Czerwony Las w Czarnobylu: katastrofa, pożar i długofalowe skutki

Czerwony Las, znany również jako Czerwony Bór (ukr. Рудий ліс, ros. Рыжий лес), to obszar leśny położony 2 km na południe od Prypeci. Jego nazwa pochodzi od rudawoczerwonego koloru sosen, które obumarły w wyniku wchłonięcia wysokiej dawki promieniowania po katastrofie w Czarnobylu.

Katastrofa w Czarnobylskiej Elektrowni Jądrowej

Katastrofa w Czarnobylu, największy wypadek jądrowy w historii energetyki jądrowej i jedna z największych katastrof przemysłowych XX wieku, miała miejsce w nocy z 25 na 26 kwietnia 1986 roku w reaktorze jądrowym bloku energetycznego nr 4 Czarnobylskiej Elektrowni Jądrowej. Elektrownia znajdowała się w pobliżu Prypeci, 18 km na północny zachód od Czarnobyla, 16 km od granicy ukraińsko-białoruskiej i około 110 km od Kijowa. Budowę elektrowni rozpoczęto w latach 70., a reaktory uruchomiono kolejno w latach 1977, 1978, 1981 i 1983.

Przyczyny katastrofy

Błędy konstrukcyjne reaktora

• Reaktory RBMK-1000: Reaktory tego typu były niestabilne przy spadku przepływu chłodzącej je wody z powodu dodatniej reaktywności dla pary wodnej. Grafit jako moderator był znacznie silniejszy od wody, co oznaczało, że wrzenie wody (zwiększenie ilości pary) w rdzeniu poprawiało własności moderujące reaktora, przyspieszając reakcję jądrową wraz ze wzrostem ilości pary i temperatury. W typowym reaktorze wodno-ciśnieniowym, gdzie woda jest zarówno chłodziwem, jak i moderatorem, wzrost temperatury powoduje słabnięcie spowolnienia neutronów i spowalnia reakcję jądrową.
• Konstrukcja prętów kontrolnych: Pręty kontrolne, zawierające absorbujący neutrony bor, miały grafitowe końcówki. Podczas wsuwania wypychały chłodziwo i, będąc moderatorem, wbrew zamierzeniu przyspieszały reakcję rozszczepienia. Powolne tempo wsuwania prętów (0,4 m/s, około 18-20 sekund na całą długość) również przyczyniło się do problemów.

Przyczyny organizacyjne i proceduralne

• Brak kultury bezpieczeństwa: W ZSRR brakowało przedkładania zasad bezpieczeństwa nad innymi celami. Nie opóźniono oddania elektrowni do użytku mimo świadomości jej wad konstrukcyjnych.
• Niewłaściwa obsada stanowisk: Na wysokich stanowiskach obsadzono tzw. „ludzi partii”, którzy nie zawsze posiadali odpowiednie kompetencje. Na przykład, dyrektor elektrowni, Wiktor Briuchanow, nie posiadał wymaganej wiedzy i doświadczenia.
• Niedoświadczona zmiana: Feralny test wielokrotnie przesuwano, przez co odbywał się w nocy, gdy zmianę pełnił niedoświadczony inżynier Leonid Toptunow. Pracownicy zmiany nocnej nie byli przygotowani na napotkane warunki, a przekazane im opisy procedur pełne były ręcznych poprawek i skreśleń.

