Černobyľská havária
Reaktor po havárii. Dva mohutné výbuchy krátko po sebe v noci 26. apríla 1986 zničili štvrtý blok jadrovej elektrárne Černobyľ v blízkosti Kyjeva v bývalom ZSSR. Deštrukcia aktívnej zóny a následný požiar umožnili únik rádioaktívnych splodín do atmosféry a vietor ich rozniesol do okolia až do radu susedných štátov. Chladiace systémy sovietskeho typu kanálového varného grafitového reaktora RBMK 1 000, sú mimoriadne komplikované. Vo viac než šestnástich stovkách samostatne chladených kanálov varom vody vzniká priamo para. Ak dôjde k nárastu teploty a v kanáloch rastie počet bubliniek pary, potom reaktivita aktívnej zóny a tým i výkon majú tendenciu stúpať – na rozdiel od vodovodných reaktorov, pri ktorých by výkon za takýchto okolností klesal. Hovoríme tomu vnútorná (inherentná) nestabilita reaktorov RBMK v dôsledku kladného koeficientu reaktivity. Nestabilná aktívna zóna reaktora, je obklopená navyše horľavým grafitom, postráda ochrannú obálku (pozri kontajnment) a ani systém riadenia reaktora RBMK nezodpovedal bezpečnostným požiadavkám MAAE – napr. pri vynútených konštrukčných zmenách, urobených počas montáže vzhľadom na chyby pri stavebných prácach, boli odstránené spod havarijných tyčí valcové neabsorbčné časti a tým sa stalo, že do kanála havarijnej tyče pri jej vytiahnutí vnikala voda, pri zasunutí bola vytláčaná – vtedy sa zdalo, že to nevadí, avšak potom sa ukázalo, že táto chyba bola fatálna.
Počas osudnej noci mali operátori uskutočniť štandardne vykonávaný experiment pre využitie elektrického výkonu dobiehajúceho turboagregátu na krátkodobé núdzové chladenie reaktora, preverujúce správnu činnosť systému pri takýchto podmienkach. Experiment sa mal vykonať pri tepelnom výkone reaktora cca 700 MW, čo znamenalo nutnosť jeho zníženia z prevádzkového výkonu okolo 3 000 MW. Takéto zníženie výkonu je vždy sprevádzané prechodovými javmi pri ktorých dochádza k zníženiu reaktivity zóny (zníži sa vypaľovanie silne absorbujúceho xenónu a narastá počet jeho jadier z rozpadajúceho sa jódu – xenón sa po čase samovoľne rozpadá (polčas 9,2 hod.) a „otrávenie“ reaktora sa zmenšuje – v prípade, že zásoba reaktivity je tak malá, že otrávenie xenónom spôsobí odstavenie reaktora hovorí sa tomu „jódová jama“, pretože zdrojom xenónu je rozpadajúci sa jód). Zníženie reaktivity pri prechode na nižší výkon sa bežne kompenzuje uvoľnením reaktivity povytiahnutím regulačných tyčí a reaktor sa nemusí odstaviť. Reaktor sa však v tomto prípade skoro odstavil sám keďže fyzikálny stav zóny už v tom čase nebol dostatočný pre takéto operácie – pôvodne sa mal odstavovať už dva dni predtým avšak na žiadosť dispečera pre chýbajúcu elektrinu v sieti bola predĺžená prevádzka. Pri 30 MW tepelných personál znižovanie výkonu zastavil – vzhľadom na vysoké vyhorenie článkov v reaktore už bola nízka zásoba reaktivity a potrebná reaktivita sa mohla uvoľniť len vytiahnutím časti absorbčných tyčí, ktoré mali byť v reaktore počas celej prevádzky pre zníženie jeho nestability. Ich počet nemal klesnúť pod 37. Popri už uvedených neutrónovo-fyzikálnych vplyvoch na stabilitu reaktora mali nepriaznivý vplyv aj neadekvátne zásahy personálu spôsobujúce prudké zmeny prietočných pomerov chladiva – nábehy a odstavovania HCČ, ktoré významnou mierou prispeli k nestabilite reaktora.
