Czarnobyl od dawna funkcjonuje w zbiorowej wyobraźni jako miejsce, w którym czas zatrzymał się na jednej nocy 1986 roku. Tymczasem rzeczywistość jest znacznie mniej statyczna, bo w zabetonowanych korytarzach, pod kolejnymi warstwami zabezpieczeń i konstrukcji ochronnych, wciąż zachodzą złożone procesy fizyczne, chemiczne i klimatyczne. To, co dla opinii publicznej jest “zamkniętym rozdziałem historii”, dla naukowców pozostaje żywym, wymagającym stałej uwagi eksperymentem na niewyobrażalną skalę. Właśnie dlatego sygnał zarejestrowany w 2019 roku tak mocno podniósł ciśnienie specjalistom.
Detektory w Czarnobylu zwariowały? Prawdziwa przyczyna wzrostu neutronów zaskoczyła wszystkich
W 2019 roku detektory śledzące aktywność neutronową w ruinach czwartego bloku nagle zaczęły pokazywać wartości wyraźnie odbiegające od wieloletniej normy. Szczególnie niepokojące okazały się odczyty z rejonu zaworów upustowych pary, czyli fragmentu konstrukcji położonego blisko skupisk stopionego paliwa. W świecie energetyki jądrowej taki sygnał automatycznie wywołuje jedno zasadnicze pytanie – czy gdzieś wśród gruzu, betonu i zastygłej “lawy” paliwowej nie zaczyna kształtować się konfiguracja, która mogłaby zbliżyć się do warunków reakcji krytycznej?
Czytaj też: Chiny z kolejnym przełomem. 3000-krotnie wyprzedziły resztę świata
Przez kolejne lata ukraińscy badacze zbierali dane, zagęszczali sieć obserwacji i udoskonalali modele komputerowe. W tle cały czas przewijała się świadomość, że dziś Czarnobyl jest nie tylko problemem do opanowania, ale też bezcennym laboratorium, w którym można uczyć się, jak zachowują się szczątki paliwa jądrowego w ekstremalnych, długotrwałych warunkach. Ostateczna odpowiedź, do której doszli, okazała się zaskakująco przyziemna, ale wcale nie banalna – źródłem niepokoju nie był bunt reaktora, lecz… woda i jej skomplikowana gra z neutronami w zmieniającym się mikroklimacie wewnątrz osłony.
Nowa Bezpieczna Osłona (NSC) zmieniła warunki wewnątrz reaktora
Gigantyczna konstrukcja znana jako Nowa Bezpieczna Osłona, która oficjalnie zaczęła funkcjonować w lipcu 2019 roku (pierwsze testy zostały przeprowadzone już w kwietniu), całkowicie przeobraziła środowisko wewnątrz zniszczonego reaktora. Ten monumentalny łuk, mający chronić przed promieniowaniem i opadami atmosferycznymi, nieoczekiwanie wpłynął na mikroklimat panujący w ruinach. Następnie zatrzymanie dopływu deszczu i zmiany w systemie wentylacji doprowadziły do stopniowego wysychania całej konstrukcji.
Woda, która przez dziesiątki lat przesączała się przez szczeliny, zaczęła powoli znikać. Dla naukowców monitorujących pozostałości paliwa jądrowego stworzyło to zupełnie nową sytuację obserwacyjną, kiedy to system Monitorowania Bezpieczeństwa Jądrowego, czyli sieć detektorów śledzących skupiska materiałów radioaktywnych, zaczął wykazywać zmiany dokładnie w momencie, gdy zmieniła warunki panujące wewnątrz budynku.
Czytaj też: Zamiast grafitu włóknina z krzemem. Niemcy uczą świat, jak wyciskać więcej z akumulatorów
Najbardziej znaczący wzrost aktywności neutronowej został odnotowany w pobliżu podstawy zniszczonego rdzenia, gdzie skoncentrowana jest największa ilość stopionych materiałów paliwowych, które stanowią mieszankę paliwa, betonu, piasku i odłamków stali. To właśnie ta lokalizacja wzbudziła szczególne obawy specjalistów, ponieważ teoretycznie duże nagromadzenie materiału paliwowego w jednym miejscu mogłoby stworzyć warunki do zainicjowania reakcji łańcuchowej.
Wilgoć jako klucz do rozwiązania zagadki
Badacze z Instytutu Problemów Bezpieczeństwa Elektrowni Jądrowych Narodowej Akademii Nauk Ukrainy przez lata gromadzili dane i tworzyli coraz dokładniejsze modele komputerowe. Ich wytrwała praca przyniosła w końcu odpowiedź na nurtujące pytanie. Wzrost liczby neutronów nie miał związku z żadnym zagrożeniem krytyczności, lecz wynikał z prostego mechanizmu fizycznego, bo zmiany sposobu, w jaki neutrony są spowalniane i odbijane w zmieniającym się środowisku.
Gdy konstrukcja wyschła po zainstalowaniu osłony, woda opuściła szczeliny i wnęki, a to z kolei zmieniło właściwości moderacyjne otoczenia wokół czujników. Inżynierowie zaobserwowali również lokalne procesy skraplania i późniejszego parowania wody w otworach, gdzie montażu doczekały się detektory. Te mikroskopijne zmiany poziomu wilgotności miały bezpośredni wpływ na odczyty instrumentów pomiarowych.
Współczynnik potwierdzający brak zagrożenia w Czarnobylu
Ukraińscy naukowcy wykorzystali zaawansowane techniki modelowania Monte Carlo do precyzyjnej oceny stanu szczątków paliwowych. Obliczony przez nich współczynnik wzrostu gęstości strumienia neutronów nie przekracza wartości 1,27, a tak się składa, że ta liczba idealnie odpowiada zaobserwowanemu stopniowemu wzrostowi odczytów z czujników i potwierdza, że skupisko materiałów paliwowych pozostaje w stanie bezpiecznie podkrytycznym.
Czytaj też: Zszedł w głębiny, a Chiny dostały skarb. Głębinowe górnictwo to już nie marzenia
Częstość monitorowania pozostaje jednak kluczowym elementem strategii bezpieczeństwa. System detektorów nieprzerwanie obserwuje skupiska pozostałości paliwa pod kątem nawet najwolniejszych zmian, które mogłyby wskazywać na jakiekolwiek potencjalne ryzyko. Aktualnie priorytetem jest utrzymanie sprawności sieci czujników i ich okablowania w tym niezwykle trudnym, wysoce radioaktywnym środowisku przemysłowym.
Do 2025 roku, dzięki znacznie bogatszemu zbiorowi danych i precyzyjniejszym modelom uwzględniającym dokładny przepływ szczątków, obraz sytuacji stał się wyraźnie bardziej uspokajający. To dynamika zmian wilgotności, a nie jakiekolwiek zmiany w kierunku samopodtrzymującej się reakcji, okazała się prawdziwą przyczyną obserwowanych fluktuacji. Stanowi to ważne potwierdzenie, że nawet po prawie czterech dekadach od katastrofy, pozostałości reaktora zachowują stabilność i nie grożą kolejną reakcją jądrową. Naukowcy zamierzają kontynuować regularne pomiary i testowanie modeli w miarę dalszych zmian klimatycznych wewnątrz budynku.