Przebieg katastrofy

1. Test bezpieczeństwa: Przyczyną katastrofy był zaplanowany test mający sprawdzić funkcjonowanie poprawek konstrukcyjnych reaktora, które miały umożliwić turbogeneratorowi dłuższe utrzymywanie napięcia po wyłączeniu reaktora. Wcześniejsze testy nie przyniosły pozytywnych rezultatów.
2. Zmniejszenie mocy i „zatrucie ksenonowe”: Początkowo moc reaktora była stopniowo obniżana. Jednak po odłączeniu systemu regulacji moc reaktora spadła do 30 MW z powodu nagromadzenia się ksenonu-135, który silnie pochłania neutrony. Reaktor nie posiadał przyrządów kontrolnych, które pozwoliłyby wykryć ten stan.
3. Eskalacja problemu: Mimo tak małej mocy, Anatolij Diatłow, zastępca naczelnego inżyniera, nalegał na kontynuowanie eksperymentu, ignorując zastrzeżenia operatorów. Reaktor powoli zwiększył moc do 200 MW, trzykrotnie mniej niż wymagano.
4. Niestabilny stan: Zwiększony obieg wody chłodzącej o godzinie 01:05 (26 kwietnia) obniżył temperaturę rdzenia i zmniejszył ilość pary wodnej. Woda w stanie ciekłym pochłania więcej neutronów niż para, co spowodowało ponowny spadek mocy. W wyniku tych działań reaktor został doprowadzony do skrajnie niestabilnego stanu.
5. Eksperyment i wzrost mocy: O godzinie 01:23:04 rozpoczął się niedopracowany eksperyment. Załoga wyłączyła przepływ pary do turbin, co spowodowało spadek przepływu wody chłodzącej i wzrost wytwarzania pary. Dodatnia reaktywność dla pary doprowadziła do wzrostu ilości rozszczepień i temperatury.
6. Próba awaryjnego wyłączenia (AZ-5): O 01:23:40 Aleksander Akimow próbował uruchomić procedurę AZ-5, która miała natychmiast wygasić reaktor. Jednak wadliwa konstrukcja prętów kontrolnych (grafitowe końcówki) spowodowała nagły wzrost mocy, zamiast jej wygaszenia.
7. Eksplozje: Przegrzanie rdzenia doprowadziło do popękania kanałów paliwowych i zablokowania prętów kontrolnych. W ciągu trzech sekund moc reaktora wzrosła do 530 MW. O godzinie 01:23:47, siedem sekund po rozpoczęciu AZ-5, moc cieplna osiągnęła 30 GW, niemal dziesięciokrotnie przekraczając normalny poziom. Gwałtowny wzrost ciśnienia zniszczył kanały paliwowe i rozerwał rury z wodą chłodzącą. Następnie doszło do drugiej, większej eksplozji wodoru i tlenu, która wysadziła ważącą 1200 ton pokrywę ochronną reaktora i zniszczyła budynek czwartego bloku.
8. Pożar grafitu: Eksplozja umożliwiła dostęp powietrza do reaktora, powodując zapłon kilku ton grafitowych bloków izolujących reaktor. Płonąc przez 9 dni, grafit uwolnił do atmosfery najwięcej izotopów promieniotwórczych.

Skutki bezpośrednie i akcja ratunkowa

W wyniku całkowitego zniszczenia reaktora, skażeniu promieniotwórczemu uległ obszar od 125 000 do 146 000 km² na pograniczu Białorusi, Ukrainy i Rosji. Chmura radioaktywna rozprzestrzeniła się po całej Europie, docierając m.in. nad Skandynawię, Europę Środkową (w tym Polskę), a także na południe kontynentu - do Grecji i Włoch.

• Promieniowanie: Poziom promieniowania w najbardziej dotkniętych częściach bloku nr 4 oceniono na 5,6 R/s (0,056 Gy/s), czyli 20 kR/h (200 Gy/h). Dawka śmiertelna to około 500 R pochłonięta w ciągu 5 godzin, co oznaczało śmiertelną dawkę w ciągu kilku minut dla niezabezpieczonych pracowników. Dozymetry działały poza skalą.
• Straż pożarna: Na miejsce przybyła zakładowa straż pożarna pod komendą porucznika Władimira Prawika, który zmarł 11 maja 1986 roku na chorobę popromienną. Strażacy nie byli świadomi zagrożenia radioaktywnego.
• Gaszenie pożaru: Gaszenie płonącego grafitu było niezwykle trudne. Zrzucano z helikopterów tysiące ton piasku, boru, dolomitu, gliny i ołowiu, które stapiały się pod wpływem żaru, tworząc zwartą masę.
• Ryzyko kolejnego wybuchu: Pod betonową podstawą reaktora znajdowały się zbiorniki rozbryzgowe z wodą. Istniało ryzyko kolejnego wybuchu w przypadku przedostania się stopionej masy (korium) do tych zbiorników. Aby temu zapobiec, setki wozów strażackich i beczkowozów wypompowały wodę.
• Budowa „poduszki betonowej”: Zamiast instalowania agregatów chłodzących, postanowiono wybudować „poduszkę betonową” pod reaktorem, aby zapobiec stopieniu fundamentów i dalszemu skażeniu. W tym celu zamrożono grunt ciekłym azotem, a 450 górników z Tuły wykopało 150-metrowy tunel w trzygodzinnych szychtach. Po 10 dniach radioaktywne szczątki reaktora runęły do zabezpieczonego zbiornika.
• „Stopa słonia”: W grudniu 1986 roku wewnątrz betonowego sarkofagu odkryto wysoce radioaktywną bryłę spieku piasku, szkła i paliwa, nazwaną „stopą słonia”.

