Foto: Ilustracija
Ruski dužnosnici u više su navrata nuklearnim oružjem zastrašivali zemlje koje su se svrstale uz Ukrajinu.
S druge strane, ukrajinski dužnosnici iznova upozoravaju da ruski
napadi i borbe oko ukrajinskih nuklearki mogu uzrokovati curenja
radijacije koja bi mogla ugroziti stanovnike cijele Europe.
To je očekivan sastavni dio psihološkog rata kojim Rusi nastoje
obeshrabriti zapadne zemlje da se još intenzivnije uključe u sukobe, a
Ukrajinci nastoje upravo suprotno.
Koliko bi bili opasni ovi scenariji kada bi se uistinu ostvarili: što
bi se dogodilo da izbije nuklearni rat, a što da dođe do ozbiljnije
havarije u nekoj od ukrajinskih nuklearki?
Kratak odgovor na prvi dio pitanja je: Veliki nuklearni rat mogao bi
uzrokovati razaranje mnogih većih gradova i eventualno nuklearnu zimu, u
kojima bi, u najgorem scenariju, mogle umrijeti milijarde ljudi.
Kratak odgovor na drugi dio je: Posljedice bi bile male, mnogo manje
nego u havariji u Černobilu. U najgorem slučaju bile bi usporedive s
havarijom u američkoj nuklearki Three Mile Island ili u japanskoj
Fukushimi, u kojima je došlo do taljenja jezgre, ali nitko nije poginuo.
Maksimalna izravna šteta od nuklearnog oružja
U dijelu javnosti uvriježena je percepcija da u svijetu ima dovoljno
nuklearnog oružja da se čovječanstvo ili čak sav život uništi više puta.
To nije utemeljeno u znanosti. Naime, izračuni pokazuju da za potpuno
uništenje života na Zemlji ne bi bila dovoljna čak ni eksplozija
nuklearnih bombi koje bi bile sačinjene od sveg urana koji postoji na
našem planetu. Znanstvenici su izračunali da
je asteroid koji je uzrokovao izumiranje dinosaura imao snagu 10
milijardi nuklearnih bombi kakve su korištene u II. svjetskom ratu.
Međutim čak ni on nije uzrokovao uništenje sveg života. Naprotiv, nakon
udara počeo je procvat sisavaca.
Prema stranici Statista,
u svijetu trenutno postoji oko 12.700 nuklearnih bojevih glava. Najviše
ih ima Rusija, oko 6000, potom SAD, oko 5500, dok su ostale raspoređene
redom među Kinom (350), Francuskom (290), Velikom Britanijom (225),
Pakistanom (165), Indijom (160), Izraelom (90) i Sjevernom Korejom (20).
Koja je maksimalna šteta koju bi te bojeve glave mogle izazvati?
Kada bi bile raspoređene tako da izazovu maksimalna razaranja, bilo
bi ih otprilike dovoljno da izravno razore sve gradove na Zemlji s više
od 100.000 stanovnika. Naime, u svijetu ima oko 4500 takvih gradova, a u
prosjeku bi za razaranje svakoga od njih trebale oko tri bojeve glave. U
takvom scenariju odmah bi umrlo oko tri milijarde stanovnika, koliko ih
živi u takvim gradovima.
Zračenje i kontaminacija koji bi nastali u ovim eksplozijama ne bi
imali neki veliki efekt na okolna područja ni dugoročni efekt na
područja bombardiranih gradova. Naime, iskustva iz Hirošime i Nagasakija
pokazuju da su među 100-tinjak tisuća ljudi koji su preživjeli napade
atomskim bombama prekomjerne stope raka tijekom sljedećih godina bile
oko 850, a leukemije manje od 100. Velika većina ljudi umrla je tijekom
eksplozije ili neposredno nakon nje. U Hirošimi danas živi oko 1.2
milijuna ljudi, a u Nagasakiju oko 420.000. Danas je pozadinsko zračenje
u ta dva grada isto kao prosječna količina prirodnog zračenja prisutnog
bilo gdje na Zemlji, što znači da ga nema dovoljno da bi utjecalo na
ljudsko zdravlje.
Ponovimo, ovaj izračun temelji se na ideji da bi svo nuklearno oružje
bilo precizno raspoređeno tako da izazove maksimalnu štetu te da bi sve
bojeve glave točno pogodile svoje ciljeve.
