymmenyksen koko Ukrainan sähköntarpeesta.

Ydinvoimalan tuottamasta tehosta on mainittava yksi asia. Ihmisillä saattaa nimittäin helposti mennä sekaisin ydinvoimalan tuottama lämpöteho ja sitten itse sähköverkkoon päätyvä sähköteho.

Esimerkki: Jos uraanin halkeaminen lämmittää reaktorin vettä 100 wattitunnin verran, siitä saadaan 33 wattituntia sähköä ja loput 67 wattituntia päätyy hukkalämpönä mereen.

Tsernobylissä käytetyt reaktorit olivat RBMK-1000 tyyppisiä, joita rakennettiin ainoastaan Neuvostoliitossa. Reaktorin sydän oli suurikokoinen ja sen halkaisija oli noin 12 metriä ja korkeus 7 metriä. Se koostui 1700 polttoainekanavasta ja niitä ympäröivistä neutronihidastimena toimivista grafiittilohkoista.

Reaktorin jäähdytteenä toimi tavallinen vesi, joka virtaa polttoainekanavissa reaktiosydämen läpi ja hyörystyy osittain.

Tämä höyry-vesi-seos virtaa reaktiosydämen yläpuolella oleviin höyryrumpuihin, joissa höyry ja vesi erotetaan toisistaan. Tämän jälkeen höyry johdetaan turbiinille ja lauhduttimen kautta takaisin höyryrumpujen vesitilaan. Täältä vesi pumpataan jälleen takaisin reaktoriin.

Tämän kaltaisen reaktorin etuna on se, että polttoainetta voidaan vaihtaa käytön aikana kanava kerrallaan, ilman että koko reaktoria tarvitsee sammuttaa.

Lisäksi Veden käyttö jäähdytyksessä ja grafiittihidaste mahdollistavat hyvin matalarikasteisen uraanin käytön.

Näistä eduista huolimatta RBMK-1000 reaktorilla on yksi todella merkittävä huono ominaisuus. Nimittäin reaktorista tulee epävakaa, kun sitä käytetään matalalla teholla.

Itse reaktori oli lujatekoisen betonirakennuksen sisällä ja se sijaitsi osittain maan alla. Reaktorihalli ylettyi 90 metrin korkeuteen. Hallin yläpinnan läpimitta oli 13 metriä.

Kohtalokas koe

25.4.1986 36 tuntia ennen, onnettomuutta alkoi tapahtumasarja, jonka lopputulosta kukaan ei varmasti osannut odottaa. Tuolloin Tsernobylin ydinvoimalan 4 reaktoria oltiin ajamassa huoltoseisokkiin. Tässä yhteydessä oli tarkoitus myös suorittaa koe, jonka tarkoituksena oli testata reaktoria, jos se irroitettaan ulkoisesta sähköverkosta.

Tavoitteena oli varmistaa, että päägeneraattori kykenee syöttämään sähkövirtaa pääkiertopumpulle ja hätäjäähdytysjärjestelmä’lle niin kauan, että varavoimadieselit käynnistyisivät.

Grafiittihidasteisessa RBMK-tyyppisessä reaktorissa oli sellainen ominaispiirre, että sen lämpötehon laskiessa tarpeeksi alas, noin 700 MW:n luokkaan, se muuttuu epävakaaksi.

25.4 kello 13.05 reaktorin teho oli laskenut niin, että toinen turbiini voitiin kytkeä irti. Koe jatkui edelleen hätäjäähdytysjärjestelmän irtikytkemisellä.

Pian tämän jälkeen Koko Ukrainan sähköntuotannosta vastannut, Kiovassa sijainnut ohjauskeskus ilmoitti, että Tsernobylin 4-reaktorin piti tuottaa sähköä 500 MW:n teholla aina klo 23 asti, jonka jälkeen Maan sähköntuotannon odotettiin kääntyvän laskuun.

Tässä vaiheessa hätäjäähdytys oli siis jo kytketty pois päältä, eikä Reaktoria olisi missään nimessä saanut pitää toiminnassa 9 tuntia ilman sitä. Näin kuitenkin tehtiin.

Kohtalokkaiden virheiden sarja

Heti tähän alkuun on manittava, että ylipäätänsä koko koe oli todella riskialtis ja vaati reaktorin käyttöä sellaisissa olosuhteissa, joiden tiedettiin olevan epävakaat.

Kun kello löi 11 illalla (Kuvita 25.4. kello 23.00) Kiovasta tuli lupa, että reaktorin alasajoa voitiin jatkaa. Samalla myös Tsernobylin ydinvoimalan 4-reaktorin valvomossa iltavuoro lähti kotiin ja yövuoro saapui paikalle.

