0

10 תגובות   יום שבת, 26/3/11, 16:35

המצב כיום ביפן גרוע מאוד והטענות של היפנים כאילו המצב "יציב" בעייתיות ושבריריות מאוד - אסביר כעת מדוע.

כור גרעיני פועל על בסיס אי-יציבות של אורניום 235, שהנו איזוטופ (נגזרת של) נדיר של אורניום במצב טבעי (אורניום הוא יסוד כבד ביותר והמספר המצורף אליו קובע את מאסתו האטומית. באופן דומה, קיימים אורניום 236, 238 וכן הלאה - שהנם איזוטופים כבדים יותר אך יציבים יותר. אגב, במטוסי בואינג נעשה בעבר שימוש באורניום משומש כמשקולות מייצבות, הודות למשקלו הכבד ביחס לנפח הקטן שהוא תופס - ובהתרסקות מטוס אל-על באמסטרדם, אחד הגורמים החשודים להתפרצות סרטן באזור היתה שריפה של אותן משקולות אורניום ופיזור אבק רעיל באוויר).

אי היציבות של האורניום 235 גורמת לו להיות 'שברירי' וקל מאוד לביקוע (האטום לא יציב ומתפרק בקלות) - באמצעות פגיעה של חלקיק תת אטומי (חלקיק המהווה חלק מאטום שלם) בו, הקרוי ניוטרון. חלקיקים אלו והאנרגיה הנפלטת בתהליך הביקוע - היא בעצם הקרינה הרדיואקטיבית הידועה לשמצה והיא מלווה בפליטת חום עצום וסוגים שונים של קרינה אדירה.

תהליך זה הוא הבסיס לפצצת האטום הידועה לשמצה (העושה שימוש בחומר איום ורעיל עוד יותר הקרוי פלוטוניום) - בה מתבצע ביקוע של כמות מוגדלת של אטומי אורניום 235 (הקרוי "אורניום מועשר" שכן בתהליך ההעשרה, מגדילים את כמות האורניום 235 הבלתי יציב, ביחס לאורניום 238 היציב, תוך יצירת חומר מעורער ביותר בעל פוטנציאל התבקעות שתפלוט כמות אדירה של אנרגיה וקרינה).

בכורים גרעיניים, נעשה שימוש בכמות מוקטנת של האורניום הנ"ל בצורה של "מוטות דלק" המוחדרים לחלל כור, במטרה להפיק חשמל מהאנרגיה מבלי להביא את החומר לכדי ביקוע בלתי נשלט, הידוע בהגדרתו המדעית "מאסה קריטית" ושסופו בפיצוץ גרעיני (שם של פיצוציה ידועה בעכו). המוטות פולטים חלקיקי ניוטרונים שפוגעים במוטות אחרים וגורמים לביקוע שפולט עוד ניוטרונים וכן הלאה - תוך יצירת תהליך פליטת אנרגיה מבוקר.
וכיצד מבקרים  את הביקוע? עושים זאת באמצעות האטת הניוטרונים הנפלטים מהאורניום הבלתי-יציב ובאמצעות בליעת חלק מהניוטרונים ומניעת פגיעתם באורניום, על ידי שימוש בחומרים דוגמת בורון וגרפיט - הידועים כזללני ניוטרונים נפלאים. מוטות הבורון והגרפיט (ישנם עוד חומרים אחרים דומים) מוחדרים לחלל הכור בין מוטות הדלק הגרעיני וקרויים "מוטות בקרה" - שכן תפקידם לבקר את התהליך ולאפשר שליטה בו. הגברת והחלשת הריאקציה בכור (ומכאן שמו "ריאקטור") מתבצעת דרך הוצאה והחדרה של מוטות הבקה בחלל הכור - כאשר הוצאתם בעצם חושפת את האורניום לפגיעת ניוטרונים ומגבירה את התגובה והחום הנפלט; והחדרתם מסתירה את האורניום ומאטה את התגובה עד כדי 'כיבוי' הכור במקרה של החדרתם במלואם והאטת התגובה לרמה אפסית (שעדיין פולטת חום גבוה ומכאן בעצם המסקנה שלא ניתן לכבות כור במלואו אלא רק להאט אותו !).

