RBMK: od nacionalnog ponosa do nacionalne traume

Povodom četrdesetogodišnjice najveće nuklearne katastrofe u istoriji, donosimo detalje o reaktoru koji je bio instaliran u Černobilju. Danas postavljamo tekst koji je posvećen istorijatu i dizajerskim odlukama koji su doprineli katastrofi

RBMK reaktor (ruski: Реактор Большой Моčnosti Канальный – reaktor velike snage kanalskog tipa) nije bio samo inženjerski projekat; on je trebalo da bude reaktor Sovjetskog Saveza koji bi bio uveden na nacionalnom nivou i bezmalo ponos i barjaktar sovjetske nuklearne tehnologije. 

Raniji je reaktorski dizajn VVER (reaktor sa vodom pod pritiskom, bukvalni prevod bi bio “voda-voda energetski reaktor”) u sovjetskim krugovima pomalo podrugljivo nazivan „američkim“ zbog sličnosti sa zapadnim dizajnom, ali je RBMK slavljen uziman kao autohtoni sovjetski uspeh: bio je veći, moćniji i, što je tada bilo najvažnije, lakši i jeftiniji za masovnu proizvodnju.

Razvoj RBMK-a je počeo jako rano – pedesetih godina kada je u rad pušten reaktor sličnog dizajna “Obinsk AM-1” i snage 5 megavata. Prateći isti generalni dizajn, šezdesetih je godina počet i njihov dalji razvoj u reaktor velike snage. Razvoj je predvodio Kurčatovljev institut za atomsku energiju, svakako najnapredniji istraživački nuklearni institut u Sovjetskom savezu u tom trenutku koji su vodili Anatoli Aleksandrov i Nikolaj Doležal a istaknutu ulogu je imao izuzetni fizičar Saveli Fajnberg, o kome ćemo pre ili kasnije imati jedan podrobniji tekst. 

A konačni je cilj celoga projekta bio jasan: napraviti reaktor koji ne zahteva specijalizovanu industriju za izradu ogromnih čeličnih posuda pod pritiskom, koji može da koristi gorivo niskog nivoa obogaćenja, koji ima mogućnost onlajn rifjulovanja (zamene goriva bez gašenja) i veliku snagu (RBMK reaktori u Ignalini su imali snagu od čak 1500 megavata, što je čak i danas retkost).

Stoga su napravljene neke dizajnerske odluke: 

• korišćenje sistema cevi umesto jedne velike reaktorske posude omogućilo je daleko jeftiniju gradnju 
• korišćenje grafita kao moderatora i obične vode za hlađenje omogućilo je korišćenje slabo obogaćenog uranijuma (svega 1,8%) zbog izuzetnih moderatorskih karakteristika grafita, što je u konačnici proces proizvodnje energije činilo znatno jeftinijim. 
• takođe, da bi se postigla vidoma termalna i neutronska ekonomija, RBMK je bio ogroman – daleko veći po zapremini od zapadnih reaktora i VVER reaktora koji su se paralelno proizvodili u Sovjetskom Savezu. Ali upravo ta veličina učinila je izgradnju zaštitne zgrade (containment) astronomski skupom, pa su je dizajneri jednostavno izostavili, tvrdeći da je „kanalska struktura“ dovoljna zamena za bezbednost. 
• kanalska struktura (gorivo se ne nalazi u jednom sudu, već u kanalima koji su obloženi grafitnim blokovima) je usvojena da i bi se svaki kanal mogao nezavisno izolovati čime je, opet, omogućeno onajn rifjulovanje, ali i jeftina proizvodnja samog reaktora koji nije zahtevao veliku reaktorsku posudu, već samo sistem cevi kroz koje je prolazila voda pod velikim pritiskom. 

A dostupna literatura pokazuje da su su sovjetski inžinjeri toliko bili sigurni u dizajn, da RBMK nikada nije imao prototip (osim pomenutog Obinsk AM-1, koji jeste bio izgrađen na sličnim dizajnerskim principima, naime, on je takođe moderiran grafitom) a  iz nacrta se prešlo direktno u masovnu proizvodnju. 

Prve jedinice u Lenjingradskoj elektrani (1973) vrlo su brzo pokazale “ćudljivost” dizajna: na primer, kako se gorivo trošilo i opadala kocentracija fisionog materijala, reaktor je postajao sve teži za kontrolu a operateri su morali ručno da podešavaju desetine parametara svakog minuta, što je bio iscrpljujući fizički i mentalni rad. A incidenti koji su se dešavali, kao onaj u Lenjingradu, samom Černobilju (blok 1) (oba ova puta je došlo do delimičnog topljenja komponenti reaktora), Ignalini (kada je došlo do otkrića naglog skoka snage prilikom gašenja) pre 1986. godine nisu diseminirani kod posada koje su upravljale ostalim reaktorima istog tipa – čime je onemogućeno učenje na greškama.

Ovaj dizajn je prošao kroz nekoliko razvojnih faza: I generacija (rane sedamdesete), II generacija (kasne sedamdesete i rane osamdesetee), u koju je spadao i blok 4 u Černobilju. Nakon nesreće, pristupilo se radikalnom redizajnu pa je uvedena i III generacija, mada je jedini reaktor izgrađen po ovim standardima bio Smolensk-3, jer je celokupna tehnologija ipak na kraju bila odbačena u korist VVER reaktora. 

Ipak, nakon nesreće, svi RBMK reaktori su prošli i procese radikalne izmene dizajna (povećanje minimalnog obogaćenja goriva, povećanje brzine ubacivanja kontrolnih šipki, promena njihovog dizajna, dodavanje dodatnih bezbednosnih sistema, onemogućavanje “ručnog” isključivanja bezbednosnih sistema…) koji su, kako procenjuje literatura, oko “sto puta” umanjili verovatnoću ponavljanja istog incidenta. Zbog svega toga je danas u u potrebi i dalje najmanje sedam reaktora ovog dizajna, ali samo u Rusiji na tri lokacije (Lenjingrad, Kursk i Smolensk). 

Ovome, pak treba dodati i da je postojao plan sovjetskih dizajnerskih biroa da se proizvode čak i veći reaktori, snage 2400 megavata od kojih su dva bila planirana na lokaciji Kostroma, ali su ti planovi napušteni, kao i nešto radikalnije novi dizajn MKER (Многопетлевой Канальный Энергетический Реактор, “reaktor kanalnog tipa sa više prstenova vode”), ali se i od ovih planova odustalo. 

S.A.