Tshernobylin ydinvoimalaitoksen nelosreaktorin yövuoron esimies oli 32 vuotias Aleksandr Akimov. Hänen rinnallaan reaktorin operaattorina toimi 25 vuotias Leonid Toptunov Koko koetta johti Sukellusvenereaktoreiden parissa aikaisemmin työskennellyt Akimovin esimies Anatoli Dyatlov .

Ken kello oli hieman yli puolen yön reaktorin teho oli laskettu 700 MW, jonka oli tarkoitus olla tuon kokeen aloitusraja. Samalla kun tehoa oli laskettu, reaktoriin oli syntynyt kuitenkin liikaa ksenon-135-isotooppia. Tätä ilmiötä kutsutaan reaktorin myrkyttymiseksi.

Mitä enemmän ksenon-135-isotooppia on sitä hitaammin ydinreaktio tapahtuu ja sitä enemmän lämpötila laskee. Tällä reaktorin myrkyttymisellä olikin se seuraus, että Tsernobylin nelosreaktorin teho putosi itsestään 500 MW ja laski edelleen.

No tämän jälkeen operaattori Toptunov nosti ohjaussauvoja ylöspäin tarkoituksenaan nostaa nelosreaktorin tehoja. Tästä ja liian suuresta määrästä ksenon-135-istooppia seurasi kuitenkin se, että kello 00.28 reaktorin lämpöteho oli laskenut tasolle 30 MW.

Seuraavaksi Toptunov teki kohtalokkaan virheen ja nosti parisataa ohjaussauvaa kokonaan ulos reaktorista. Tämä oli ehdottomasti kiellettyä, mutta valvomossa työskennelleet miehet olivat siinä uskossa, että ohjaussauvojen poisveto palauttaisi tehot ennalleen.

Aluksi näyttikin siltä, että tilanne korjaantuisi. Kello 01:00 reaktorin teho oli noussut 7 % prosentin tietämille. Mutta kuten mää aikaisemmin tällä videolla kerroin, reaktorityypistä johtuen se toimi epävakaasti alhaisella lämpöteholla. Itseasiassa koko reaktoria ei olisi saanut käyttää alle 20 prosentin teholla.

Tässä vaiheessa yövuoron esimies Akimov oli ymmärtänyt, että jotain oli pielessä ja olisi halunnut lopettaa kokeen suorittamisen. Tämä ei kuitenkaan sopinut Dyatloville, joka vaati kokeen jatkamista. Ehkä takana oli se, että koetta oli suunniteltu aina tammikuusta asti ja Dyatlov halusi sen viimein päätökseen.

Niimpä koetta jatkettiin ja Akimov ja Toptunov nostivat kaikki käsikäyttöiset ohjaussauvat ylös. Reaktorin ytimessä ydinreaktio alkoi kiihtyä. Tästä seurasi se, että höyryä alkoi muodostua runsaasti.

Tätä ei kuitenkaan huomattu, koska reaktoriin pumnpattiin koko ajan lisää vettä. Itseasiassa tätä vettä pumpattiin niin paljon, että se ylitti turvallisuusmääräykset. Vesihöyryä syntyi kuitenkin niin paljon, että paine reaktorissa kasvoi valtavasti. Tässä vaiheessa Tsernobylin 4-reaktori oli kuin tikittävä aikapommi!

Tässä vaiheessa Toptunov sai tietokoneelta tulosteen, joka käski sammuttamaan reaktorin välittömästi. Toptunov ei kuitenkaan uskonut lukemaansa ja jatkoi työtään.

AZ-5-hätäpysäytyspainike - viimeinen virhe

Kello 01.23 Akimov ja Toptunov aloittivat generaattorikokeen joka oli kohtalokkaan koesarjan viimeinen vaihe. Sen toteuttamiseksi reaktorin pikapysäytin täytyi lukita. Tämän jälkeen höyrynsyöttö katkaistiin turbiinilta.

Samalla kun generaattorin toiminta hidastui, myös neljän syöttövesipumpun jäähdyttävä virtaus laski. Tämä johtui siitä, että ne saivat virtansa kyseiseltä generaattorilta. Reaktori alkoi kuumentua nyt todella voimakkaasti.

Pian valvomossa kuitenkin tajuttiin, että reaktorin toiminta oli jostain syystä riistäytynyt käsistä. Säätösauvoja ei voitu enää käyttää, koska kuumuus oli rikkonut laskumekanismit. Reaktoriytimessä oli käynnistynyt hallitsematon ketjureaktio.