וכיצד הופכים את האנרגיה לחשמל?

מאחר ובתהליך הביקוע נפלט חום אדיר, ניתן באמצעות החום הזה להפוך מים לקיטור. הקיטור יוצר לחץ והלחץ מניע טורבינה (המכילה כנפי ענק המורכבות על ציר ולחץ הקיטור מסובב אותן) המחוברת למחולל (גנרטור) שממיר את הסיבוב של הטורבינה לכמות אדירה של חשמל ולבסוף נפלטים  אדי הקיטור לחלל האוויר (ללא חלקיקי קרינה כמובן) ויתר המים החמים הנוצרים נשפכים לים או לנהר. חשוב להבין שכורים הם דרך נפלאה ליצירת חשמל, שכן כמות החשמל הנוצרת גדולה מאוד, ביחס לשטח שתופסת תחנת הכוח וביחס לכמות נמוכה של זיהום (לא נשרף כלום, לא נפלטים לאוויר מזהמים כלשהם ובמצב נורמלי - לא נפלטת קרינה) - למעט בעיה אחת שהיא גם הבסיס למשבר ביפן - והיא הטיפול בפסולת הגרעינית (אורניום משומש) שאין בעצם מה לעשות עמה מלבד לקבור אותה (סכנת זיהום סביבתי) או לאחסן אותה תקופה ארוכה עד שתחדל לפלוט חום קרינה (ותקופה זו עשויה להמשך עשרות עד מאות שנים!). במקרה של הכור ביפן, אוחסנו מוטות הדלק המשומשים בחלל הכור עצמו, באופן גלוי ובתוך בריכות מי קירור שנועדו לקרר את המוטות ולמנוע את התכתם בחום הנפלט מהם.


לתהליך היצירה של הקיטור תפקיד נוסף - והוא קירור המערכת - שכן החום האדיר מסוגל להתיך את חלל הכור (העשוי עופרת, בטון ופלדה שנועדו להכיל את הקרינה אך אינם מסוגלים לעמוד בחום גבוה לאורך זמן).

בכדי להפעיל את הכור כמערכת סגורה ויציבה וכן בכדי למנוע פליטת חומרים רדיואקטיביים לסביבה, מופרד מעגל המים-קיטור לשני מעגלים - האחד פנימי וסגור הסובב בתוך הכור והשני פתוח שזורם לטורבינה ומשם לחלל האוויר, תוך מניעת מגע ישיר בין מים רדיואקטיביים לנקיים. תהליך העברת החום נעשה באמצעות מחליף חום, שהוא בעצם דוד חימום גדול שבו זורם הקיטור מהכור ומחמם מים נקיים הנשאבים מהאגם/מהים והופך אותם לקיטור. בהופכו את המים הנקיים לקיטור, מתקרר הקיטור מהכור והופך חזרה למים קרים  המוחזרים חזרה לכור בכדי לשאוב עוד חום משם.

עד כאן הכל טוב ויפה וכאשר המערכת עובדת, היא מסוגלת לספק חשמל עשרות שנים והכור יהא יציב ונשלט.

אז מדוע הדברים משתבשים?

ראשית, חשוב להבין שמים אינם מסתובבים במערכת מרצונם הטוב אלא באמצעות משאבות. משאבות אלו פועלות על בסיס חשמל והחשמל מגיע מהכור עצמו.

אז מה בעצם קיבלנו? קיבלנו מערכת שמקיימת את עצמה והמערכת המחזיקה את הכור יציב תלויה בעצם ביציבות בכור עצמו (!), כך שאם הכור יוצא מיציבות, המערכת שמחזיקה אותו יציב לא מתפקדת ומצבו לכאורה יורע עוד יותר.
אל לנו לדאוג כמובן, שכן אין האדם מפקיד את עתידו בידי המזל ובכל כור קיימות מערכות גיבוי מבוססות גנרטורי דיזל המופעלים במקרה חירום לשם אספקת חשמל למשאבות במידה והכור איננו מסוגל לייצר חשמל באופן נורמלי. אם כושלות משאבות החירום - אז אנחנו בצרות צרורות מאוד (ותמיד בכל תאונה גרעינית כושלות משאבות החירום אגב.... חומר למחשבה).

