O acidente fez crescer preocupações sobre a segurança da indústria nuclear soviética, diminuindo sua expansão por muitos anos, e forçando o governo soviético a ser menos secreto. Os agora separados países de Rússia, Ucrânia e Belarus têm suportado um contínuo e substancial custo de descontaminação e cuidados de saúde devidos ao acidente de Chernobyl. É difícil dizer com precisão o número de mortos causados pelos eventos de Chernobyl, pelas mortes esperadas de câncer, que ainda não ocorreram e são difíceis de atribuir especificamente ao acidente. Um relatório da ONU de 2005 atribui 56 mortes até aquela data – 47 trabalhadores acidentados e 9 crianças com câncer de tireóide – e estima que cerca de 4000 pessoas morrerão de doenças relacionadas ao acidente. O Greenpeace, entre outros, contesta as conclusões do estudo.
A instalação
A usina de Chernobyl está situada nas proximidades de Pripyat, Ucrânia, 18 km ao noroeste da cidade de Chernobyl, 16 km da fronteira com Belarus e cerca de 110 km ao norte de Kiev. A usina era composta por quatro reatores, cada um capaz de produzir 1 GW de energia elétrica (3.2 gigawatts de energia térmica). Em conjunto, os quatro reatores produziam cerca de 10% da energia elétrica utilizada pela Ucrânia na época do acidente. A construção da instalação começou na década de 1970, com o reator "1" instalado em 1977, seguido pelos reatores "2" (1978), "3" (1981) e "4" (1983). Dois outros reatores, "5" e "6", também capazes de produzir 1 GW cada, estavam em construção na época do acidente.
As quatro instalações eram projetadas com um tipo de reator chamado RBMK-1000.
O acidente
Sábado, 26 de abril de 1986, à 1:23:58 da manhã, hora local, o quarto reator da usina de Chernobyl - conhecido como Chernobyl 4 - sofreu uma violenta explosão de vapor que resultou em incêndio, uma série de explosões sucessivas e um derretimento nuclear.
Causas
Há duas teorias oficiais conflitivas sobre a causa do acidente. A primeira foi publicada em agosto de 1986 e efetivamente colocou culpa exclusivamente nos operadores da usina. A segunda teoria foi publicada em 1991 e atribuiu o acidente a defeitos no projeto do reator RBMK, especificamente nas hastes de controle. As duas versões foram fortemente apoiadas por diferentes grupos, inclusive os projetistas dos reatores, pessoal da usina de Chernobyl e o governo. Alguns especialistas independentes acreditam que nenhuma das teorias estava satisfatoriamente correta.
Outro importante fator que contribuiu para o acidente foi o fato que os operadores não estavam informados sobre certos problemas do reator. De acordo com um deles, Anatoli Dyatlov, o projetista sabia que o reator era perigoso em algumas condições, mas intencionalmente omitiu esta informação. A gerência da instalação era em grande parte composta de pessoal não qualificado em reatores tipo RBMK. O diretor, V.P. Bryukhanov, possuía experiência e treinamento em usina termo-elétrica a carvão. Seu engenheiro chefe, Nikolai Fomin, também veio de uma usina convencional. O próprio Anatoli Dyatlov, ex-engenheiro chefe dos reatores 3 e 4, somente tinha alguma experiência com pequenos reatores nucleares.
Em particular:
- O reator tinha um Coeficiente de Vazio positivo perigosamente alto. Dito de forma simples, isto significa que se bolhas de vapor se formam na água de resfriamento, a reação nuclear se acelera, levando à supervelocidade se não houver intervenção. Pior, com carga baixa, este Coeficiente de Vazio não era compensado por outros fatores, os quais tornavam o reator instável e perigoso. Que o reator fosse perigoso a baixa carga não era de fácil percepção nem de conhecimento dos operadores.
- Um defeito mais significante do reator era o projeto das hastes de controle. Num reator nuclear, hastes de controle são inseridas no reator para diminuir a reação. Entretanto, no projeto do reator RBMK, as extensões das hastes de controle eram parcialmente ocas. Quando as hastes de controle eram inseridas, pelos primeiros segundos, o resfriador (água) era distribuído pelas partes ocas das hastes. Uma vez que o resfriador (água) é um absorvedor de nêutrons, a potência do reator na realidade sobe. Este comportamento também não é de fácil percepção e não era de conhecimento dos operadores.
- Os operadores foram descuidados e violaram procedimentos, parcialmente, porque eles ignoravam os defeitos de projeto do reator. Também muitos procedimentos irregulares contribuíram para causar o acidente. Um deles foi a comunicação ineficiente entre os escritórios de segurança e os operadores encarregados do experimento conduzido naquela noite.
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Foto do local da explosão |
É importante notar que os operadores desligaram muitos dos sistemas de proteção do reator o que era proibido pelos guias técnicos publicados, a menos que houvesse mau funcionamento.
