Czarnobyl (2019)

Nocą 26 kwietnia 1986 r. w elektrowni atomowej w Czarnobylu (dziś na Ukrainie) przeprowadzano zaległy test systemów bezpieczeństwa najnowszego reaktora. Skończył się największym w dziejach „pokojowym” uwolnieniem do atmosfery izotopów promieniotwórczych.

Z grubsza chodzi o równowartość emisji kilkuset, a może i tysiąca wybuchów w Hiroszimie. Mylący był tu brak charakterystycznego grzyba sięgającego ponad chmury, oślepiającego błysku, ogłuszającego huku oraz promieniowania cieplnego i fali uderzeniowej. Było za to promieniowanie i opad promieniotwórczy, czyli poczęstowanie zestawem trucizn działających na układ komórkowy wszelkich żywych organizmów. Trucizn tych nie czuć w chwili pochłaniania, a tym większych dokonują uszkodzeń, im bardziej skomplikowany jest organizm.

Wszystko mogłoby skończyć się jeszcze gorzej, gdyby nie prowadzona z poświęceniem akcja ratownicza. Ofiarami błędów zaniechania, dezinformacji i chaosu padli przede wszystkim strażacy. I to pokazuje w pełni serial „Czarnobyl”.

 
kadry z serialu "Czarnobyl"

Jakość filmu

Bez dwóch zdań - to jak dotychczas najlepszy film o awariach w dziedzinie energii atomowej. Ma walor niemalże dokumentalny i to mimo zastosowanych uproszczeń. Przy czym świetnie uzupełnia wszelkie dotychczasowe informacje o katastrofie.

O ile nie brakowało mniej lub bardziej niezrozumiałych opisów katastrofy i walki z jej skutkami, to były one z jednej strony suche i wybiórcze (zwolennicy energii atomowej), a drugiej całkowicie emocjonalne i niekonkretne (jej przeciwnicy). Wszystkie miały ogromne luki informacyjne. Analizy działań strażaków do dziś po prostu brak, bo nie można nią nazwać lakonicznych opisów, że przyjechali z tylu a tylu miast i namęczyli się przy gaszeniu, a niektórzy weszli na jakiś dach i nikt ich więcej nie widział.

Film pozwala na wytworzenie spójnego obrazu przez połączenie w logiczną całość tego, co dotychczas było wiadomo z łaski propagandy: istotnych okoliczności przebiegu katastrofy, szczegółów akcji ratowniczej. Dzięki temu jesteśmy w stanie wyrobić sobie pojęcie o długotrwałości tych działań, tudzież o skutkach ewakuacji ludzi i wybicia zwierząt. Możemy prześledzić proces tak dezinformacji, jak i decyzji politycznych - obydwa wystarczająco szokujące, mimo naprawdę istotnych złagodzeń.             

Wybuch

Widzimy go oczami zarówno sprawców, jak i mieszkańców odległego o kilka kilometrów miasta Prypeć. Pierwsi doświadczają drżenia budynku w posadach, a drudzy widzą nieznaczny błysk w oddali, odczuwają drżenie szyb i słyszą opóźniony huk gromu. Co i dlaczego - wiemy tyle samo, co oni wówczas. A że jest noc, wszystko widać tym lepiej. Oni też chcieli lepiej widzieć. W tym celu mieszkańcy Prypeci wyszli na teren wolny od zabudowy i zadrzewienia. Tym samym poddali się silnemu opadowi promieniotwórczemu. Mimo że żyli z tej elektrowni, mało kto z jej pracowników, a już szczególnie ich rodzin, rozumiał zagrożenia, jakie może nieść ze sobą jakiś tam pożar dachu czy wybuch wodoru. Zwłaszcza że w niebo bił z pożaru wysoki słup światła, jak z reflektora, jarzący się pięknie na niebiesko i zielono. A to, co piękne, nie może być groźne, prawda?

W żadnym z przekazów nie dało się o tym widoku przeczytać, pokazał go dopiero film.

Jak powstaje prąd w elektrowni atomowej?

Dokładnie tak samo, jak w węglowej, tylko zamiast pieca mamy reaktor atomowy, uwalniający wielkie ilości ciepła. Do odbioru i transportu tego ciepła służy woda, doprowadzona do stadium pary. Dlatego obok każdej elektrowni, nie tylko atomowej, musi znajdować się jakieś jezioro, a najlepiej kilka.