Nuklearna zima
Neka istraživanja pokazuju da bi značajno veći problem mogla biti tzv. nuklearna zima koju bi takve eksplozije uzrokovale.
Jedno novo istraživanje, objavljeno 15. kolovoza u časopisu Nature Food,
pokazalo je da bi čak i relativno mali nuklearni sukob, u kojem bi
sudjelovale dvije nacije poput Indije i Pakistana, mogao dovesti do
velike gladi. Naime, iz zapaljenih gradova u atmosferu bi se oslobodilo
oko 50 Tg (teragrama; 1 Tg = 1.000.000 tona) čađe i dima, koji bi
okružili planet, blokirali sunce i uzrokovali zahlađenje, odnosno
nuklearnu zimu. To bi zauzvrat uzrokovalo globalno smanjenje prinosa
usjeva te smrt oko dvije milijarde ljudi.
Prema istoj studiji, rat većih razmjera između Rusije i SAD-a izbacio
bi u atmosferu oko 150 Tg čađe i dima te uzrokovao smrt oko pet
milijardi ljudi. Utjecaj nuklearnog rata na klimu trajao bi desetak
godina, no vrhunac bi dosegnuo u prvih nekoliko godina.
Manji nuklearni rat između Indije i Pakistana doveo bi u roku od pet
godina do pada prinosa za oko 7%, dok bi veliki američko-ruski rat doveo
do pada proizvodnje za 90% u roku od tri do četiri godine.
Autori studije ističu da njihova analiza ukazuje koliko su važni
napori na globalnoj suradnji kojoj je cilj sprječavanje nuklearnih
sukoba.
Kritike koncepta nuklearne zime
No tu treba istaknuti da je nuklearna zima još uvijek hipotetski
koncept, koji se temelji na modelima i procjenama količina čađe i dima
za koje se pretpostavlja da su nastali u bombardiranjima Hamburga i
Hirošime te u nekim katastrofama, kao što su erupcije vulkana ili požari
u skladištima nafte. Kritičari smatraju da su suvremene procjene
razmjera nuklearne zime pretjerane, utemeljene na politici, a ne
egzaktnoj znanosti. Među ostalim, upozoravaju da je teško procijeniti
koliko bi se čađe podiglo i zadržalo u stratosferi (jer bi to ovisilo o
klimatskim uvjetima u kojima bi se odvijao rat), koliko bi se dugo čađa
ondje zadržala prije nego što bi pala kao crna kiša (jer bi to ovisilo o
vremenskim prilikama, osobito zračnim strujanjima i oborinama) te
koliko bi gorivog materijala izgorjelo (jer bi to ovisilo o tome koliko
bi ga bilo zatrpano pod ruševinama).
Kako god bilo, nema dvojbe da bi posljedice velikog nuklearnog rata
bile goleme, a njegovu prijetnju ne treba umanjivati jer je svijest o
njoj jedan od glavnih osigurača koji sprječavaju nuklearne sile da
upotrijebe svoj arsenal.
Gdje postoji opasnost u nuklearkama?
Za podrobniji odgovor na drugo pitanje, kakve maksimalne posljedice
može uzrokovati havarija u ukrajinskoj nuklearki, potrebno je prije
svega razumjeti o kakvom je sustavu riječ.
Uzmimo za primjer Nuklearnu elektranu Zaporižja (NEZ) koja je do
nedavno bila u fokusu javnosti. U njoj je u ponedjeljak ugašen
posljednji reaktor, no dobra za ilustriranje mogućih problema jer većina
ukrajinskih nuklearki ima isti tip reaktora.
NEZ je najveća nuklearka u Europi i jedna od deset najvećih u
svijetu. Ima šest relativno modernih reaktora tipa VVER 1000/320, po
načinu rada sličnih onima u NE Krško, od kojih svaki ima snagu 950 MWe
(MWe je oznaka da se radi o snazi struje, za razliku od oznake MWt, koja
govori koliko se topline stvara u reaktoru i manja je zbog gubitaka u
pretvorbi).
