Czarnobyl – 1. Dlaczego nastąpiła katastrofa?

Zacznę od osobistego wspomnienia. Pod koniec kwietnia 1986 panowała bardzo ładna pogoda. Było dość ciepło i bezchmurnie. Moja dwuletnia córka kolejny raz zachorowała na anginę. Strasznie smutna patrzyła przez okno na podwórko, gdzie w piaskownicy bawiły się dzieci. Sama oczywiście nie mogła wyjść.

26 kwietnia była sobota. Nikt tutaj nie był świadomy, że 1000 km od nas zaczyna się dramat, który będzie trwał w zasadzie przez lata. W poniedziałek, 28 kwietnia poszedłem do pracy. Około południa przyszedł do naszego zakładu Włodek Augustyniak, radiochemik. Przyniósł zastanawiającą informację – ponieważ po południu miał mieć ćwiczenia ze studentami, chciał przygotować mierniki promieniowania gamma do pomiarów. Zauważył, że liczniki po prostu szaleją. Nie dało się ich wyzerować, po kilku minutach poziom promieniowania rósł. Już wtedy podejrzewał, że coś się musiało wydarzyć, ale nie miał pojęcia, co. Zadzwonił do Warszawy, do Centralnego Laboratorium Ochrony Radiologicznej (tzw. CLOR) z pytaniem, czy coś wiedzą. Odpowiedzieli, że absolutnie nic. Teraz już wiemy, że musieli mieć informacje, choćby ze stacji w Mikołajkach, gdzie rano tego dnia (po 5) poziom promieniowania wzrósł pół miliona razy! CLOR został poinformowany, więc w chwili, gdy Włodek dzwonił, informacja już tam była, ale została oczywiście utajniona. Po burzy mózgów postanowiliśmy przygotować płyn Lugola. Zrobiliśmy go dużo, tak że rozdawałem pojemniczki sąsiadom w hotelu asystenta, w którym mieszkałem. Tak wkroczyliśmy w epokę Czarnobyla.

W następnym wpisie pan inż. Nawrocki opisze katastrofę oczami inżyniera. Ja chciałbym tu w wielkim skrócie napisać, co tak naprawdę tam się stało. Przede wszystkim – ten reaktor nie powinien zostać dopuszczony do działania, ponieważ nie wykonano jednego z testów bezpieczeństwa. Dlaczego? Odpowiedź jest prosta – socjalizm. Wtedy mniej istotne były procedury bezpieczeństwa, natomiast liczyło się tylko to, żeby sztandarowe budowy oddać przed terminem. Odłożony eksperyment zaplanowano na kwiecień 1986, aby zameldować władzom w Moskwie sukces przed 1 maja. Miał być wykonany w ciągu dnia, ale… no właśnie, trzeba było go przesunąć, ponieważ była w tym momencie awaria innej elektrowni – w Smoleńsku. Dlatego też rozpoczęto go w piątek, 25 kwietnia, po godz. 23.00, w środku nocy.

Mówiąc krótko – całość miała polegać na „wyłączeniu” reaktora i sprawdzeniu, czy wszystkie systemy zadziałają prawidłowo. Trzeba wiedzieć, że nawet reaktor, który nie pracuje, musi być cały czas chłodzony, a do chłodzenia potrzeba zasilania prądem. Problem polegał na tym, że w chwili, gdy wyłączy się prąd, agregaty awaryjne potrzebują 60 sekund, aby przejąć zasilanie. Tymczasem główne turbogeneratory dostarczają energię tylko przez 15 sekund. No i mamy lukę – kluczowe 45 sekund.

Tutaj niestety zaczęły się błędy ludzi, wynikające z braku doświadczenia i zmęczenia. Na przedpołudniowej zmianie była odpowiednia kadra, która uczestniczyła już w podobnych testach. Nocny zespół był niestety zdecydowanie mniej doświadczony. Jednym z kardynalnych błędów było wyłączenie systemu automatycznego wyłączania reaktora. Podstawową kwestią, która miała tutaj kluczowe znaczenie, był fakt, że ten typ reaktora jest bardzo czuły na zmiany mocy (pojawia się tzw. zatrucie ksenonowe), które mogą spowodować niestabilność jego działania. Tak się właśnie stało. Jeśli ktoś chciałby dowiedzieć się nieco dokładniej o mechanizmie tego, co poprzedziło wybuch, proponuję zapoznać się z pojęciem współczynnika reaktywności przestrzeni parowych.