אז מה קרה ביפן?

ביפן ארעו רעידת אדמה וצונאמי - יחדיו.

הרעידה גרמה נזק אדיר למבנה הכור והשביתה מערכות - בין היתר את מערכת הפקת החשמל. למזלם האדיר, מערכות הקירור של הכור המשיכו לפעול על מצברים ועובדי תחנת הכוח הספיקו להוריד את מוטות הבקרה לתוך חלל הכור בכדי להאט את התגובה ו-'לכבות את הכור' (זכרו - לא באמת ניתן לכבות את הכור).

 

במצב נורמלי, זהו הרגע בו משאבות החירום אמורות היו להכנס לפעולה בכדי להמשיך ולהזרים מים במעגל הקירור של הכור בכדי לשאוב מתוכו את החום המאיים להתיך את תכולתו.

אך - אבוי לנו - הגל הגדול ששטף את התחנה גרם נזק בלתי הפיך לגנרטורי החירום שנמצאו חשופים ומנע את הפעלתם. וזהו תסריט האימה שממנו חוששים - מערכת קירור כושלת ומערכת גיבוי שאיננה נכנסת לפעולה.

 

ברגע שמערכת הקירור כשלה, מתחיל תהליך של מירוץ נגד השעון למניעת הפיכת מי הקירור לקיטור באופן בלתי הפיך. במקרה של צ'רנוביל המרוץ נגד השעון היה קצר מאוד שכן שם הכור פעל במלואו וללא מוטות בקרה בגלל טמטום של האחראי - ואז כאשר הופסקה מערכת הקירור במסגרת ניסוי בטיחות (שלא היה אמור להערך עקב הכשל בכור) - בן רגע הפכו מי הקירור לקיטור וגרמו לקריסת חלל הכור ולבסוף לפיצוץ שהעיף משקולות של 400 ק"ג עופרת באוויר ואז את גג הכור ששקל 500 טונות..! רק שתבינו עד כמה הלחץ אדיר...

למזלם של היפנים, הספיקו עובדי תחנת הכוח להאט את הכור למינימום, כך שתהליך יצירת הקיטור האט וכמות החום הנפלט ירדה משמעותית אך לא לאפס (מה שקרוי "כיבוי קר").

 

ברגע שכשלו מערכות הגיבוי, עמדה תחנת הכוח בפני שתי בעיות חמורות מאוד:

1. אין סירקולציה של מי קירור בכור והמים הקיימים בו הופכים לקיטור - שטומן בחובו שתי בעיות נוספות והן לחץ גבוה ואי קירור חלל הכור שעשוי לגרום להתכת מוטות הדלק ודפנות הכור.

2. אין סירקולציה של מי קירור בבריכות מוטות הדלק המשומשים שאוחסנו באופן גלוי (ללא כל כיסוי!) בחלל הכור וחשיפתם לאוויר קטסטרופלית.

 

ומדוע הקיטור וחשיפת מוטות הדלק כה בעייתיים?

 

כאן נכנסת עוד סוגייה לתמונה...

מוטות הדלק עשויים מתכת בשם זירקוניום, שיש לה עמידות גבוהה ביותר ולכן היא משמש לעטיפת האורניום. למתכת זו ישנה בעיה אחת - והיא תגובה עם אוויר שגורמת לבעירתה ולכן המוטות שקועים באופן רגיל במים, תוך מניעת המגע בין המתכת לאוויר.

ברגע שמערכת הקירור כושלת והמים בכור ובבריכות הקירור הופכים לקיטור, נחשפים מוטות הזירקוניום לאוויר ואז קיים חשש רב לבעירתם (בצרוף החום הנפלט כבר ממוטות הדלק). בערה זו תביא להתכת המוטות ושריפת האורניום שבתוכם, תוך פליטת ענני עשן מלאים חלקיקי פיח סופר-רדיואקטיבי שיגרום לזיהום מאות קילומטרים מסביב לכור למשך עשרות או אף מאות שנים (כפי שקרה בצ'רנוביל!).