Po stabilizovaní výkonu reaktora chcel obslužný personál vykonať experiment pri nižšom tepelnom výkone ako bol plánovaný – cca 200 MW. So súhlasom nadriadených vyradili bezpečnostnú automatiku brániacu pripusteniu riskantne nízkych (ťažko kontrolovateľných) hodnôt výkonu reaktora. Medzičasom začala narastať xenónová otrava reaktora. Absorbčné tyče zdvihli v takom počte, aby mohli zvýšiť výkon reaktora. Po dosiahnutí želaného výkonu sa opäť začal xenón vypaľovať a vzhľadom na znižujúce sa otrávenie reaktora sa jeho výkon začal pomaly zvyšovať, čo si operátor nevedel hneď správne vysvetliť. Rozhodol sa preto, že odstaví reaktor havarijnými tyčami, ktoré normálne majú dostatočnú absorbciu, aby dostali reaktor v priebehu niekoľkých sekúnd do podkritického stavu a bezpečne ho odstavili. Uviedli sme však, že za daného stupňa vyhorenia paliva a pri nízkom výkone boli fyzikálne podmienky iné ako pri štandardnej prevádzke – vzhľadom na zmenené spektrum neutrónov mali stĺpce vody, ktoré boli padajúcimi havarijnými tyčami vytláčané z ich kanálov väčšiu rezonančnú absorbciu ako havarijné tyče a tie miesto toho, aby reaktivitu znižovali ju paradoxne zvyšovali. Vniesli tak v krátkom čase reaktivitu väčšiu ako tzv. beta oneskorených neutrónov a reaktor sa stal nadkritickým na okamžitých neutrónoch. O 1 h 23 min 40 sek po polnoci boli teda spustené havarijné tyče a o 4 sekundy neskôr tepelný výkon vzrástol najmenej na stonásobok a došlo k parnej explózii, ktorá odhodila niekoľkotisíctonové veko reaktora nabok.
Do rozžeravenej masy rozorvaného bloku vnikol vzduch a reakciou vodíka vzniknutého stykom vodnej pary a žeravého uránu došlo vzápätí k druhej explózii, ktorá rozmetala časť aktívnej zóny. Grafit, ktorý má zápalnú teplotu okolo 2 600 °C sa pri extrémne vysokej teplote uránu tiež zapálil a spôsobil požiar, v ktorom stúpajúce spaliny vyťahovali komínovým efektom rádioaktívne látky do výšky. Vyletujúce žeravé trosky zapálili asfaltový poťah strechy. Keď sa strecha prepadla, bolo v mračne dymu do vzduchu vyvrhnutých 5 ton rádioaktívnych látok. Veľké úniky rádioaktivnych látok sa podarilo obmedziť až po desaťdennom hrdinskom zápase záchranárov a vojakov, ktorých životy a zdravie boli obetované pre zvládnutie katastrofy, ktorej rozsah v prvých dňoch ani nevedeli určiť.
Premenlivé vetry zaniesli rádioaktívne mračno s asi dvoma miliónmi TeraBecquerelov (tj. 2.1018 Bq) rádioaktívnych látok (predovšetkým jódu a cézia) v niekoľkých ťahoch nad Škandináviu, strednú Európu a Balkán.
Katastrofa si bezprostredne vyžiadala 31 mŕtvych z radov zamestnancov elektrárne a požiarnikov a 237 ľudí ochorelo na akútnu chorobu z ožiarenia. Tisíce záchranárov a pomocníkov bolo zasiahnutých ekvivalentnou dávkou od 300 do 500 mSv. Oblasť s priemerom 30 km v okolí elektrárne je ešte stále verejnosti neprístupná. Škody na pôde, hospodárstve a majetku boli neskôr odhadnuté na asi 10 miliárd amerických dolárov. Pri neskoršej rozšírenej evakuácii pomáhalo vyše pol milióna osôb, z nich štvrtina zasiahnutá väčšími dávkami je dodnes pod lekárskym dozorom. V priebehu dramatickej záchrannej operácie boli trosky reaktora zasypané tisícami ton hliny, dolomitu a olova a pomocou diaľkovo ovládanej ťažkej mechanizácie bola zničená reaktorovňa uzatvorená komplikovaným betónovým sarkofágom o hmotnosti 3/4 milióna ton. Ten je pod stálou kontrolou, ale bude sa musieť rekonštruovať, pretože hrozí jeho „prederavenie“.