26 kwietnia, około godziny 1.23, gdy reaktor zaczął wymykać się spod kontroli, próbowano uruchomić procedurę natychmiastowego wsunięcia prętów kontrolnych w celu wygaszenia reaktora (tzw. procedura AZ-5). Nie udała się, ponieważ pręty kontrolne miały końcówki grafitowe (one pogorszyły sytuację), rdzeń już był przegrzany, co spowodowało znaczące odkształcenie kanałów, w które pręty powinny się wsunąć. W efekcie doszło do niekontrolowanego wzrostu mocy, co spowodowało gwałtowny wzrost ciśnienia wewnątrz reaktora, którego skutkiem było wyrzucenie w powietrze osłony radiacyjnej reaktora (1200 ton!). Naruszenie konstrukcji spowodowało z kolei kontakt wody z cyrkonowymi osłonami kanałów paliwowych, co doprowadziło do rozkładu wody chłodzącej na gazowy wodór i tlen. Ta mieszanina piorunująca eksplodowała nieco później, po zetknięciu się gazów z rozgrzanym do 3 tysięcy stopni grafitem. Wybuch zniszczył budynek czwartego bloku reaktora, powodując zapłon kilku ton kostek grafitowych i ich rozrzucenie po okolicy. Ich pożar trwał 9 dni. To właśnie wtedy do atmosfery przedostały się duże ilości izotopów promieniotwórczych, głównie jodu, cezu i strontu.

Chmura radioaktywna ruszyła na północ, ale niestety po kilkunastu godzinach zmieniła kierunek i nadciągnęła m.in. nad Polskę. Stąd wyniki ze stacji w Mikołajkach. Potem chmura poszła dalej na południe siejąc izotopami. Co ciekawe, największe punktowe skażenia nie były na północy, ale na Opolszczyźnie. Jod się zdezaktywował dość szybko, ale cez, a zwłaszcza stront są w glebie do dziś, chociaż już praktycznie nie stanowią już niebezpieczeństwa.

Dziś strefa wokół Czarnobyla podlega nadal restrykcjom. Sam reaktor jest od 2013 osłonięty tzw. arką, która w założeniu ma przetrwać ok. 100 lat.

O katastrofie napisano już wiele, ja z konieczności musiałem to skrócić do minimum.

Literatura uzupełniająca:

Adam Higginbotham – O północy w Czarnobylu – niesamowicie ciekawa książka!

Katastrofa w Czarnobylu minuta po minucie

Chronologia wydarzeń (j. ang.)

Jak to z Czarnobylem było – prof. Zbigniew Jaworski

Uwaga! Szkodliwy ksenoestrogen – bisfenol A

Zapewne spotkaliście się z produktami z oznaczeniem „BPA free”, czyli „wolne od BPA”. Czym jest BPA i dlaczego powinniśmy się go wystrzegać?

BPA, czyli bisfenol A, jest stosunkowo prostym związkiem organicznym, który otrzymuje się przez kondensację dwóch cząsteczek fenolu i jednej cząsteczki acetonu (stąd A w nazwie). Stosuje się go w procesach produkcji rozmaitych tworzyw sztucznych, takich jak żywice epoksydowe, poliestry (m.in. szeroko stosowane poliwęglany) itd. Jest także antyutleniaczem dodawanym do płynu hamulcowego.
BPA jest zaliczany do tzw. ksenoestrogenów. Co to takiego? Ano są to związki, które w metabolizmie do pewnego stopnia imitują estrogeny, czyli żeńskie hormony płciowe. Robią to na tyle efektywnie, że mogą nieźle namieszać w organizmie człowieka. Jest to w sumie nieco zaskakujące, ponieważ struktura bisfenolu A absolutnie nie przypomina budowy cząsteczki żadnego z estrogenów.

Bisfenol A

Źródło: Wikimedia
Licencja: domena publiczna

Estradiol (jeden z estrogenów)

Źródło: Wikimedia
Licencja: domena publiczna

BPA nie jest jedynym znanym ksenoestrogenem. Innymi są związki zaliczane do grupy PCB, czyli polichlorowanych bifenyli (podobnych strukturalnie do BPA) oraz niektórych ftalanów, czyli soli i estrów kwasu ftalowego.

BPA jest obecny (choć w niewielkich ilościach) w wielu opakowaniach, w tym takich, które są stosowane do żywności i kosmetyków. Dopiero po wielu latach od jego zastosowania zaczęto prowadzić badania nad uwalnianiem się tego związku i przenikaniem do żywności. Wyniki były porażające. Okazało się bowiem, że BPA bez większych problemów migruje do płynnej żywności i kosmetyków, szczególnie tych, które zawierają tłuszcze. Do organizmu człowieka dostaje się drogą oddechową, pokarmową, ale też przez kontakt ze skórą. Specjaliści zbierają coraz więcej informacji o tym, że związek ten może mieć coś wspólnego z rakiem piersi, otyłością, astmą czy bezpłodnością. Podejrzewa się też, że ma on wpływ na występowanie zespołu wielotorbielowatych jajników (PCOS).

Powinniśmy więc zwracać szczególną uwagę nie tylko na to, co jemy czy wsmarowujemy w ciało, ale też na to, w co różne produkty są pakowane. Jak to rozpoznać? Opakowania plastikowe mają specjalne kody. Poliwęglany są określane skrótem PC albo liczbą 7 (tworzywa inne). Jeśli trafiamy na takie opakowanie, sprawdźcie, czy mają napis „BPA free” albo „nie zawiera BPA”. Takich opakowań można używać. Jeśli takiego napisu nie ma, raczej sobie odpuśćcie. Ewentualnie można ich używać do przechowywania produktów sypkich i suchych. Zwróćcie szczególną uwagę na pojemniki do płynów, przede wszystkim takie jak butelki do karmienia niemowląt i bidony. W wielu przypadkach są produkowane z poliwęglanów, bo tworzywo to jest podobne do szkła – przejrzyste i efektowne. Jeśli mamy opakowania z poliestrów, unikajmy ich podgrzewania – wtedy BPA się wydziela w znacznie większym stopniu.

Innym, dość niecodziennym źródłem BPA są… paragony sklepowe. Chodzi tutaj o te, które są drukowane na tzw. papierze termicznym. Spotykamy się z nimi bardzo często, ale zwykle nie dotykamy ich przez dłuższy czas. Większy problem mają osoby obsługujące kasy i wydające paragony. Tak naprawdę powinny one pracować w rękawiczkach, aby do minimum ograniczyć kontakt z BPA. Na szczęście ostatnio stosowanie BPA w paragonach zostało na terenie UE prawnie ograniczone.

Muszę tu jeszcze wspomnieć o związku, który w pewnym momencie został zamiennikiem BPA, a mianowicie BPS (4,4’-sulfonylodifenol). Jest on strukturalnie dość podobny do BPA, podobne są też zastosowania. Ale tak naprawdę nie wiadomo, czy nie wpadliśmy z deszczu pod rynnę, ponieważ ten związek także działa negatywnie na układ hormonalny, a do tego powoduje problemy z sercem, prowadząc do zawałów albo pogarszając rokowania pacjentów po przebytym zawale. Jakby tego było mało, kolejny zamiennik, BPF (4,4’-metylenodifenol), też ma podobne działanie, a do tego jest szczególnie szkodliwy dla wątroby.

No cóż, w którą stronę się nie odwrócić, odwłok zawsze z tyłu.

(c) by Mirosław Dworniczak
Jeśli chcesz wykorzystać ten tekst lub jego fragmenty, skontaktuj się z autorem. Linkować oczywiście można.

Czy glin = aluminium?

Muszę przyznać, że nieco mnie nosi, gdy czytam, nawet w niby poważnych źródłach, takie określenia, jak tlenek czy wodorotlenek aluminium. Buntuję się przeciw używaniu nazwy „glin” i „aluminium” zamiennie. Pierwiastek Al nosi polską nazwę glin. Nazwa ta pochodzi z XIX w. i jest skróconą wersją słowa „glinek”. Ale jako pierwszy spolszczenia dokonał jeden z ojców polskiej nomenklatury chemicznej, Jędrzej Śniadecki – nazwał ten pierwiastek „glinianem” (dziś ta nazwa jest zarezerwowana dla soli pochodzących od amfoterycznego wodorotlenku glinu). Nazwa ta pojawiła się w jego wspaniałym dziele „Początki chemii”, które zainteresowani mogą znaleźć w serwisie Polona.

Nazwa „glin” pojawiła się w połowie XIX w. i przyjęła się powszechnie. Dość oczywiste, że wszystkie te nazwy pochodzą od nazwy „glina”, ilastej skały osadowej zawierającej duże ilości glinokrzemianów.

Ten lekki metal jest jednym z głównych składników skorupy ziemskiej. Czysty glin jest srebrzysty, błyszczący. W takiej postaci możemy go zobaczyć w chwili, gdy np. przetniemy bryłkę metalu. Szybko jednak matowieje, ponieważ niemal natychmiast pokrywa się bardzo cienką (kilka nm) warstwą tlenku Al2O3. Jeśli mówimy o jego związkach, musimy używać nazwy pierwiastka, dlatego też mamy np. chlorek czy azotan glinu (nie aluminium!).

Czym w takim razie jest aluminium? Otóż jest to produkt techniczny, zawierający oprócz glinu niewielkie ilości zanieczyszczeń. Także stopy glinu z innymi składnikami mają w nazwie aluminium. Przykładowo: znane wszystkim alufelgi są produkowane z duraluminium, czyli stopu glinu z miedzią i magnezem. Jest to materiał bardzo wytrzymały, stąd stosowany powszechnie w inżynierii.

Odlewanie technicznego aluminium

Źródło: Wikipedia
Autor: Siegertyp2013
Licencja: CC BY-SA 3.0

Od jakiegoś czasu istnieje tendencja do stosowania nazw „glin” i „aluminium” zamiennie. Muszę powiedzieć, że jestem przeciwnikiem tego procesu, może już jednym z nielicznych.

Ale skoro już jesteśmy przy tym temacie, parę słów wyjaśnień „kuchennych”. Co jakiś czas można przeczytać ostrzeżenia przed używaniem aluminium w kuchni. Autorzy piszą, że metal ten „przenika do żywności”, a tam sieje spustoszenie w układzie nerwowym i jest odpowiedzialny za wiele straszliwych schorzeń. Prawda li to? No cóż, powiem tak: mam w swojej kuchni mały garnek aluminiowy. Kiedyś gotowaliśmy w nim mleko, teraz służy zwykle do gotowania jajek (ten temat też kiedyś opiszę, bo warto). I robię to bez obawy. Natomiast na pewno nie odgrzewałbym w nim kwaszonej kapusty, bigosu czy zupy ogórkowej. Potrawy o odczynie kwaśnym mogą bowiem reagować z powierzchnią aluminium i wtedy faktycznie jakaś ilość związków glinu może przeniknąć do potraw.

To samo dotyczy folii aluminiowej. Możemy spokojnie w nią owijać różne potrawy, byle nie kwaśne. A propos: na pewno zauważyliście, że jedna strona folii jest zawsze błyszcząca, a druga matowa. I znowu: w poradnikach piszą, że ta błyszcząca odbija ciepło, a matowa znacznie mniej. MIT! Różnica jest na tyle mała, że nie ma co sobie tym zawracać głowy. Owijajcie, jak tam chcecie. Ktoś spyta: a dlaczego w takim razie te strony są różne? Ha! To efekt uboczny procesu jej produkcji. W ostatnim etapie walcowania przepuszcza się pomiędzy walcami dwie taśmy aluminiowe. Gdyby przepuszczano jedną, rwałaby się. Po walcowaniu się je rozdziela. Ta powierzchnia, która przylegała do walca, błyszczy, ta druga jest matowa. Ot, i cała tajemnica.

Folia aluminiowa

Źródło: Wikimedia
Autor: MdeVicente
Licencja: CC0 – public domain