Tsjernobyl-atomkraftverkkatastrofen og dens langvarige effekter

Tsjernobyl-katastrofen i 1986 fant sted ved et atomkraftverk i den ukrainske SSR. En av de fire reaktorene i anlegget eksploderte på grunn av ustabile forhold og manglende sikkerhetsprosedyrer. Katastrofen etterlot områder rundt reaktoren utsatt for skadelige radioaktive materialer, som også reiste til andre områder, inkludert dagens Hviterussland og Russland. Studier utført på strålingen i området har avslørt at katastrofen førte til en rekke helse- og miljøproblemer, sammen med dødsfallene som skjedde kort tid etter hendelsen.

Hva forårsaket Tsjernobyl-katastrofen?

Tsjernobyl-atomkraftverket ble bygget på slutten av 1970-tallet og begynnelsen av 80-tallet. Den besto av fire RBMK-reaktorer, som kunne generere opptil 1000 megawatt elektrisk kraft per reaktor. RBMK er en sovjetisk-designet kokende lettvannsreaktor som bruker urandioksidbrensel. Anlegget var stasjonert i dagens Nord-Ukraina, omtrent 130 kilometer nord for Kiev og omtrent 20 kilometer sør for grensen til Hviterussland. RBMK-reaktorenhet 1 og 2 ble konstruert på 1970-tallet, og enhet 3 og 4 ble ferdigstilt i 1983. Planer for ytterligere reaktorer var på plass da katastrofen inntraff.

Den 25. april 1986 ble det utført en test under en rutinemessig vedlikeholdsstans for å se om reaktoren kunne produsere elektrisk kraft til nødutstyr i tilfelle stasjonen mistet strømmen. Testen ble imidlertid utført når reaktoren var i en ustabil tilstand. Kraften ble redusert betydelig under nivået den skulle ha vært for å stabilisere reaktorens tilstand før stans. RBMK-reaktoren har en positiv tomhetskoeffisient , som betyr at dampproduksjonen øker når kraften økes, eller vannstrømmen reduseres. Denne prosessen fører til at drivstofftemperaturen også øker. Når kraftnivåene er svært lave, fører det til at den positive tomromskoeffisienten blir dominerende. Som et resultat skaper det ustabile forhold for reaktoren og gjør den sårbar for sporadiske strømstøt.

Anleggsoperatører forsøkte å øke kraftnivået til en stabilisert tilstand. Kontrollstaver brukes for å holde reaktoren kontrollert. Imidlertid ble det kun brukt en håndfull stenger under testen sammenlignet med minimum 30 stenger som kreves for sikker operasjon. I et forsøk på å opprettholde konstant kraft, fjernet operatørene de fleste kontrollstengene. Dette kompromitterte tilstanden til reaktoren ytterligere. Ettersom operatørene fortsatte å prøve å opprettholde kraft og damptrykk, bestemte de seg for å redusere mengden vann som trengs for å avkjøle reaktoren. En dampeksplosjon skjedde på grunn av økt varme- og dampproduksjon, og en andre eksplosjon fulgte sekunder senere.

Den første eksplosjonen ødela reaktorkjernen og førte til at dekselet til reaktoren ble løftet. Det førte også til at mer enn 1500 trykkrør sprakk. Reaktorkjernen ble eksponert etter den andre dampeksplosjonen, som i stor grad er ansvarlig for utslipp av radioaktive materialer til miljøet. Eksplosjonene skjedde rundt klokken 01.23 den 26. april 1986. Vurderinger av ulykken fastslo at årsaken til eksplosjonene skyldtes manglende sikkerhetsprosedyrer hos en del av anleggsoperatørene og noen feil i utformingen av reaktoren. .

