Acidente nuclear de Chernobyl- Parte 2
Queda inesperada da energia do reator
O teste exigia uma redução gradual da energia de saída do reator nº 4 para um nível térmico de 700–1000 MW[33] e uma potência de 720 MW foi alcançada por volta de 00h05 de 26 de abril de 1986.[29] Devido à produção de um subproduto de fissão no reator, o xenônio-135, que é um absorvedor de nêutrons que inibe a reação em cadeia, o poder do núcleo continuou a diminuir na ausência de ação adicional do operador, gerando um processo conhecido como "envenenamento de reator". Em procedimento padrão, isso é evitado com a queima rápida de xenônio-135 até ele se tornar o altamente estável xenônio-136. Com a potência do reator diminuída, quantidades elevadas previamente produzidas de iodo-135 estavam decaindo em xenônio-135 para o absorvedor de nêutrons mais rápido do que o agora reduzido fluxo de nêutrons poderia queimar.[34]
Quando a potência havia baixado para aproximadamente 500 MW, o controle do reator havia sido mudado para um modo diferente para manter manualmente o nível de energia.[29][35] Nesse momento, a potência cai até um estado inesperado de quase desligamento do reator, com uma potência de 30 MW termais ou menos. As circunstâncias exatas que causaram a queda de energia são desconhecidas pois Aleksandr Akimov e Leonid Toptunov, engenheiros nucleares que, sob a supervisão de Anatoly Dyatlov, foram peças centrais na condução do teste e morreram de envenenamento radioativo; relatórios iniciais colocavam a culpa do desastre em um erro de Toptunov, mas essa hipótese foi descartada, levando em conta, principalmente, os problemas técnicos na usina.[29]
O reator estava produzindo cerca de 5% do nível mínimo de potência inicial prescrito para o teste.[29] Essa baixa reatividade inibiu a queima do xenônio-135[29] dentro do núcleo do reator e impediu o aumento da potência. Os funcionários na sala de controle tiveram que subir a potência desconectando a maioria das hastes de controle do reator do controle do sistema automático de regulagem das hastes e extraíram manualmente a maioria das hastes para os seus limites superiores com o objetivo de promover a reatividade e neutralizar o efeito do envenenamento do reator. Vários minutos se passaram entre a extração das hastes e o ponto em que a potência começou a aumentar, até posteriormente se estabilizar em 160–200 MW.[35]
Entre as 00:35 e 00:45, sinais de alarme de emergência relativos aos parâmetros da hidráulica térmica foram ignorados, aparentemente para preservar a potência baixa do reator. O motivo dessa desconsideração pelos alarmes de segurança não é conhecido. Supostamente, Anatoly Dyatlov, o vice engenheiro-chefe da usina, pressionou os seus funcionários para prosseguir com o teste apesar dos problemas aparentes, chegando a ameaçar de demissão aqueles que expressavam alguma objeção.[36][37]
O fluxo de água excedeu o limite permitido às 01:19, acionando um alarme de baixa pressão de vapor nos separadores de vapor. Ao mesmo tempo, o fluxo extra de água reduziu a temperatura geral do núcleo e reduziu os vazios de vapor existentes no núcleo e nos separadores de vapor. Como a água é um absorvedor de nêutrons fraco (e a maior densidade da água líquida faz com que seja um absorvedor melhor do que o vapor), a ativação das bombas adicionais diminuiu a potência do reator. A equipe respondeu a isto desligando as duas bombas de circulação para reduzir o fluxo de água de alimentação, em um esforço para aumentar a pressão do vapor, e removendo manualmente mais hastes de controle para manter a energia.[38][39]
Acidente
O desastre começou durante um teste em 26 de abril de 1986 no reator 4[40] da Usina Nuclear V. I. Lenin,[41] perto de Pripyat e nas proximidades da fronteira administrativa com a Bielorrússia e o rio Dnieper. Houve uma pico repentino e inesperado de energia. Quando os operadores tentaram um desligamento de emergência, ocorreu um aumento muito maior na produção de energia. Este segundo pico levou a uma ruptura do vaso do reator e a uma série de explosões de vapor. Esses eventos expuseram o moderador de grafite do reator ao ar, fazendo com que ele se inflamasse.[40] Na semana seguinte, o incêndio resultante enviou longas plumas de pó altamente radioativo para a atmosfera, causando a precipitação radioativa em uma extensa área geográfica, incluindo Pripyat. As plumas percorriam grandes partes da União Soviética e da Europa. De acordo com dados oficiais pós-soviéticos, cerca de 60% delas atingiram a Bielorrússia.[42][43]