Generalnie przemiana wody ze stanu ciekłego w gazowy, czyli w parę wodną, łączy się z przemianą energii cieplnej w mechaniczną, czyli temperatury w ciśnienie, gdyż objętość pary wodnej jest wielokrotnie większa niż wody. Ciśnienie pary wodnej napiera na łopatki turbin, przymocowane do osi, która napędza generator prądu. Najczęściej jest tak, że zarówno turbina, jak i generator mają tę samą oś, tworząc turbogenerator.

Niestety, taki opis wzorcowego działania musi być przełożony na rzeczywistość. Każde urządzenie ma swoje optymalne warunki pracy, a ciśnienie pary wodnej zależy od jej temperatury. Wszędzie, nawet w elektrowniach atomowych, walczy się ze stratami ciepła, bo są to straty mocy. Wodę w układzie przemian energetycznych reaktorów atomowych trzyma się w obiegu szczelnie zamkniętym, gdyż po pierwsze jest wysoce radioaktywna, po drugie była uzdatniona do takiej pracy, więc i ona kosztuje.

W reaktorach radzieckich układy wodne są niezmiernie skomplikowane, z siecią tworzoną przez tysiące rur, co miało swoje znaczenie dla przebiegu katastrofy i walki z nią.

 
fot. Sterownia IV bloku - w tym miejscu podjęto decyzje, w wyniku których doszło do katastrofy.

Pożar

Pożar był widoczny, wszak dotyczył wielkiego budynku reaktora i rozprzestrzenił się, a właściwie został rozrzucony wybuchem na towarzyszącą zabudowę. Nie pokazano żadnych działań zakładowej straży pożarnej, bo takowa nie istniała. Zaalarmowano wszystkich strażaków z Prypeci, następnie z innych miast, w tym z Kijowa. Tego dowiadujemy się niejako w domyśle. Wykorzystano tylko w filmie, żeby podnieść napięcie, rozmowy dyspozytorów. To działa.

Widzimy tragedię strażaków z Prypeci.

Ugaszenie pożaru wokół reaktora i jego obudowy było konieczne. Samego reaktora nie można było gasić wodą - to skończyłoby się wtórnymi wybuchami mieszaniny piorunującej. Strażacy nie wiedzieli, z jakim zagrożeniem mają do czynienia, co na filmie bardzo dobrze pokazano. Zresztą dyrekcja elektrowni przez kilkanaście godzin udawała, że nic wielkiego się nie dzieje, podobnie jak władze polityczne Związku Sowieckiego. Wymowny symbolicznie dla stanu tego socjalistycznego raju na ziemi może być fakt, że w specjalnie chronionym radzieckim cudzie techniki i myśli naukowej na cztery reaktory atomowe wysokiej mocy (łącznie 800 ton uranu) były tylko dwa wielkoskalowe mierniki skażeń, przy czym jeden nie działał, a drugi był zamknięty w sejfie dyrektora.

Szokujący był brak przygotowania zawczasu dla strażaków jakichkolwiek ubrań ochronnych, aparatów izolujących, butów, rękawic, zapewniających szczelność nie tyle na promieniowanie przenikliwe, co jego nośniki, jak pył i woda. Samochody i sprzęt też nie były znacząco lepsze niż gdzie indziej w ZSRR; bez porównania lepiej wyposażone są nasze dzisiejsze OSP. Ale też i szpital w Prypeci w żaden sposób nie był przygotowany na to, że może mieć do czynienia ze skutkami radiacji. Zgroza!

Strażacy gasili ten pożar w zwyczajnych, takich samych jak w całym Związku Sowieckim ubraniach, tylko w miejscach występowania najwyższych temperatur (mało to widać w filmie, ale są zdjęcia z katastrofy) zakładali lepiej chroniące ubrania żaroodporne. Należy zaznaczyć, że nasze ubrania bojowe z tamtego czasu były jeszcze gorsze od sowieckich: oni mieli kurtki brezentowe. Ba! Nawet ich ubrania polowe miały wstawki z brezentu na ramionach i górnej części pleców, więc przynajmniej nie przesiąkały od razu wodą jak nasze wspaniałe moro. Zatem niektórzy rosyjscy strażacy mieli nieco więcej szczęścia od innych, w czym te skrawki brezentu miały swój drobny udział. Zwłaszcza ci, którzy nie musieli podchodzić do ścian bloku nr 4.

Pożary, bo nie był to jak w filmie jeden pożar krateru w ruinie bloku nr 4, trzeba było ugasić: płonące elementy rozrzucone na sąsiednie obiekty, w tym na dach bloku nr 3, pod którym znajdował się czynny reaktor, taki sam jak zniszczony. Ugaszono je. Na tym skończyła się rola gaśnicza strażaków. Inne ich czynności, pomocnicze, a niezmiernie istotne, trwały aż do końca prac zabezpieczających.