Umiddelbare ettervirkninger av ulykken

Fragmenter og varm grafitt ble kastet ut fra brenselkanaler og reaktoren. Det startet en rekke branner som bidro til at flere radioaktive materialer ble sluppet ut i atmosfæren. Gjennom dagen 26. april ble hundrevis av tonn vann sprøytet inn i halvparten av reaktoren som fortsatt var delvis intakt. Injeksjon av vann i reaktoren ble stoppet etter at bekymringen vokste over vann som muligens lekker inn i enhet 1 og 2 reaktorene. Tusenvis av tonn sand, leire, bor og andre materialer ble dumpet på reaktorkjernen for å slukke brannen ved kjernen og forhindre utslipp av flere radioaktive partikler. Denne prosessen pågikk i omtrent ni dager.

En operatør døde da eksplosjonene skjedde, og en annen døde på sykehuset timer senere som følge av skader. Innen 36 timer etter ulykken ble rundt 49 000 innbyggere i den nærliggende byen Pripyat evakuert fra området. Innen tre uker etter ulykken ble rundt 116 000 mennesker som bodde innenfor en radius på 30 kilometer fra Tsjernobyl-anlegget flyttet til mindre forurensede områder. I 1986 og 1987, ca 240 000 beredskapsarbeidere ble kalt inn for å hjelpe til med å rydde opp på siden. I løpet av de første ukene etter opprydding døde 28 personer som følge av akutt strålingssyndrom (ARS) på grunn av høye mengder stråling.

Radioaktive materialer sluppet ut i miljøet

Reaktoreksplosjonen i Unit 4 slapp ut mer enn 100 radioaktive elementer i miljøet. Noen elementer hadde kortere levetid, mens andre fortsatt var til stede innenfor Tsjernobyl eksklusjonssone (CEZ) . CEZ er kjent som området innenfor 30 kilometer fra anlegget. Noen av de farligste radioaktive elementene som ble sluppet ut i atmosfæren etter eksplosjonen inkluderte jod, cesium og strontium. Mest strålingseksponering som skjedde kort tid etter ulykken var forårsaket av jod-131. Dette radioaktive elementet har en halveringstid på åtte dager. Cesium-137 var mer farlig på lang sikt, med en halveringstid på rundt 30 år.

Forskere utførte en studie på avlingene i Tsjernobyl-regionen å teste nivået av radioaktiv forurensning 25 år etter ulykken inntraff. Nesten halvparten av prøvene de samlet inneholdt fortsatt Strontium-90, ansett som svært farlig for konsum. En liten befolkning av innbyggere som tidligere ble evakuert fra stedet på ulykkestidspunktet har siden returnert. CEZ er ulovlig å bo i; noen innbyggere har imidlertid bestemt seg for å bosette seg i området.

Gjennom årene etter ulykken har forskere og forskere studert hvordan ulike konsentrasjoner av stråling i materialer rundt stedet har påvirket helsen til innbyggere. Disse studiene gir også innsikt i hvordan langvarig eksponering for visse radioaktive elementer påvirker menneskers helse. Støv og rusk spredte det meste av de radioaktive elementene til omkringliggende områder. Jordsmonnet i CEZ inneholdt også radioaktive elementer.

Vind- og værforhold førte til at noen av disse materialene reiste til andre regioner. Radioaktivt nedfall skjedde i mange deler av den nordlige halvkule. Store deler av Ukraina, Hviterussland og Russland opplevde økte nivåer av radioaktivitet. Enkelte deler av Skandinavia og Europa opplevde også mindre forurensning. Mengden forurensning i disse områdene varierte på grunn av den inkonsekvente fordelingen av radioaktive elementer forårsaket av naturlige værforhold. Om 190 tonn fisjonsprodukter og urandioksidbrensel var i Unit 4-reaktoren. Sovjetiske forskere anslår at opptil 30 % av disse produktene ble sluppet ut i miljøet.

Effekter av radioaktive elementer i Tsjernobyl på mennesker og dyreliv

Mennesker som ble mest påvirket av eksponering for radioaktive elementer var nødhjelpspersonell som brukte tid på å rydde opp i Tsjernobyl-katastrofestedet. Mange led av ARS, som forårsaker brannskader, hodepine, feber og gastrointestinale problemer. Høye mengder eksponering for stråling var farligere for disse individene sammenlignet med de som har vært utsatt for lavere nivåer på lang sikt.

En studie utført av forskere ved National Institutes of Health (NIH) konkluderte med at barn eksponert for radioaktivt jod hadde økt risiko for å bli diagnostisert med kreft i skjoldbruskkjertelen. Jod fra ulykken ga fra seg stråling som forstyrrer de kjemiske bindingene i et menneskes DNA. Svulster ble også funnet hos individer som ble utsatt for høye stråledoser.

Forskere og forskere brukte Tsjernobyl-katastrofen som en mulighet til å gjennomføre studier på hvordan dyr ble påvirket av radioaktivt nedfall. En studie viste det østlige trefrosker i CEZ gikk gjennom en rask evolusjonær endring. Froskene som ligger nær Tsjernobyl-området var beksvarte i fargen sammenlignet med andre individer av samme arter andre steder. Denne evolusjonsprosessen fant sted over ti generasjoner av de østlige trefroskene som bodde i CEZ.

Genetiske endringer og mutasjoner påvirket også andre dyr i CEZ. Fugler som ble utsatt for høye nivåer av stråling hadde synlige svulster. Noen fugler og pattedyr viste også delvis albinisme. Forskere slo fast at Tsjernobyl-katastrofen ville ha langsiktige effekter på de biologiske systemene til arter og økosystemer som er tilstede i CEZ.

Svar på Tsjernobyl-katastrofen

Tsjernobyl-katastrofen ødela området rundt anlegget og påvirket direkte innbyggerne i Pripyat. Tusenvis av mennesker ble direkte eksponert for skadelig radioaktivt materiale som ble sluppet ut fra reaktorkjernen ved eksplosjonene. Branner som brøt ut fra ulykken førte til at radioaktive elementer ble distribuert ut i atmosfæren. Dagens Ukraina, Hviterussland og Den russiske føderasjonen var mest berørt av radioaktiv forurensning. Omtrent 6,4 millioner mennesker bodde i områder som var forurenset.

Radioaktive materialer er fortsatt til stede i Tsjernobyl, men eksponeringsnivåene er mye mer tolerable. Langtidseksponering fortsetter imidlertid å utgjøre en trussel mot menneskers helse. Flere sikkerhetstiltak ble iverksatt som svar på Tsjernobyl-ulykken for å forhindre fremtidige ulykker. De Det internasjonale atomenergibyrået (IAEA) gikk inn for å hjelpe land i tidligere Sovjetunionen og Sentral- og Øst-Europa for å identifisere problemer i RBMK-reaktordesignet. Designforbedringer og oppgraderinger ble gjort til RBMK-reaktorene for å eliminere eventuelle mangler. IAEA bidro også til å øke bevisstheten om operasjonell sikkerhet.

Unit 4-reaktoren ble dekket med et midlertidig betong- og stålskjold, kjent som 'sarkofagen', for å forhindre at flere radioaktive elementer slippes ut i miljøet. Sarkofagen ble bygget i mai 1986 og omslutter hele Unit 4-reaktoren. Bekymringer over tilstanden til sarkofagen og dens forringelse på grunn av stråling førte til lanseringen av et nytt prosjekt for å beskytte reaktoren. De Ny sikker innesperring ble bygget off-site og plassert over sarkofagen i 2016. Strukturen er laget av stål og forventes å vare i minst 100 år.

Tsjernobyl-katastrofen var en øyeåpnende katastrofe som førte til økt sikkerhetsinnsats. Effektene av ulykken førte til at den ukrainske regjeringen presset på for bærekraftige energitiltak for å redusere behovet for kjernekraft. EN solkraftverk med 3.800 solcellepaneler sitter overfor Tsjernobyl-katastrofestedet, som gir strøm til tusenvis av leiligheter. Alle reaktorer ble stengt over tid, med den siste reaktoren stengt i desember 1999. Dekommisjonering av stedet startet offisielt året etter, som inkluderte fjerning av avfall og dekontaminering av området. På grunn av tilstedeværelsen av radioaktive elementer forventes opprydding av CEZ å ta flere tiår.