Aleksandr Akimov teki vielä viimeisen kohtalokkaan teon. Hän löi pohjaan AZ-5-hätäpysäytyspainikkeen (kuvita yksikössä). Kun painiketta oli painettu, laskeutuva hätäpysäytyssauva syrjäytti vettä. Jäljelle jäänyt pieni vesimäärä höyrystyi nopeasti ja reaktorin teho nousi valtaviiin lukemiin! Ennen tuhoutumistaan reaktori tuotti hetkellisesti enemmän fissiotehoa kuin kaikki muut maailman ydinvoimalat yhteensä.

Tämän jälkeen Reaktorin jäähdytysputket ja kansi rikkoutuivat hetkessä valtavan paineennousun ja höyryräjähdyksen johdosta.

Turbiinihalli palaa

Ensimmäistä räjähdystä seurasi pian toinen räjähdys, jonka on esitetty myöhemmin isotooppianalyysin perusteella olleen pienimuotoinen ydinräjähdys, joka oli teholtaan noin 10 tonnia TNT:tä. Tosin tälle räjähdykselle on esitetty myös muitakin syitä, kuten esimerkiksi usean yhtäaikaisen höyryräjähdyksen sarjaa.

Räjähdysten voimasta reaktiohallin katto repeytyi ja ilmaan, kilometrien korkeuteen, sinkoutui 50 tonnia radioaktiivista ainetta. Samalla polttoaineen ja hidastimena käytetyn grafiitin palasia lensi ympäri Tsernobylin ydinvoimalan laitosaluetta. Kun näitä kuumia grafiitinpalasia päätyi kolmosyksikön reaktiohallin ja kolmos- ja nelosyksiköiden yhteisen turbiinihallin katolle ne sytyttivät kattojen päällystyksessä käytetyn bitumin palamaan.

Sisällä nelosreaktorin valvomossa vallitsi järkytys. Huone oli pullollaan laastia, betoninkappaleita, lasinsirua ja höyryä. Kukaan ei ymmärtänyt, mistä räjähdys oli johtunut, koska kokeen ajateltiin sujuneen kuitenkin onnistuneesti loppuun asti.

Pian kuitenkin karmea totuus valkeni, kun joku työntekijöistä juoksi paikalle ja ilmoitti että turbiinihalli palaa. Näky ulkona oli hirvittävä. Reaktorin punaisena hehkuva grafiitti, valtavat liekit ja joka puolella leijaileva sankka savu sai Tsernobylin ydinvoimala-alueen näyttävän sotatantereelta.

Palomiehet saapuvat välittömästi paikalle

Ensimmäisenä paikalle ehtineet palomiehet tuskin tiesivät sitä, että nelosreaktori säteili nyt ympäristöön 20 000 röntgeniä tunnissa. Kyseinen säteilyannos on niin suuri, että jo parin minuutin annos on tappava.

Ensimmäisten palomiesten jälkeen paikalle hälytettiin kaikki käytettävissä olevat palomiehet mitä vain voimalan lähialueilta löytyi. Paikalle saapuneet palomiehet huomasivat välittömästi, että liekkien ja savun lisäksi reaktiohallin yllä kohosi oudonnäköinen pilvi.

Palomiehet työskentelivät ankarasti saadakseen tulipalot sammumaan. Tärkeä oli yrittää estää palon leviäminen viereiseen kolmosreaktoriin. Palomiehet kiipesivät katolle ulkoportaita pitkin ja pumppasivat kolmosreaktoriin vettä voimalan jäähdytysaltaasta.

Kun puoli tuntia oli kulunut, ensimmäisiä paikalle tulleita palomiehiä alkoi heikottamaan. Heidän suussaan maistui oudolta ja monilta menivät jalat alta. Lisäksi oksentelua tapahtui runsaasti.

Paikalla oli tuotu säteilymittareita, mutta niiden asteikko ei riittänyt. Huonovointisia palomiehiä ohjattiin suihkuun, jonka jälkeen heidät vietiin sairaalan vuodeosastolle. Heillä ei ollut enää juurikaan elinaikaa jäljellä.

Palomiehet saivat sammutettua tulipalot aamuviiteen mennessä lukuun ottamatta nelosreaktoria, joka paloi jälkilämmön ylläpitämänä

Aamu valkeni läheisessä Prypjatissa aurinkoisena. Vain harva oli kuullut onnettomuudesta ja koulun pihalta kuului lasten naurua ja laulua. Kirkas ja kaunis ilma houkutteli ulos suuren joukon ihmisiä.

Nekin ihmiset, jotka olivat kuulleet räjähdyksestä, eivät ymmärtäneet, että säteily kaupungissa oli tappavaa.

Seuraavassa artikkelissa jatketaan siitä, kun koko maailmalle selviää minkälaisesta katastrofista Tsernobylin ydinvoimalaonnettomuudessa todella oli kysymys.