חשבתם שזו הצרה היחידה? ממש לא. בתהליך הבערה והחמצון של הזירקוניום, נפלט לאוויר גז מימן שהוא גז נפיץ ביותר (ע"ע ספינת האוויר "הינדנבורג" הגרמנית שמולאה במימן והתפוצצה) וזהו הגז שהצטבר במבנים של הכורים וגרם לפיצוצים האדירים שהחריבו אותם וגרמו נזק כבד נוסף לבריכות הקירור - שלא ברור טיבו עקב ההרס אך ברור כי המוטות נחשפו במידה זו או אחרת שכן לא היה נפלט הגז אם לא היה הזירקוניום נחשף.

 

אם לא די בכך, הרי שבאחד הכורים ביפן נעשה שימוש בפלוטוניום - הרעיל עשרות מונים מאורניום ובעל יכולת הצטברות בגוף וגרימת תמותה אדירה, שלא לציין אורך חיים פוטנציאלי של אלפי ועד מיליוני שנים (זמן מחצית חיים למי שמדקדק) ובדיעבד נתגלה שבכורים שביפן אוחסנה כמות מוטות דלק גבוהה ביותר וכפולה מהמתוכננת לכור על ידי חברת ג'נרל אלקטריק שבנתה את הכורים, באמצעות תוספת בריכות קירור מאולתרות במבנה של קומות בתוך חלל הכור (מה שסיבך עוד יותר את המצב, היות והיו אלו בריכות בטון בלבד וכנראה שרעידת האדמה סדקה אותן וגרמה נזילת מים תוך חשיפת מוטות הדלק לאוויר!).

 

התזת המים הנואשת של היפנים על הכורים, נועדה לנסות באופן נואש להחדיר כמות מים כלשהי לתוך בריכות הקירור החשופות, במטרה למנוע את בערת הזירקוניום ולקרר את המוטות שכן בעירתם ופליטת ענני אבק רדיואקטיבי תמיט אסון גרעיני על כל יפן והאזור (די במספר טונות בוערות בכדי להמיט אסון על עשרות ומאות ק"מ מסביב לקור).

 

עם זאת, התזת המים האקראית איננה מחדירה מים לכורים הממשיכים לייצר חום אדיר ולא נמצאים בהם למעשה מי קירור כלל אלא רק קיטור המאיים לפוצץ את חלל הכור עקב הלחץ האדיר (שמסוגל להעיף 500 טון בטון ופלדה באוויר!).

זו גם הסיבה לשחרור קיטור מפעם לפעם על ידי המפעילים - מה שנראה כצעד המיטיב עם הכור אך בעצם פירוש הדבר הוצאת עוד מי קירור שלא קיימים בכור, החוצה (שלא לציין פליטת חלקיקים רדיואקטיביים מתוך הכור).

 

גרוע מכך - וזוהי הבעיה האמיתית - הקיטור שנוצר גורם ללחץ שמונע הכנסת מי קירור חדשים (במידה ותופעלנה משאבות) ו-'סותם' את המערכת. לו לא היו מורידים את מוטות הבקרה לתוך הכורים, היה הלחץ מונע גם את הורדת מוטות הבקרה ועשוי לגרום לעיוות מנגנוני השליטה במוטות, מה שלא היה מאפשר כלל את האטת הכורים לעד ולמזלם של היפנים, זהו לא המצב.

 

וכעת הסיבה לדאגה סוף סוף:

 

הבה נבחן מה יש לנו בעצם כרגע:

 

1. בריכות עם מוטות דלק משומשים שנפגעו ואף סביר כי הן דולפות - המהוות סכנה איומה שכן הן חשופות לאוויר (המבנה שעטף אותן חרב וחשף אותן), אין דרך להתקרב אליהן ולטפל במוטות וגם אין דרך ולא תהא דרך להזרים לתוכן מים בכמות מספקת לאחר החורבן וסדיקתן הפוטנציאלית.

