31 mei. 2021
3 minuten
Vijfendertig jaar nadat de kerncentrale van Tsjernobyl in Oekraïne explodeerde bij het ergste nucleaire ongeval ter wereld, smeulen de splijtingsreacties opnieuw in de uraniumbrandstofmassa’s die diep in een verminkte reactorhal zijn begraven. Oekraïense wetenschappers worstelen om vast te stellen of de reacties vanzelf zullen verdwijnen – of dat er buitengewone interventies nodig zijn om een volgend ongeluk te voorkomen.
Sensoren meten een toenemend aantal neutronen, een signaal van splijting, dat vanuit een ontoegankelijke ruimte stroomt, meldde Anatolii Doroshenko van het Institute for Safety Problems of Nuclear Power Plants (ISPNPP) in Kiev onlangs tijdens discussies over de ontmanteling van de reactor. "Er zijn veel onzekerheden", zegt Maxim Saveliev van ISPNPP. "Maar we kunnen de mogelijkheid van een ongeval niet uitsluiten."
Het aantal neutronen stijgt volgens Saveliev langzaam, wat suggereert dat managers nog een paar jaar hebben om erachter te komen hoe ze de dreiging kunnen onderdrukken.
Het gruwel van spontane splijting achtervolgt Tsjernobyl al vanaf het begin. Toen een deel van de kern van de Unit Four-reactor op 26 april 1986 smolt, smolten uraniumbrandstofstaven, hun zirkoniumbekleding, grafietregelstaven en zand op de kern dat het vuur moest blussen samen tot een lava. Dit stroomde de kelderkamers van de reactorhal binnen en verhardde tot formaties die fuel-containing materials (FCM’s) worden genoemd en die zijn geladen met ongeveer 170 ton bestraald uranium – 95% van de oorspronkelijke brandstof.
De Shelter, de sarcofaag van beton en staal die 1 jaar na het ongeval werd opgericht om de overblijfselen van Unit Four te beschermen, was lek. En vocht kan ervoor zorgen dat er meer neutronen vrijkomen. In de jaren ’90 installeerde de fabriek gadoliniumnitraat-sprinklers in het dak van de Shelter – een oplossing die neutronen absorbeert. Maar de spray kan niet alle kelderkamers effectief binnendringen.
De Tsjernobyl-functionarissen gingen ervan uit dat de New Safe Confinement (NSC) in november 2016 over de Shelter werd geschoven dit probleem zou oplossen. De structuur van 1,5 miljard euro sluit de Shelter af om hem te stabiliseren en uiteindelijk ontmantelen. De NSC houdt ook de regen buiten en sinds de plaatsing is het aantal neutronen in de meeste gebieden in de Shelter stabiel of daalt.
Op een paar plaatsen neemt de activiteit echter juist toe. In kamer 305/2, die tonnen FCM’s bevat die onder puin zijn begraven, is in 4 jaar bijna een verdubbeling gemeten. ISPNPP-modellering suggereert dat het drogen van de brandstof er op de een of andere manier voor zorgt dat neutronen erdoor afketsen in plaats van minder effectief te worden in het splitsen van uraniumkernen.
"Het zijn geloofwaardige en plausibele gegevens", zegt Neil Hyatt, kernfysicus aan de Universiteit van Sheffield (VK). "Het is alleen helaas niet duidelijk wat het mechanisme zou kunnen zijn."
Terwijl het water steeds verder terugloopt, bestaat de angst dat de splijtingsreactie exponentieel versnelt, wat leidt tot een ongecontroleerde afgifte van kernenergie. "Er is geen kans op een herhaling van 1986, maar een onstabiele splijtingsreactie in een FCM zou kunnen doorsputteren nadat de hitte van de splijting van het resterende water verdampt heeft." Saveliev merkt op dat de reactie instabiele delen zou kunnen neerhalen van de gammele Shelter, die de NSC vulde met radioactief stof.
Het aanpakken van de dreiging is een enorme uitdaging. Stralingsniveaus in 305/2 verhinderen dat je dichtbij genoeg enkunt komt om sensoren te installeren. En gadoliniumnitraat sproeien op het nucleaire afval is geen optie, omdat het onder beton is begraven. Een idee is om een robot te ontwikkelen die de straling lang genoeg kan weerstaan om gaten in de FCM’s te boren en boorcilinders in te brengen, die zouden functioneren als regelstaven en neutronen zouden opzuigen. In de tussentijd is ISPNPP voornemens de monitoring van twee andere gebieden waar FCM’s mogelijk kritiek kunnen worden, te intensiveren.
De heroplevende splijtingsreacties zijn niet de enige uitdaging voor de bewakers van Tsjernobyl. Belegerd door intense straling en hoge luchtvochtigheid, vallen de FCM’s uiteen – ze brengen nog meer radioactief stof voort dat plannen bemoeilijkt om de Shelter te ontmantelen. Al vroeg was een FCM-formatie genaamd de Olifantsvoet zo hard dat wetenschappers een kalasjnikovgeweer moesten gebruiken om een stuk af te scheren voor analyse. "Nu heeft het min of meer de consistentie van zand", zegt Saveliev.
Oekraïne is al lang van plan om de FCM’s te verwijderen en op te slaan in een geologische opslagplaats. Met de hulp van de Europese Bank streeft het ernaar om hiervoor in september een alomvattend plan te hebben. Maar nu het leven nog steeds flikkert in de Shelter, is het misschien moeilijker dan verwacht om de rusteloze resten van de reactor te begraven.
Anderen lazen ook