Likwidatorzy i ich poświęcenie

Wśród najważniejszych osób, które próbowały opanować sytuację po katastrofie, byli tzw. likwidatorzy. Szacuje się, że przez strefę wykluczenia przewinęło się nawet pół miliona osób. Ryzykując życiem, podjęli szereg działań:

• Wypompowanie wody: Trzech ochotników - Aleksiej Ananenko, Walerij Bezpałow i Boris Baranow - weszło do strefy największego skażenia, aby odpompować wodę spod reaktora.
• Kopanie tunelu: Wykopano tunel pod reaktorem, aby zalać przestrzeń betonem i zapobiec przedostawaniu się skażenia do gleby i wód gruntowych.
• Gaszenie dachu: Załogi helikopterów zrzucały tony piasku, gliny i ołowiu na płonący dach reaktora, choć nie były w stanie zatrzymać korium - substancji przypominającej radioaktywną lawę.
• Uprzątnięcie dachu: Do uprzątnięcia najbardziej skażonych miejsc, w tym dachu reaktora pokrytego odłamkami łatwopalnego grafitu, początkowo oddelegowano maszyny, ale ulegały awariom. Likwidatorzy, w ciężkich zbrojach, mieli zaledwie kilka minut na zrzucenie zabójczych materiałów.
• Budowa sarkofagu: Na ruiny reaktora nasunięto prowizoryczny sarkofag, a w 2018 roku powstała Nowa Bezpieczna Powłoka (Arka) o wadze 33 tys. ton, która z początkiem lipca 2019 roku została nasunięta na ruiny reaktora.

Ukrywanie informacji i proces

Władze ZSRR długo ukrywały katastrofę. Dopiero gdy szwedzkie urządzenia pomiarowe zarejestrowały wzrost promieniowania, a amerykańskie satelity namierzyły źródło chmury, ZSRR poinformował o „wypadku”, zatajając skalę skażenia. Zdjęcia dla mediów były preparowane, aby usunąć płomienie i dym, a pożar reaktora trwał 9 dni, mimo wielokrotnych doniesień o jego ugaszeniu.

W dniach 7-29 lipca 1986 roku odbył się proces sześciu osób odpowiedzialnych za katastrofę, w tym dyrektora elektrowni. Zarzutami były zaniedbania i niedopatrzenia, a maksymalna kara wynosiła 10 lat pozbawienia wolności.

Ewakuacja i rabunek

27 kwietnia zdecydowano o ewakuacji ludności z Prypeci. Mieszkańcy mieli zaledwie dwie godziny na spakowanie się i byli przekonani, że wkrótce wrócą. Nigdy nie uzyskali zgody na powrót. Wielu rabusiów ograbiało porzucone domy, rozprowadzając skażone przedmioty po ZSRR i Europie. Po upadku ZSRR wiele osób wróciło do strefy skażenia, żyjąc tam do dziś, często bez prądu i bieżącej wody.

Czerwony Las - skażenie i jego wpływ na środowisko

Czerwony Las znajduje się w czarnobylskiej strefie zamkniętej, która otrzymała najwyższe dawki promieniowania. Drzewa obumarły z powodu silnego skażenia promieniotwórczego. Większość sosen miała zostać zniszczona i zakopana w rowach, a następnie zasypana piaskiem i obsadzona nowymi drzewami. Operacja zakończyła się niepowodzeniem, ponieważ z rozkopanej gleby zaczęły wydostawać się silne dawki promieniowania. Projekt porzucono, choć oficjalnie zakończył się sukcesem.