De acordo com o relatório da Comissão do Governo, publicado em agosto de 1986, os operadores removeram pelo menos 204 hastes de controle do núcleo do reator (de um total de 211 deste modelo de reator). O mesmo guia, citado acima, proibia a operação do RBMK-1000 com menos de 15 hastes dentro da zona do núcleo.
Eventos
Dia 25 de abril de 1986, o reator da Unidade 4 estava programado para ser desligado para manutenção de rotina. Foi decidido usar esta oportunidade para testar a capacidade do gerador do reator para gerar suficiente energia para manter os sistemas de segurança do reator (em particular, as bombas de água) no caso de perda do suprimento externo de energia. Reatores como o de Chernobyl têm um par de geradores disel disponível como reserva, mas eles não são ativados instantaneamente - o reator é portanto usado para dar partida à turbina. A certo ponto a turbina seria desconectada do reator e deixada a girar sob a força de sua inércia rotacional e o objetivo do teste era determinar se as turbinas, na sua fase de queda de rotação poderiam alimentar as bombas enquanto o gerador estivesse sendo ligado. O teste foi realizado com sucesso previamente em outra unidade, com as medidas de proteção ativas e o resultado foi negativo, isto é, as turbinas não geravam suficiente energia, na fase de queda de rotação, para alimentar as bombas, mas melhorias adicionais foram feitas nas turbinas o que levou à necessidade de repetir os testes.
A potência de saída do reator 4 devia ser reduzida de sua capacidade nominal de 3,2 GW para 700 MW a fim de realizar o teste com baixa potência, mais segura. Porém, devido à demora em começar a experiência, os operadores do reator reduziram a geração muito rapidamente e a saída real foi de somente 30 MW. Como resultado, a concentração de nêutron absorvendo o produto da fissão, xenon-135, aumentou (este produto é tipicamente consumido num reator em baixa carga). Embora a escala de queda de potência estivesse próxima ao máximo permitido pelos regulamentos de segurança, a gerência dos operadores decidiu não desligar o reator e continuar o teste. Além disso, foi decidido reduzir a duração do experimento e aumentar a potência para apenas 200 MW. A fim de superar a absorção de nêutrons do excesso de xenon-135, as hastes de controle foram puxadas para fora do reator mais rapidamente que o permitido pelos regulamentos de segurança. Como parte do experimento, à 01:05 de 26 de abril, as bombas que foram alimentadas pelo gerador da turbina foram ligadas; o fluxo de água gerado por essa ação excedeu o especificado pelos regulamentos de segurança. O fluxo de água aumentou à 01:19 h. Uma vez que a água também absorve nêutrons, este adicional incremento no fluxo de água requeria a remoção manual das hastes de controle, produzindo uma condição de operação altamente instável e perigosa.
À 01:23 h, o teste começou. A situação instável do reator não era percebida, de nenhuma maneira, no painel de controle e não parece que algum dos operadores estivesse totalmente consciente do perigo. A energia para as bombas de água foi cortada e como as turbinas foram conduzidas pela inércia rotacional do gerador da turbina, o fluxo de água diminuiu. A turbina foi desconectada do reator aumentando o nível de vapor no núcleo do reator. À medida que o líquido resfriador aquecia, bolsas de vapor se formavam nas linhas de resfriamento. O projeto peculiar do reator moderado à grafite, RBMK, em Chernobyl tem um grande Coeficiente de Vazio positivo, o que significa que a potência do reator aumenta rapidamente na ausência da absorção de nêutrons da água, e nesse caso, a operação do reator torna-se progressivamente menos estável e mais perigosa.
À 01:23 os operadores pressionaram o botão AZ-5 (Defesa Rápida de Emergência 5) que ordenou uma inserção total de todas as hastes de controle, incluindo as hastes de controle manual que previamente haviam sido retiradas sem cautela. Não está claro se isso foi feito como medida de emergência, ou como uma simples método de rotina para desligar totalmente o reator após a conclusão do experimento (o reator estava programado para ser desligado para manutenção de rotina). É usualmente sugerido que a parada total foi ordenada como resposta à inesperada subida rápida de potência. Por outro lado Anatoly Syatlov, engenheiro chefe da usina Nuclear de Chernobyl na época do acidente, escreveu em seu livro: "Antes das 01:23, os sistemas do controle central... não registravam nenhuma mudança de parâmetros que pudessem justificar a parada total. A Comissão...juntou e analisou grande quantidade de material e declarou em seu relatório que falhou em determinar a razão pela qual a parada total foi ordenada. Não havia necessidade de procurar pela razão. O reator simplesmente foi desligado após a conclusão do experimento."
Devido à baixa velocidade do mecanismo de inserção das hastes de controle (20 segundos para completar), as partes ocas das hastes e o deslocamento temporário do resfriador, a parada total provocou o aumento da velocidade da reação. O aumento da energia de saída causou a deformação dos canais das hastes de controle. As hastes travaram após serem inseridas somente a um terço do caminho e foram portanto incapazes de conter a reação. Por volta de 1:23:47 o reator pulou para cerca de 30GW, dez vezes a potência nominal de saída. As hastes de combustível começaram a derreter e a pressão de vapor rapidamente aumentou causando uma grande explosão de vapor, deslocando e destruindo a cobertura do reator, rompendo os tubos de resfriamento e então abrindo um buraco no teto.