Reaktori imaju ogromnu betonsku zaštitnu kupolu debljine veće od
metra, tri dizel-agregata za sigurnosno napajanje električnom energijom u
slučaju da opskrba strujom bude prekinuta i druge sigurnosne sustave za
brzu obustavu nuklearne reakcije i hlađenje. Reaktori su postupno
puštani u rad u razdoblju od 1984. do 1995., a u međuvremenu su
modernizirani na temelju novih preporuka, nakon nesreće u Fukušimi i
prema zahtjevima za produženje radnog vijeka. Trenutno u svijetu radi 39
ovakvih reaktora: u Ukrajini (15), Rusiji (13), Kini (4), Bugarskoj
(2), Češkoj (2), Indiji (2) i Iraku (1). U Indiji se grade još dva, a u
Iraku još jedan.
Koliko su opasni izvori zračenja u nuklearkama?
U nuklearkama postoje četiri izvora radioaktivnosti – reaktori,
spremišta radioaktivnog otpada, bazeni za svježe istrošeno gorivo i suhi
kontejneri za starije istrošeno gorivo.
Najopasniji izvor zračenja je reaktor, i to kada radi. Međutim, kako
smo već naveli, on je sa svih strana zaštićen armiranim betonom debljine
od najmanje jednog metra.
Ostali izvori zračenja su manje opasni jer je njihova radioaktivnost
oslabljena proporcionalno trenutku kada su izvađeni iz reaktora te dalje
slabi s vremenom. Oni nisu zaštićeni kao reaktori, no u eventualnom
izravnom pogotku u bombardiranju mogu izazvati samo lokalnu
kontaminaciju.
Kako može doći do havarije reaktora?
Budući da najveću opasnost predstavlja reaktor koji radi, važno je znati kolika je takva opasnost.
Kada se reaktor isključi, radioaktivnost u njemu pada na oko 5%
nazivne snage, što ovisi o gorivu te o tome koliko je dugo i na kojoj
snazi reaktor prethodno radio. U slučaju nuklearke Zaporižje, u kojoj
svaki reaktor dok radi ima toplinsku snagu 3000 MWt, to bi značilo da bi
ona pala na oko 150 MWt. Nakon isključivanja toplinska energija
stvorena u fisiji nastavlja eksponencijalno padati i nakon jednog dana
dolazi na oko 10 MWt. Što je reaktor duže isključen, to je opasnost od
kontaminacije manja.
No nedostatak hlađenja ipak može rezultirati taljenjem jezgre jer
rastopljeno gorivo može ugroziti sigurnosne barijere, zbog čega može
doći do ispuštanja radioaktivnosti u okoliš. Glavni izvori takve
kontaminacije su radioaktivni plinovi jod (do nekoliko tjedana nakon
obustave) i cezij (do nekoliko godina nakon obustave). To znači da je za
sigurnost reaktora najvažnije hlađenje.
Hrvatski stručnjak za nuklearnu sigurnost Zdenko Šimić, vodeći
istraživač za rizike i pouzdanost u Energetskom institutu Hrvoje Požar,
kaže da, kada bi se kao referenca uzela nesreća u Fukušimi,
kontaminirano područje nakon curenja u NEZ-u moglo bi biti do nekih
20-30 km oko elektrane.
“Ovisno o meteorološkim uvjetima, kontaminacija može biti znatno veća
u određenom smjeru. S tim da je to manja što je udaljenost od elektrane
veća. Analize i planovi postoje za smanjivanje ozračivanja ljudi i
evakuaciju. Nitko od populacije oko Fukušime nije dobio opasnu dozu
zračenja. Mjerenja su pokazala da je 99% stanovništva primilo manje od 3
mSv, što je otprilike kao normalno primljena godišnja doza iz prirode i
liječenja. Manje od 30 zaposlenika primilo je veću dozu od 100 mSv, a
samo nekolicina je ozračena iznad dopuštenih doza za posebne situacije,
koja za Japan iznosi 250 mSv. Rizik je vrlo mali, čak i za najviše
ozračene zaposlenike”, tumači Šimić.
Postoji velika razlika između Černobila i novih nuklearki
Kada se posljednjih mjeseci upozoravalo na moguću havariju nuklearke
Zaporižje, nerijetko se prizivalo sjećanje na Černobil, pa su ljudi
imali sklonost procjenjivati da bi nova havarija mogla biti još opasnija
jer je u prvoj uzrok bila ljudska greška u jednom reaktoru, dok se
nova nuklearka nalazi na samoj fronti ratnih zbivanja i ima šest
reaktora.