Flora i fauna w Czerwonym Lesie

Radioaktywne skażenie wywarło silny wpływ na florę i faunę Czerwonego Lasu. Kiedy ludzie opuścili ten obszar w 1986 roku, osiedliły się tam zwierzęta. Różnorodność biologiczna Czerwonego Lasu wzrosła po wybuchu w elektrowni jądrowej. Ze sprawozdań wynika, że występuje większa liczba mutacji wśród niektórych roślin w strefie, co stanowi bazę dla niepotwierdzonych opowieści o „lesie cudów”. W latach po katastrofie niektóre rośliny zaczęły wykazywać gigantyzm, przejawiający się anormalnym kształtem i rozmiarem znacznie powyżej średniej dla danego gatunku.

Strefa Czerwonego Lasu pozostaje jednym z najbardziej skażonych obszarów na Ziemi. Jednakże okazała się ona zaskakująco płodnym siedliskiem dla wielu zagrożonych gatunków. Ewakuacja obszaru wokół reaktora przyczyniła się do stworzenia bujnego i unikalnego rezerwatu przyrody. Długofalowy wpływ radioaktywnego opadu na florę i faunę tego regionu nie jest w pełni znany, gdyż rośliny i zwierzęta mają znacząco różną i zmieniającą się odporność na promieniowanie. Zaobserwowano, że niektóre ptaki mają skarłowaciałe pióra ogonowe.

Obecnie promieniowanie w Czerwonym Lesie może osiągnąć poziom 1 R/h (rentgen na godzinę), ale poziom 10 mR/h (milirentgenów na godzinę) występuje znacznie częściej. Ponad 90% skażenia radioaktywnego w Czerwonym Lesie jest skoncentrowane w glebie.

Skażenie gleby i badania naukowe

Obecnie istnieje problem skażenia gleby izotopami strontu 90Sr i cezu 137Cs, których czas połowicznego rozpadu wynosi około 30 lat. Najwyższe stężenie izotopu 137Cs zaobserwowano w powierzchniowych warstwach gleby, gdzie jest on wchłaniany przez rośliny i owady.

Naukowcy planują wykorzystać skażone promieniowaniem, wymarłe miasto Prypeć oraz otaczające je obszary jako unikalne laboratorium, przeznaczone do modelowania procesów rozprzestrzeniania się radionuklidów, powstałych przy wybuchu brudnej bomby albo ataku środkami chemicznymi lub biologicznymi. Wydaje się, że przyroda w zamkniętej strefie nie tylko przetrwała, ale również rozkwitła z powodu znacznego ograniczenia wpływu człowieka. Strefa stała się „Rezerwatem Radiologicznym”. Podobno występowały tu przypadki deformacyjnej mutacji zwierząt, ale żaden nie został udowodniony z wyjątkiem częściowego albinizmu u jaskółek.

Pożar Czerwonego Lasu w 2020 roku

W kwietniu 2020 roku w Czerwonym Lesie wybuchł pożar. Nie wiadomo, co było jego przyczyną, choć ukraińscy śledczy ustalili, że został wywołany celowo przez 27-letniego mieszkańca ukraińskiej wsi Rahivka, który dla zabawy podpalił trawę i śmieci w trzech miejscach.

Mimo iż Ukraińska Państwowa Służba ds. Sytuacji Nadzwyczajnych skierowała do walki z żywiołem dwa samoloty gaśnicze An-32P i śmigłowiec Mi-8, pożar rozprzestrzeniał się. Gaszenie ognia utrudniało podwyższone tło promieniowania na niektórych odcinkach.

Pożar objął także inne obszary w Czarnobylskiej Strefie Zamkniętej:

• Płonęła wioska Lelew - jedna z najlepiej zachowanych w strefie. Strażacy skupiali się na zatrzymaniu rozprzestrzeniania się ognia, rezygnując z gaszenia palących się domów.
• Ogień wdarł się w granice miasta Czarnobyl, w jego północnej części na ulicy Kirowa.
• Płonął również port rzeczny w Czarnobylu, gdzie znajdowały się barki używane do likwidacji skutków katastrofy z 1986 roku.
• Ogień był obecny w okolicach punktu kontrolnego Lelew, a prawdopodobnie paliła się również sama wioska oraz okoliczny ośrodek wczasowy "Szmaragdowy".
• Ogień rozprzestrzeniał się zarówno w kierunku południowym, jak i północnym, wdzierając się do Czerwonego Lasu, będącego najbardziej skażonym miejscem w Strefie. Linia ognia znajdowała się zaledwie 3 kilometry od Prypeci.
• W zachodniej części Strefy płonęły opuszczone wioski Buda oraz Buda-Warowicze, a ogień zmierzał do opuszczonego miasta Wilcza.

Autorzy portalu napromieniowani.pl wskazywali, że mógł to być największy pożar w historii Czarnobylskiej Strefy Zamkniętej.

Sytuacja w Polsce po katastrofie

W Polsce o katastrofie jądrowej jako pierwsi zorientowali się naukowcy z Uniwersytetu Marii Skłodowskiej-Curie w Lublinie. Po sprawdzeniu poprawności odczytów, wymogli na władzach kraju działania zmierzające do ochrony cywilów. Rząd zaordynował, aby społeczeństwo przyjmowało płyn Lugola, który nasycał tarczycę bezpiecznym jodem, zapobiegając wchłanianiu radioaktywnego jodu 131. Obecnie uważa się, że działanie to przyniosło znikome skutki, jednak płyn Lugola stał się w Polsce symbolem katastrofy.

Długofalowe konsekwencje katastrofy

Przez kolejne dekady stopniowo wyłączano zniszczoną elektrownię, a ostatni blok uległ całkowitemu zamknięciu dopiero w 2000 roku. Szacuje się, że na całkowite dezaktywowanie elektrowni potrzebne będą kolejne dziesięciolecia.

Choć do bezpośrednich ofiar katastrofy zalicza się zaledwie sto osób (w tym tylko jedna zmarła na skutek wybuchu), to rzeczywista liczba ludzi poszkodowanych nie jest możliwa do oszacowania. Władze ZSRR długo ukrywały tragiczne efekty choroby popromiennej, ukrywając likwidatorów w specjalnie do tego przeznaczonych szpitalach. Szacunki utrudnia też fakt, iż choroba popromienna nie musi pojawić się zaraz po kontakcie z materiałem promieniotwórczym - jej utajone skutki mogą objawić się wiele lat później pod postacią nowotworów, schorzeń płuc, a nawet chorób psychicznych. Ma ona również wpływ na kolejne pokolenia, gdyż promieniowanie bezpośrednio wpływa na uszkodzenie materiału genetycznego, który jest przekazywany dzieciom i wnuczętom osób narażonych na kontakt z radioaktywnymi substancjami.

Pozytywne skutki i rezerwaty

Do pozytywnych skutków katastrofy można zaliczyć zwiększenie świadomości ludzkości na temat skutków katastrof jądrowych. Po wybuchu reaktora w Czarnobylu zwiększono kontrole we wszystkich elektrowniach atomowych na świecie, a reaktory typu RBMK zmodernizowano, aby zapobiec powtórzeniu się sytuacji związanej z ręcznym obchodzeniem zabezpieczeń.

Powstał Poleski Państwowy Rezerwat Radiacyjno-Ekologiczny, który od południa graniczy z Ukrainą i zajmuje powierzchnię niemal 220 tys. hektarów. Tereny te, wcześniej użytkowane rolniczo, zostały silnie skażone, a ludność ewakuowana. Rezerwat był otwarty tylko dla naukowców, stopniowo dziczejąc. Przez kilkadziesiąt lat zmieniła się bioróżnorodność rezerwatu - zniknęły zwierzęta kojarzone z gospodarstwami ludzkimi (gołębie, wróble), za to pojawiło się sporo gatunków dzikich. Od 2019 roku rezerwat można zwiedzać z przewodnikiem, korzystając z dwóch wyznaczonych tras.

tags: #czerwony #las #czarnobyl #pozar #skutki