Para reduzir custos, e devido a seu grande tamanho, o reator foi construído com somente contenção parcial. Isto permitiu que os contaminantes radioativos escapassem para a atmosfera depois que a explosão de vapor queimou os vasos de pressão primários. Depois que parte do teto explodiu, a entrada de oxigênio - combinada com a temperatura extremamente alta do combustível do reator e da grafite moderadora - produziu um incêndio da grafite. Este incêndio contribuiu para espalhar o material radioativo e contaminar as áreas vizinhas.
Há alguma controvérsia sobre a exata seqüência de eventos após 1:22:30 (hora local) devido a inconsistências entre declaração das testemunhas e os registros da central. A versão mais comumente aceita é descrita a seguir. De acordo a esta teoria, a primeira explosão aconteceu aproximadamente à 1:23:47, sete segundos após o operador ordenar a parada total. É algumas vezes afirmado que a explosão aconteceu antes ou imediatamente em seguida à parada total (esta é a versão do Comitê Soviético que estudou o acidente). Esta distinção é importante porque, se o reator tornou-se crítico vários segundos após a ordem de parada total, esta falha seria atribuída ao projeto das hastes de controle, enquanto a explosão simultânea à ordem de parada total seria atribuída à ação dos operadores. De fato, um fraco evento sísmico foi registrado na área de Chernobyl à 1:23:39. Este evento poderia ter sido causado pela explosão ou poderia ser coincidente. A situação é complicada pelo fato de que o botão de parada total foi pressionado mais de uma vez, e a pessoa que o pressionou morreu duas semanas após o acidente, em conseqüêcia da ação da radiação.
Seqüência do Evento
- 26 de abril de 1986.
Acidente no reator 4, da Central Elétrica Nuclear de Chernoby. Acontece à noite, entre 25 e 26 de abril de 1986, durante um teste. A equipe operacional planejou testar se as turbinas poderiam produzir energia suficiente para manter as bombas do liquido de refrigeração funcionando, no caso de uma perda de potência, até que o gerador de emergência, à diesel, fosse ativado. Para prevenir o bom andamento do teste do reator, foram desligados os sistemas de segurança.
Para o teste, o reator teve que ter sua capacidade operacional reduzida para 25%.
Este procedimento não saiu de acordo com planejado. Por razões desconhecidas, o nível de potência de reator caiu para menos de 1% e por isso a potência teve que ser aumentada. Mas 30 segundos depois do começo do teste, houve um aumento de potência repentina e inesperada. O sistema de segurança do reator, que deveria ter parado a reação de cadeia, falhou.
Dentro de frações de segundo o nível de potência e temperatura subiram em demasia. O reator ficou descontrolado. Houve uma explosão violenta. A cobertura de proteção, de 1000 toneladas, não resistiu. A temperatura de mais de 2000°C, derreteu as hastes de controle. A grafite que cobria o reator pegou fogo. Material radiativo começou a ser lançado na atmosfera.
- de 26 de abril até 4 de maio de 1986 - a maior parte da radiação é emitida nos primeiros dez dias. Inicialmente há predominância de ventos norte e noroeste. No final de abril o vento muda para sul e sudeste. As chuvas locais freqüentes fazem com que a radiação seja distribuída local e regionalmente.
- de 27 abril a 5 de maio de1986 - aproximadamente 1800 helicópteros jogam cerca de 5000 toneladas de material extintor, como areia e chumbo, sobre o reator que ainda queima.
- 27 de abril 1986 - os habitantes de Pripyat são evacuados.
- 28 de abril 1986, 23:00 h - um laboratório de pesquisas nucleares da Dinamarca anuncia que a ocorrência do acidente nuclear em Chernobil.
- 29 de abril de 1986 - o acidente nuclear de Chernobil é divulgado como notícia pela primeira vez, na Alemanha.
- até 5 de maio 1986 - durante os 10 dias após o acidente, 130 mil pessoas são evacuadas.
- 6 de maio de 1986 - cessa a emissão radiativa.
- de 15 a 16 de maio e 1986 - novos focos de incêndio e emissão radiativa.
- 23 de maio de 1986 - o governo soviético ordena a distribuição de solução de iodo à população.
- Novembro de 1986 - o "sarcófago" que abriga o reator foi concluído. O "sarcófago" destina-se a absorver a adiação e conter o combustível remanescente. O "sarcófago" é considerado uma medida provisória. Foi construído para durar de 20 a 30 anos e seu maior problema é a falta de estabilidade. Como foi construído às pressas há um risco de ferrugem nas vigas.
- 1989 - o governo russo embarga a construção dos reatores 5 e 6 da usina.
- 12 de dezembro de 2000 - depois de várias negociações internacionais a usina de Chernobil é desativada.
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