No realnost je sasvim suprotna. Između NE Zaporižja i NE Černobil ima
vrlo malo sličnosti, osim što su obje u Ukrajini i ruskog dizajna.
Prije svega treba istaknuti da ni Ukrajincima ni Rusima uništavanje
nuklearke i curenje radijacije u okoliš nikako nisu u interesu. NEZ, ali
i svaka druga nuklearka, važna je kako za Ruse, tako i za Ukrajince.
NEZ vrijedi najmanje 30-ak milijardi eura, a Ukrajincima je u
mirnodopskim uvjetima bila izvor preko 20% ukupne proizvodnje energije. U
prilog tome govore informacije prema kojima su Rusi u NEZ dopremili
dodatne agregate kako bi osigurali struju potrebnu za hlađenje reaktora u
slučaju da dalekovodi budu oštećeni.
Ključna razlika između NE Zaporižja i NE Černobil je to da reaktori u
Černobilu nisu imali zaštitnu zgradu, dok u Zaporižji, kako smo već
naveli, svaki ima prenapregnutu armiranu betonsku zaštitnu zgradu
debljine najmanje metar, koja je dizajnirana tako da u najgoroj
situaciji taljenja jezgre zadrži sve radioaktivne materijale.
Druga velika razlika je ta da je u černobilskoj nuklearki proces
fisije bio potpomognut grafitnim moderatorom. To je imalo određene
pogonske prednosti u odnosu na suvremene reaktore u kojima se za
moderaciju koristi voda koja se istovremeno koristi i za hlađenje.
Šimić tumači da moderatori služe da se uspore neutroni nastali u
lančanoj fisijskoj reakciji na brzine optimalne za njezin nastavak.
“Ako su prebrzi, neutroni će proletjeti kroz uran a da se ne uključe u
reakciju. Černobilski reaktori, zahvaljujući tome što su imali grafitne
moderatore, mogli su koristiti manje obogaćeno gorivo. No velika mana
takvog sustava je to što se grafitni moderator ne može ukloniti ako
nešto krene krivo. On će nastaviti svoju funkciju potpomaganja fisijske
reakcije, čak i u slučaju havarije. Kako smo naveli, suvremeni reaktori
kao moderatore koriste vodu.
Ona je lošiji moderator jer tijekom usporavanja neutrona dio njih
apsorbira. No s druge strane, oni su sigurniji jer s porastom
temperature u slučaju havarije dolazi do automatskog smanjivanja i
zaustavljanja reakcije jer voda isparava tako da moderatora ima sve
manje”, kaže Šimić.
U NEZ-u su trenutno ugašeni svi reaktori. Bilo bi najbolje da tako i
ostane, međutim, budući da proizvodi struju za obje strane, kako za
slobodne dijelove Ukrajine tako i za okupirane, ni Rusima ni Ukrajincima
to nije u interesu.
Dok ima hlađenja, ozbiljnije opasnosti nema
Šimić kaže da je glavna opasnost koja može dovesti do topljenja jezgre u reaktorima nestanak hlađenja.
“Nuklearna reakcija se obustavlja zaustavnim šipkama i bornom
kiselinom, koji apsorbiraju neutrone, ili zagrijavanjem, odnosno
isparavanjem vode. Međutim, fisijski radioaktivni produkti svojim
raspadom i dalje će stvarati toplinu koja, ako se ne odvodi, može
istopiti gorivo.
Stoga je nužno hladiti nuklearno gorivo i nakon zaustavljanja fisije.
Za hlađenje su nužne voda i električna energija za pogon pumpi. Sve dok
su osigurani napajanje električnom energijom iz dizel-agregata ili
električne mreže te voda iz rijeke ili rashladnog bazena, nema opasnosti
od taljenja jezgre i eventualne kontaminacije. Što je više vremena
proteklo od zaustavljanja reaktora, to je potrebno manje hlađenja, a
eventualno taljenje jezgre ima manji potencijal da kontaminira okoliš –
radioaktivnost će se zadržati u zaštitnoj zgradi”, zaključuje Šimić.
Index