Okamžik nečekané kritičnosti: Tokaimura 1999
V závodě JCO v Tokaimuře pracovníci 30. září 1999 nalévali roztok obohaceného uranu ručně do srážecí nádoby, která nebyla určena pro takové množství. Geometrie a koncentrace umožnily samovolnou štěpnou řetězovou reakci.
Kritičnost s přestávkami pokračovala přibližně dvacet hodin, dokud nebyla odvedena chladicí voda působící jako odražeč neutronů. Dva pracovníci zemřeli na následky vysokých dávek a okolí bylo evakuováno či ukryto.
Po kritičnosti „Tokaimura 1999“ se sleduje poloha osob, aktivace předmětů a biologické ukazatele. Rozdíl několika desítek centimetrů může významně změnit dávku, proto nelze všechny přítomné hodnotit jedním číslem.
Geometrie, moderace a neutrony
Při kritičnostní nehodě se konfigurace štěpného materiálu nečekaně stane nadkritickou. Rozhodovat může hmotnost, koncentrace, tvar nádoby, přítomnost vody i odraz neutronů; malé geometrické posunutí proto může prudce změnit výkon. Stejný princip pomáhá přesněji vysvětlit také případ „Tokaimura 1999“.
Krátký záblesk a tepelný impuls u případu „Tokaimura 1999“ odpovídají rychlému nárůstu štěpných reakcí. Nejde o výbuch srovnatelný s jadernou zbraní, ale blízcí pracovníci mohou během okamžiku obdržet smrtelnou dávku neutronového a gama záření.
Dozimetrie po kritičnosti kombinuje osobní detektory, polohu lidí, aktivaci materiálů a biologické ukazatele. Rekonstrukce z oblasti Asie proto může zpřesnit dávku, ale nevrátí okamžik expozice. Stejný princip pomáhá přesněji vysvětlit také případ „Tokaimura 1999“.
Dávky a léčba zasažených
Hlavní prevencí není pouze opatrnost obsluhy. Zařízení se navrhuje tak, aby bezpečná geometrie, omezené množství a fyzické blokace nedovolily jedinému chybnému úkonu vytvořit nadkritický stav. Stejný princip pomáhá přesněji vysvětlit také případ „Tokaimura 1999“.
Kritičnostní nehoda „Tokaimura 1999“ nastala, když počet neutronů vyvolávajících další štěpení přestal klesat a systém překročil kritický stav. Rozhodující byla geometrie a okolí materiálu, nikoli pouze jeho celková hmotnost.
Voda může u případu „Tokaimura 1999“ neutrony zpomalovat a kovový či beryliový povrch je odrážet zpět. Přidání kapaliny nebo přiblížení reflektoru tak může zvýšit reaktivitu, i když se množství paliva nezmění.
Krátký výkonový a radiační impuls
Výkonový impuls při kritičnosti „Tokaimura 1999“ nebyl výbuchem jaderné zbraně. Trval krátce a měl malý celkový energetický výdej, v bezprostřední blízkosti však vytvořil smrtelný tok neutronů a gama záření.
Modré světlo hlášené u některých kritičnostních nehod může souviset s ionizací a Čerenkovovým zářením v okolním prostředí. Samotný záblesk neudává přesnou dávku, kterou je nutné rekonstruovat z více fyzikálních stop. Stejný princip pomáhá přesněji vysvětlit také případ „Tokaimura 1999“.
Bezpečná geometrie používá úzké nádoby, omezené dávky a vzdálenosti, které neumožní příliš účinné násobení neutronů. U případu „Tokaimura 1999“ měla fyzická konstrukce zabránit tomu, aby jediný úkon vytvořil nadkritický stav.
Technické zábrany proti opakování
U případu „Tokaimura 1999“ trval nebezpečný radiační impuls krátce, biologické poškození však pokračovalo. Neutrony a gama záření zasáhly tkáně dříve, než mohl člověk konfiguraci zcela rozebrat.
Klinický průběh po nehodě „Tokaimura 1999“ závisel na celotělové dávce i jejím rozložení. Kostní dřeň, trávicí trakt a kůže mají odlišnou citlivost a mohou selhávat v různém časovém sledu.
Poučení z kritičnosti „Tokaimura 1999“ vedlo k dálkové manipulaci, fyzickým dorazům a zákazům ručních demonstrací. Bezpečnost nemá záviset na tom, že zkušený člověk včas ucítí či uvidí varování.
Co se o kritičnosti často zaměňuje: Tokaimura 1999
Rekonstrukce dávky u tématu „Tokaimura 1999“ využívá aktivaci materiálů, osobní dozimetry a přesnou polohu lidí. Označení „byl v místnosti“ nestačí, protože intenzita s odstupem rychle klesá.
Kritičnost „Tokaimura 1999“ skončila změnou geometrie, vyčerpáním vhodných podmínek nebo zásahem. Radioaktivní materiál poté zůstával nebezpečný, ale řetězová reakce už nemusela pokračovat.
Se stejným případem souvisejí také tematické okruhy Jaderné havárie, 1946–1999 a Jaderná bezpečnost. V textu k tématu „Tokaimura 1999“ označují jeho širší historické, geografické nebo odborné souvislosti, nikoli další samostatnou událost.
Greg A L — CC BY-SA 3.0 · Licence: CC BY-SA 3.0 · zdroj obrázku
Zdroje a další čtení
Související záhady
Diskuze
Buďte první, kdo přidá komentář
Máte vlastní vysvětlení, zkušenost nebo zdroj? Přidejte jej do diskuze.