 

2. 4 כורים גרעיניים שאמנם הואטו אך כבר שבועיים ללא קירור - מה שאומר בסבירות גבוהה שהיתה התכה של מוטות האורניום בתוך חלל הכור (ואז הוא מצטבר על רצפת הכור ללא יכולת שליטה!) וכן קיים חשש לכיסי מימן נפיצים שיפוצצו את הכור. נוסף על כך, קיים חשש שלא ניתן לאמתו, כי דפנות הכור נחשפו וחומרים רדיואקטיביים דולפים דרכן - מה שיביא לאסון אקולוגי קשה וזיהום איטי של הסביבה והים, ללא יכולת בלימתו (קבורת הכור בחול לא תמנע את דליפת החומרים לאדמה ולים). כמו כן, לא ברור אם צינורות הקירור עצמם לא הותכו או נסדקו.

 

3. מבנים הרוסים - שלא ברור מה טיב הנזק שנגרם להם, שלא לציין חדרי בקרה מושבתים וחוסר יכולת מחלטת להבין מה מתחולל בתוך ההריסות. הוסיפו לזה הרס חלק גדול מהחיישנים המעידים על מצב הכור והמערכות סביבו - ותקבלו מצב נוראי של חוסר אונים (הכל מתבסס היום על הערכות ותקוות ואין שום דרך מבוססת להבין מה מתחולל בכור!!!).

 

4. מערכות קירור הרוסות - שלא ברור האם הן פועלות ואין בהן דליפות (מבט במבני הכור ההרוסים איננו מעורר תקוות רבות). נוסף על כך, הצפת הכורים במי ים מלוחים וקורוזיביים גרמה לפגיעה נוספת במערכת ועקב האידוי המהיר, מצבורי המלח שנותרו במערכות עשויים לגרום לסתימתן ופגיעה קשה במערכות הקירור גם אם תוחזרנה לפעולה.

 

5. קרינה - הקרינה הנפלטת עקב כל הדליפות והאוויר הרעיל באזור (רחמיי נכמרים כאן על מאות העובדים המנסים להציל את המצב תוך ספיגת כמות אדירה של קרינה) אינם מאפשרים פעילות באזור הכור עצמו או בכלל כניסה פנימה, מה שבעצם לא מאפשר בדיקה או תיקון התקלות או פינוי הדלק המשומש. זהו מצב ביש שבו ניתן רק לעמוד מרחוק ולצפות בנעשה, תוך ניסיון להתיז מים לכל היותר, במטרה לקרר ולמנוע את שריפות החומרים הרדיואקטיביים. פן גרוע נוסף טמון במצב זה - והוא הגידול בקרינה ככל שהמצב מחמיר - מה שמקשה עוד יותר על הטיפול במצב ויותר מעגל קסמים מתגבר.

 

 

חמשת הסעיפים המופיעים מעלה, אינם מצב זמני שיבוא על פתרונו בעוד X ימים, שכן בעצם אין פתרון לבעיה וכרגע מה שבעצם עושים היפנים הוא לדחות את רוע הגזרה.

העובדה שכבר שבועיים לא קיים קירור במערכות הללו מדאיגה וגורמת חשש להסתרת המצב האמיתי שם, שכן במקרים של כורים גרעיניים מדובר בדקות, שעות ועד לכל היותר קומץ ימים עד לקריסת כורים וכאן מדובר בשבועיים ויותר - שבמהלכם היה אפס קירור למערכת הפגועה!

 

חשוב להבין, שאין דרך לכבות את הכור לגמרי, אין דרך לתקן אותו ואין דרך לפנות משם את החומרים (אי אפשר אפילו לפתוח את הכור, שכן הקרינה קטלנית באופן מיידי לכל מי שיתקרב אליו).

 

לבסוף לא תהא להם ברירה אלא לכסות את הכורים, שהיא פעולה מורכבת בפני עצמה ומסכנת חיים - אך עקב סמיכותם לים לא ניתן יהא למנוע פליטת חומרים רדיואקטיביים לאדמה ולים ומדובר בנזק אקולוגי בהיקף מטורף ליפן ולמדינות בסביבתה.

 

אני מקווה שכעת אתם/ן מבוהלים/ות יותר ומבינים/ות את חומרת המצב.... :)

דרג את התוכן: