EnerjiManşet

Çernobil Nükleer Reaktörü’nde fizyon reaksiyonu: Mangaldaki köz gibi yanıyor

New Safe Confinement adı verilen yapı 2016’dan beri Çernobil Reaktörü’nün bir örtü gibi örttü ve korudu. Görsel: Pyotr Sıvkov/Tass

Yazan: Richard Stone

Yeşil Gazete için çeviren: Ece Özen

*

Dünya tarihindeki en korkunç nükleer kazanın meydana geldiği Ukrayna’daki Çernobil Nükleer Santrali’nde 35 yıl aradan sonra erimiş yakıt çubukları  fizyon reaksiyonun oluşması nedeniyle yeniden yanmaya başladı.  Sheffield Üniversitesi’nden nükleer malzeme kimyageri Neil Hyatt bu reaksiyonu “Mangaldaki köz gibi” diyerek açıklıyor. Şimdilerde Ukraynalı bilim insanları da bu reaksiyonun kendiliğinden mi oluştuğunu  ve başka kazalara sebebiyet verip vermeyeceğini araştırıyor.

Geçen hafta reaktörün sökülmesine ilişkin başlayan tartışmada Kiev’deki – Nükleer Santrallerin Güvenlik Problemleri Enstitüsü – ISPNPP’den Anatolii Doroshenko, sensörlerin nötron sayısındaki artışı, fizyon sinyallerini ve erişilemeyen bir odadaki akışı takip ettiklerini açıklamıştı. ISPNPP’den Maxim Saveliev ise konuya dair çok fazla bilinmeyenin olduğunu söylüyor. Tüm bu bilinmezliğin yanı sıra kaza olasılığının göz ardı edilemeyeceğini de ekliyor. Saveliev, nötron sayısının yavaş da olsa azaldığına işaret ederek, yöneticilerin bu tehditin önüne geçmesi için bir kaç yılı daha olduğunu belirtiyor.

Neil Hyatt ve meslektaşlarının bu soruna bulacağı en ufak bir çözüm, 10 yıl önce Çernobil ile aynı tehlike derecesini haiz Fukuşima nükleer felaketinin temizlik, tasfiye çalışmalarının sürdüğü Japonya tarafından ilgiyle takip edilecek.

Neden olduğu bilinmiyor

Nükleer kalıntıların arasında kendi kendini besleyen bir fizyon ya da kritik bir durumun hayaleti yıllardır Çernobil’de kol geziyor. 26 Nisan 1986’da dördüncü ünite reaktörün çekirdeği eridiğinde, uranyum yakıt çubukları ve onların zirkonyum kaplamaları, grafit kontrol çubukları ve yangını söndürmek üzere çekirdeğin üzerine dökülen kum birlikte eriyerek lava dönüşmüştü.  Yangın sonucu oluşan lav, reaktör merkezinin bodrumuna akarak yaklaşık 170 ton işlenmiş uranyumdan oluşan yakıt ile  karıştı. %95’i orjinal yakıttan oluşan eriyik,  (Fuel containing materials/ Yakıt içeren maddeler (FCM) şeklinde adlandırıldı.

Kazadan bir yıl sonra Ünite 4’ün kalıntılarının muhafazası için inşa edilen beton ve çelik karışımı  kalkanın erimesiyle yağmur suyu içeri girdi.  Yağmur suyu nötronları yavaşlatıp yumuşattığı için uranyum çekirdeklerinin çarpma ve ayrılma olasılıkları da artar . Yağmur suyu bazen nötron sayımlarının artmasına da yol açar.

Haziran 1990’da sağanak yağıştan sonra, Çernobil’e giden bir bilim insanı radyasyona maruz kalma riskini göze alarak tarumar olmuş reaktör alanına girerek nötronları emen gadolinyum nitrat çözeltisini yakıt-metal karışımı eriyiğin (FCM) üzerine püskürttü. Bu olaydan bir kaç yıl sonra, sığınağın çatısına gadolinyum nitrat fıskiyeleri kuruldu. Ancak tabii ki bu spreyleme sistemi bazı bodrum odalarına etkili bir biçimde nüfuz edemiyor.