Oficjalnie za ofiary śmiertelne katastrofy uznano zaledwie 31 osób, wśród nich siedmiu strażaków. To mylące, bo pośród niemal 200 ludzi porażonych wysokimi dawkami promieniowania w pierwszej dobie katastrofy strażaków było najwięcej.

Niebezpieczeństwa związane z wodą

Niestety, woda ma właściwości wybuchowe. Dwojakiego rodzaju.

Pierwsza łączy się z przemianą w parę wodną. Ciśnienie może okazać się zbyt wysokie dla układu, więc para go rozsadzi i przeniknie tam, gdzie nie powinna. Wtedy, w zetknięciu z bardzo wysokimi temperaturami, objawia się jej druga właściwość wybuchowa: rozkłada się na cząsteczki wodoru i tlenku wodoru, czyli na paliwo i utleniacz. Nie bez kozery mieszaniny wodoru z powietrzem nazywa się piorunującymi. To właśnie wybuchy wodoru są przyczynami większości poważnych awarii w elektrowniach atomowych. Taki wybuch zniszczył pokrywę stalowo-serpentynitową reaktora w Czarnobylu o masie 2000 ton; takie wybuchy rozbiły jeszcze cięższe, „bezpieczne” obudowy żelbetonowe reaktorów w Fukushimie.

To dlatego ważne są systemy bezpieczeństwa, działające automatycznie, zależnie od wskazań temperatury w miejscach krytycznych, bądź uruchamiane poprzez przyciski sterujące. Przede wszystkim wody chłodniczej w postaci ciekłej nigdy nie może zabraknąć, co pozwala na zachowanie parametrów instalacji i substancji w granicach wartości bezpiecznych.

fot. Płyta reaktora RBMK-1000 w III bloku elektrowni w Czarnobylu. Tak samo wyglądała płyta IV bloku, który wybuchł. Widzowie serialu pamiętają zapewne mrożącą krew w żyłach scenę, w której elementy płyty zaczynają drgać, co zwiastuje bliską eksplozję.

Elektrownia pracowała dalej

Niestety, nie pokazano w filmie, prawdopodobnie by nie osłabiać grozy sytuacji, że elektrownia nie składała się z tylko jednego bloku reaktora. Były jeszcze trzy bloki, o numerach od 1 do 3. Bloki nr 1 i 2 nie przerwały pracy. Reaktor w bloku nr 3 wyłączył jego operator (zrzucił awaryjnie „hamujące” pręty grafitowe) wbrew poleceniu dyrekcji.

Ostatni blok elektrowni wyłączono w 2000 r. Zupełnie niepotrzebnie, bo po katastrofie trudno było o lepiej chronioną elektrownię atomową i w lepszej lokalizacji (otoczonej parkami narodowymi wyznaczającymi z grubsza promień 30 km, już raz mocno skażonymi). Brak pracy choćby jednego bloku jest potęgowaniem strat spowodowanych przez awarię, co bardzo obciąża Ukrainę. Czy inne, podobne elektrownie wyłączono? Kilka tak, ale nie wszystkie.

Sterowanie reaktorem

Jak działa piec węglowy, każdy wie: chcemy więcej ciepła, dokładamy więcej paliwa i zapewniamy więcej tlenu (powietrza) przez jego nadmuch. W elektrowni atomowej dzieje się odwrotnie. Tu nie dostarcza się paliwa i tlenu, by mocniej się paliło. Paliwo już jest załadowane do reaktora w ilości maksymalnej, a całość jest chroniona przed jakimkolwiek dostępem tlenu. Zasadą jest nie napędzanie, a hamowanie reakcji, do czego używa się jej spowalniaczy - moderatorów (w czarnobylskim przypadku służyły do tego grafit i woda). Chcemy więcej energii, wyjmujemy spowalniacze z reaktora. Chcemy uzyskać jej mniej albo zatrzymać reakcje, wkładamy je do niego.

Paliwo atomowe to cyrkonowe rurki wypełnione granulkami (pastylkami) pierwiastków promieniotwórczych, na ogół wzbogaconego uranu, ułożone w pakiety. Taki pakiet to pręt paliwowy. Pręty paliwowe są wkładane do tego, co wypełnia reaktor: osłon z odpowiednio ukształtowanego grafitu, czyli węgla, który ma właściwość spowalniania neutronów, a co za tym idzie - lepszego wykorzystania energii atomowej, bo przy mniejszych prędkościach jest więcej zderzeń, czyli ciepła. W reaktorze mamy miejsce na dodatkowe pręty grafitowe - wykorzystanie go pozwala zahamować reakcje atomowe. To wsuwanie i wysuwanie prętów powoduje hamowanie bądź przyspieszanie reakcji. W radzieckiej wersji (czyli czarnobylskiej) całość jest podziurawiona setkami rur z wodą.

Paliwo atomowe z czasem „wypala się”, czyli zużywa. Pręty z zużytym paliwem są wymieniane sukcesywnie na gotowe do działania. Te zużyte mają obniżoną radioaktywność. To cenny materiał, bardzo ciężki i twardy, używany do różnych celów, np. produkcji tak pocisków przeciwpancernych, jak wzmacniania pancerzy.

rys. Schemat obiegu wody w reaktorze w Czarnobylu

Dalsze działania

Autorzy filmu pokazali rozwój akcji ratowniczej: pomysły na nią, stopniowe kierowanie do tego celu zasobów państwa aż do zaangażowania ogromnych sił (ludzie) i środków (technika). Ten rozmach widać i niejako czuć. Widz oczywiście nie jest pozostawiony bez komentarza na temat oglądanych wydarzeń. Niejednokrotnie wie więcej niż ludzie podejmujący wówczas decyzje, wszak post factum łatwiej sterować rozumem zgodnie z ustaloną logiką wydarzeń.

Mamy zatem pomysł na gaszenie stopionego reaktora mieszaniną boru i piasku zrzucaną ze śmigłowców. Można wątpić, czy istotnie chodziło o ugaszenie pożaru, czy raczej o spowolnienie reakcji rozszczepiania. Bo trudno oprzeć się wrażeniu, że pożar trwał, póki 1700 ton grafitu z reaktora się nie wypaliło. Wiemy, że stopiony rdzeń reaktora może się przepalić przez beton do znajdującego się pod spodem zbiornika z wodą. Pozbycie się tej wody to istotny problem, z emocjami większymi niż w filmie „Szczęki”. Dalej widzimy pracę górników, którzy pod tym wszystkim budują miejsce na wymiennik ciepła: chłodniejszy reaktor mniej niszczy termicznie otoczenie. Tymczasem odbywa się ewakuacja ludzi (350 tys.). Widzimy, jak rozwiązano problem zwierząt domowych.

Możemy zobaczyć, jak zawodzi wszelka technika w zetknięciu z promieniowaniem, łącznie z łazikami kosmicznymi, więc do akcji muszą wejść „bioroboty”. To teraz wiadomo, ale dopiero film pokazał, co i jak próbowano zrobić.

Wreszcie mamy proces karny sprawców bezpośrednich. I wtedy dopiero, tak jak wszyscy, dowiadujemy się o istotnym przebiegu awarii, nie mniej emocjonującym od pierwszych czterech odcinków - to dlatego o jej przyczynach nie piszę ani słowa. Tudzież dostajemy szokujące wykazy strat i kosztów.

Spotęgowanie problemów z palnością

Problem również w tym, że zarówno grafit, jak i niestety uran, są materiałami palnymi. Mamy więc w najbardziej niekorzystnym przypadku, gdy wody jest za mało do schłodzenia, nie tyle reaktor atomowy, co ogromny piec wypełniony kilkoma tysiącami ton paliwa: grafitu, czyli węgla i uranu (w reaktorach radzieckich odpowiednio około 1700 ton i niemal 200 ton). W stanie awaryjnym woda, zamiast chłodzić, zmienia się w mieszaninę wybuchową, zdolną uszkodzić dosłownie wszelkie obudowy i instalacje. Nie ma chłodzenia, nie ma systemu wyhamowania wzrostu temperatury, więc układ szybko rozgrzewa się do temperatur niebezpiecznych mechanicznie dla obudów prętów paliwowych. Dostęp tlenu powoduje zapalenie rozgrzanego do bardzo wysokich temperatur palnego przecież grafitu, zwłaszcza że jest go bardzo dużo. Dalej topią się pręty paliwowe i zapala uran.

Wszystko to wydziela ogromne ilości izotopów promieniotwórczych. One co prawda rozpraszają się w atmosferze, ale wcześniej czy później trafiają na ziemię jako opad promieniotwórczy. Ugaszenie go jest niezmiernie trudne, bo układ ten sam siebie doprowadza do stanu niemal gazowego i pyłowego, na skutek energii atomowej, aż się wypali. Wypalenie może trwać bardzo długo i nawet tak jest bezpiecznej - szybsze oznaczałoby jeszcze wyższe temperatury, przepalenie wszelkich osłon i dostanie się go do wód gruntowych. Wtedy nastąpiłoby nie tylko ich trwałe zatrucie, ale też seria wybuchów typu wodorowego oraz uwolnienie do atmosfery całego potencjału skażenia. Tudzież zniszczenie otoczenia, czyli innych reaktorów, na zasadzie domina.

Co wtedy działo się w Polsce?

Władze ZSRR okłamywały nawet swoich sojuszników, jednak produkowanie w jednym miejscu efektów kilkudziesięciu wybuchów jądrowych na dobę nie mogło zwyczajnie rozejść się w atmosferze. Przez dwa dni skutecznie ukrywano przez światem informację o awarii. Nasze Centralne Laboratorium Ochrony Radiologicznej na podstawie wyników pomiarów krajowych (500-krotne przekroczenie wartości nominalnych) dokonanych 28 kwietnia sądziło, że w pobliżu nastąpił wybuch bomby atomowej. Zapytywana o to ojczyzna światowego komunizmu zaprzeczała. Mimo to w Polsce następnego dnia podjęto decyzję o podawaniu płynu Lugola, blokującego dostęp radioaktywnego jodu do tarczycy: za sprawą dezinformacji Wielkiego Brata o trzy dni za późno. Wydano też zalecenia o niewypasaniu bydła na terenach zielonych, o podawaniu dzieciom mleka w proszku.

To jedna strona medalu. Druga jest taka, że piszący te słowa jako uczeń Technikum Kolejowego w Warszawie niezbyt dobrze wiedział, co i czym grozi, a pod groźbą utraty miejsca w internacie musiał, tak jak miliony młodzieży i dzieci, wziąć udział w pochodzie pierwszomajowym. Wielu młodych w tamtych latach ludzi, zwłaszcza kobiet, do dziś ma problemy z tarczycą, nie mówiąc już o wzmożeniu śmiertelnych nowotworów. Przypadki te, jak wiele zresztą innych, rozpływają się jednak w danych statystycznych równie skutecznie, jak za starych, radzieckich czasów. Również dlatego warto obejrzeć serial „Czarnobyl”.

Warto też go obejrzeć z jeszcze jednego powodu. Należy postawić się w roli strażackich wykonawców rozkazów albo rozkazodawców: wydać lub przyjąć rozkaz śmierci w męczarniach dla dobra ludzkości. To bardzo zmienia sposób oglądania.

Żeby nie pozostawić niedomówień: piszący te słowa należy do zwolenników energii atomowej.

W następnym odcinku - pożar klasztoru z filmu „Imię róży”.

st. bryg. Paweł Rochala jest doradcą komendanta głównego PSP
fot. Krystian Machnik, kadry z serialu "Czarnobyl"

Czy może dojść do wybuchu jądrowego w wyniku pożaru w elektrowni atomowej?

Nie może, na co wskazują wszystkie dotychczasowe awarie. Co prawda ilość paliwa jądrowego w reaktorze czarnobylskim robi wrażenie: 192 tony uranu, jest to jednak uran słabo wzbogacony, do 1,8%. Czyli mimo wielkiej ilości jest go zbyt mało, by wytworzyć masę krytyczną (przy tym musi być ona zwarta) do reakcji rozszczepienia.

Co nie znaczy, ze problem jest mały, wręcz przeciwnie. To nie tylko 192 tony wysoce radioaktywnego uranu, ale też około 1700 ton trwale napromieniowanego grafitu i dziesiątki tysięcy litrów wysoce radioaktywnej wody. Mimo braku wybuchu jądrowego powstające szkody dalekosiężne mogą być znacznie większe niż przy wybuchu, który zużyłby większość energii atomowej na cieplną.

Do zniszczenia Hiroszimy wystarczyło 1 kg uranu z użytych 64, większość spłonęła „bezużytecznie”. W reaktorze nr 4 w Czarnobylu uranu było 192 tysiące razy więcej niż efektywnie rozszczepionego nad Hiroszimą. Jeśli zaś porównać tylko wartość procentową wzbogacenia uranu (1,8% w paliwie atomowym, tymczasem w „paliwie” bomby atomowej 80-90%), to pierwiastków promieniotwórczych z reaktora przy masie nadkrytycznej 55 kg (mniejsza bomba uranowa nie stworzy grzyba atomowego) wystarczyłoby do zbudowania „zaledwie” około 60 bomb atomowych. Jako że dziś umiemy wykorzystać cały uran, każda taka bomba byłaby jednak 50 razy silniejsza niż ta z Hiroszimy. I to jest dopiero miara nie tyle wyniku, co potencjału czarnobylskiej katastrofy.