Trinta e seis horas após o acidente, as autoridades soviéticas estabeleceram uma zona de exclusão de 10 quilômetros, que resultou na rápida evacuação de 49 mil pessoas, principalmente de Pripyat, o centro populacional mais próximo.[44] Durante o acidente o vento mudou de direção; o fato de as diferentes plumas do reator terem diferentes proporções de radioisótopos indica que as taxas relativas de liberação de diferentes elementos do local estavam mudando.[45]
Como as plumas e a precipitação subsequente continuaram a ser geradas, a zona de evacuação foi aumentada de 10 km para 30 km cerca de uma semana após o acidente. Outras 68 mil pessoas foram evacuadas, inclusive da própria cidade de Chernobil.[44] O levantamento e a detecção de pontos isolados de precipitação fora desta zona ao longo do ano resultaram na evacuação de outras 135 mil pessoas.[44] Entre os anos de 1986 e 2000 o número total de pessoas permanentemente reassentadas das áreas mais severamente contaminadas triplicou para cerca de 350 mil pessoas.[46][47]
O acidente levantou as já crescentes preocupações sobre os reatores de fissão em todo o mundo e, embora a maior preocupação fosse sobre aqueles com projetos parecidos, centenas de propostas diferentes de reatores nucleares, incluindo aquelas em construção em Chernobil, os reatores 5 e 6, foram canceladas. Com a questão mundial sendo em grande parte devido ao aumento dos custos dos novos padrões de segurança dos reatores nucleares e aos custos legais e políticos em lidar com a opinião pública cada vez mais hostil e ansiosa, houve uma queda abrupta na taxa de novas inaugurações depois de 1986.[48]
O acidente também levantou preocupações sobre a cultura de segurança na energia nuclear soviética, desacelerando o crescimento da indústria e forçando o governo soviético a se tornar menos sigiloso sobre seus procedimentos.[49] O encobrimento do desastre de Chernobil foi um catalisador para a glasnost, que "pavimentou o caminho para as reformas que levaram ao colapso soviético".[50]
Desligamento do reator e excursão de energia
Às 01:23:40, conforme registrado pelo sistema de controle centralizado da SKALA, foi iniciado um scram (desligamento de emergência) do reator[51] quando o experimento foi encerrado. O mecanismo seria usado até mesmo para desligar rotineiramente o reator após o experimento de manutenção[52] e o scram provavelmente precedeu o aumento acentuado de potência.[29]:13 No entanto, o motivo exato pelo qual o botão foi pressionado é incerto, pois apenas os falecidos Akimov e Toptunov participaram dessa decisão, embora a atmosfera na sala de controle estivesse calma naquele momento.[53][54]:85 Enquanto isso, os designers do RBMK afirmam que o botão deve ter sido pressionado somente depois que o reator já começou a se autodestruir.[55]:578
A inserção da haste de controle no reator inicialmente deslocou água na porção inferior do reator com grafite moderador de nêutrons. Assim, um scram de emergência aumentou inicialmente a taxa de reação em cadeia na parte inferior do núcleo.[29]:4 Esse comportamento foi descoberto quando a inserção inicial das hastes de controle em outro reator RBMK na Usina Nuclear de Ignalina, em 1983, induziu a um pico de energia. Contramedidas processuais não foram implementadas em resposta ao incidente de Ignalina; mais tarde, o INSAG-7 declarou: "Aparentemente, havia uma visão generalizada de que as condições sob as quais o efeito positivo do scram seria importante nunca ocorreriam. No entanto, elas apareceram em quase todos os detalhes no curso das ações que levaram ao acidente".[29]:13
Alguns segundos depois, ocorreu um pico de energia e o núcleo superaqueceu, causando a fratura de algumas barras de combustível nuclear e bloqueando as barras de controle, com os deslocadores de água de grafite ainda na parte inferior do núcleo. Em três segundos, a saída e energia do reator subiu acima de 530 MW.[27]:31 Os eventos subsequentes não foram registrados por instrumentos, mas reconstruídos através de simulação matemática. Pela simulação, o pico de energia teria causado um aumento na temperatura do combustível e no acúmulo de vapor, levando a um rápido aumento na pressão do vapor. Isto causou a falha do revestimento do combustível, liberando os elementos deste combustível no líquido de refrigeração e rompendo os canais nos quais esses elementos estavam localizados.[56]