Kasım 2016’da New Safe Confinement’ın Yeni Çelik Kalkan’ın (NSC) kurulmasıyla, Çernobil yöneticileri hiç bir kritik riskin ortaya çıkmayacağını varsaydılar. Maliyeti 1,5 milyar Euro olan yapı sığınağı kaplayacak, yeni çelik kalkan ortamı stabil halde tutacağı için zamanı geldiğinde reaktör sökülebilecekti. Hatta yağmur suyunun  içeri girmesini önleyeceği için nötronların sayısı da sabitlenecek ve hatta düşecekti.

Ancak bazı noktalarda nötronlar artmaya başladı, enkazında tonlarca metal-yakıt eriyiği (FCM) bulunan 305/2 numaralı odada oluşan nötron sayısı dört yılda neredeyse ikiye katlandı. ISPNPP’nin modeline göre yakıtın kurutulmasının nötronların uranyum çekirdeği üzerine etkisini beklendiği gibi azaltmadığı, aksine arttırdığını gösteriyordu. Bu konu ile ilgili konuşan Hyatt, “Bu inandırıcı ve makul  bir veri. Sorun şu ki  bunu tetikleyen mekanizmaları bilmiyoruz” diyor.

Fizyona ve radyoaktif toza karşı etkili bir plan yok

Bu tehdit görmezden gelinecek gibi değil. Su çekilmeye devam ettikçe “’Fizyon reaksiyonları katlanarak artar’ korkusu ‘kontrolsüz bir nükleer enerji salımı’ korkusuna öncülük edecek” diyor Hyatt. Patlama ve yangının Avrupa’ya radyoaktif bir bulut gönderdiği 1986’daki gibi bir felaketin  tekrarlanması olası değil. Bununla birlikte metal-yakıt eriyiği (FCM)’de ortaya çıkacak kaçak fizyon, reaksiyon içeride kalan suyun tamamının kaynatarak püskürtebilir. Yine de Saveliev, herhangi bir patlayıcı reaksiyon kontrol altına alınabilecek olsa da böyle bir durumun çelik kalkanın dengesiz kısımlarının çökmesi, içinin radyoaktif tozla dolması riskini doğurabileceğine işaret ediyor.

Ortaya çıkan bu yeni ve açıklanamayan riskler ürkütücü.  305/2’deki radyasyon seviyesi, sensörlerin kurulmasını bile imkansız hale getiriyor.  Ve betonun içine gömülmüş nükleer kalıntıya gadolinyum nitrat sıkmak da bir seçenek değil. Ortaya atılan fikirlerden biri de yoğun radyasyona yeterince uzun dayanabilecek bir robotla metal-yakıt eriyiğinde (FCM)’de delikler açarak, deliklerin içine kontrol çubukları gibi davranıp nötronu emecek boron silindirler yerleştirmek. Bu sırada ISPNPP durumunu kritikleşmesi olası olan ikimetal-yakıt eriyiği (FCM) alanına izleme sistemleri kurulmaya çalışılıyor.

Yeniden dirilen fizyon reaksiyonları Çernobil’de tasfiye çalışmalarını yürütenlerin karşı karşıya kaldığı tek zorluk değil. Yoğun radyasyon ve nem ortamındaki  yakıt parçalanarak daha fazla radyoaktif toz haline geliyor. Bu durum sığınağın sökülmesi işlemini karmaşıklaştırıyor. Önceleri, Fil Ayağı olarak adlandırılan erimiş metal-yakıt (FCM) formu öyle sertti ki, bilim insanları analiz için bir parça alabilmek amacıyla tüfek  kullanmak zorunda kalıyordu. “Şimdi ise fil ayağı az çok kum yumuşaklığında” diyor Saveliev.

Ukrayna uzun zamandır bu erimiş metal-yakıt karışımını kaldırmayı ve nihai jeolojik bir depoda saklamayı planlıyor.  Bu sene eylül ayı itibariyle, Avrupa Yeniden İnşa ve Kalkınma Bankası’nın da desteğiyle kapsamlı bir plan hazırlanmasını hedefliyorlar. Ancak çelik kalkanın içinde reaksiyonun devam ettiği göz önüne alınırsa reaktörü gömmek umulandan daha zor olacak.

Makalenin İngilizce orijinali

Kategori: Enerji