OD POČETKA rata u Ukrajini svijet se suočio s ozbiljnom prijetnjom nuklearnog rata i havarija u nuklearnim elektranama.

Ruski dužnosnici u više su navrata nuklearnim oružjem zastrašivali zemlje koje su se svrstale uz Ukrajinu.

S druge strane, ukrajinski dužnosnici iznova upozoravaju da ruski napadi i borbe oko ukrajinskih nuklearki mogu uzrokovati curenja radijacije koja bi mogla ugroziti stanovnike cijele Europe.

To je očekivan sastavni dio psihološkog rata kojim Rusi nastoje obeshrabriti zapadne zemlje da se još intenzivnije uključe u sukobe, a Ukrajinci nastoje upravo suprotno.  

Koliko bi bili opasni ovi scenariji kada bi se uistinu ostvarili: što bi se dogodilo da izbije nuklearni rat, a što da dođe do ozbiljnije havarije u nekoj od ukrajinskih nuklearki?

Kratak odgovor na prvi dio pitanja je: Veliki nuklearni rat mogao bi uzrokovati razaranje mnogih većih gradova i eventualno nuklearnu zimu, u kojima bi, u najgorem scenariju, mogle umrijeti milijarde ljudi.

Kratak odgovor na drugi dio je: Posljedice bi bile male, mnogo manje nego u havariji u Černobilu. U najgorem slučaju bile bi usporedive s havarijom u američkoj nuklearki Three Mile Island ili u japanskoj Fukushimi, u kojima je došlo do taljenja jezgre, ali nitko nije poginuo.

Maksimalna izravna šteta od nuklearnog oružja

U dijelu javnosti uvriježena je percepcija da u svijetu ima dovoljno nuklearnog oružja da se čovječanstvo ili čak sav život uništi više puta. To nije utemeljeno u znanosti. Naime, izračuni pokazuju da za potpuno uništenje života na Zemlji ne bi bila dovoljna čak ni eksplozija nuklearnih bombi koje bi bile sačinjene od sveg urana koji postoji na našem planetu. Znanstvenici su izračunali da je asteroid koji je uzrokovao izumiranje dinosaura imao snagu 10 milijardi nuklearnih bombi kakve su korištene u II. svjetskom ratu. Međutim čak ni on nije uzrokovao uništenje sveg života. Naprotiv, nakon udara počeo je procvat sisavaca.

Prema stranici Statista, u svijetu trenutno postoji oko 12.700 nuklearnih bojevih glava. Najviše ih ima Rusija, oko 6000, potom SAD, oko 5500, dok su ostale raspoređene redom među Kinom (350), Francuskom (290), Velikom Britanijom (225), Pakistanom (165), Indijom (160), Izraelom (90) i Sjevernom Korejom (20).

Koja je maksimalna šteta koju bi te bojeve glave mogle izazvati?

Kada bi bile raspoređene tako da izazovu maksimalna razaranja, bilo bi ih otprilike dovoljno da izravno razore sve gradove na Zemlji s više od 100.000 stanovnika. Naime, u svijetu ima oko 4500 takvih gradova, a u prosjeku bi za razaranje svakoga od njih trebale oko tri bojeve glave. U takvom scenariju odmah bi umrlo oko tri milijarde stanovnika, koliko ih živi u takvim gradovima.

Zračenje i kontaminacija koji bi nastali u ovim eksplozijama ne bi imali neki veliki efekt na okolna područja ni dugoročni efekt na područja bombardiranih gradova. Naime, iskustva iz Hirošime i Nagasakija pokazuju da su među 100-tinjak tisuća ljudi koji su preživjeli napade atomskim bombama prekomjerne stope raka tijekom sljedećih godina bile oko 850, a leukemije manje od 100. Velika većina ljudi umrla je tijekom eksplozije ili neposredno nakon nje. U Hirošimi danas živi oko 1.2 milijuna ljudi, a u Nagasakiju oko 420.000. Danas je pozadinsko zračenje u ta dva grada isto kao prosječna količina prirodnog zračenja prisutnog bilo gdje na Zemlji, što znači da ga nema dovoljno da bi utjecalo na ljudsko zdravlje.

Ponovimo, ovaj izračun temelji se na ideji da bi svo nuklearno oružje bilo precizno raspoređeno tako da izazove maksimalnu štetu te da bi sve bojeve glave točno pogodile svoje ciljeve. 

Nuklearna zima

Neka istraživanja pokazuju da bi značajno veći problem mogla biti tzv. nuklearna zima koju bi takve eksplozije uzrokovale.

Jedno novo istraživanje, objavljeno 15. kolovoza u časopisu Nature Food, pokazalo je da bi čak i relativno mali nuklearni sukob, u kojem bi sudjelovale dvije nacije poput Indije i Pakistana, mogao dovesti do velike gladi. Naime, iz zapaljenih gradova u atmosferu bi se oslobodilo oko 50 Tg (teragrama; 1 Tg = 1.000.000 tona) čađe i dima, koji bi okružili planet, blokirali sunce i uzrokovali zahlađenje, odnosno nuklearnu zimu. To bi zauzvrat uzrokovalo globalno smanjenje prinosa usjeva te smrt oko dvije milijarde ljudi.

Prema istoj studiji, rat većih razmjera između Rusije i SAD-a izbacio bi u atmosferu oko 150 Tg čađe i dima te uzrokovao smrt oko pet milijardi ljudi. Utjecaj nuklearnog rata na klimu trajao bi desetak godina, no vrhunac bi dosegnuo u prvih nekoliko godina.

Manji nuklearni rat između Indije i Pakistana doveo bi u roku od pet godina do pada prinosa za oko 7%, dok bi veliki američko-ruski rat doveo do pada proizvodnje za 90% u roku od tri do četiri godine.

Autori studije ističu da njihova analiza ukazuje koliko su važni napori na globalnoj suradnji kojoj je cilj sprječavanje nuklearnih sukoba.

Kritike koncepta nuklearne zime

No tu treba istaknuti da je nuklearna zima još uvijek hipotetski koncept, koji se temelji na modelima i procjenama količina čađe i dima za koje se pretpostavlja da su nastali u bombardiranjima Hamburga i Hirošime te u nekim katastrofama, kao što su erupcije vulkana ili požari u skladištima nafte. Kritičari smatraju da su suvremene procjene razmjera nuklearne zime pretjerane, utemeljene na politici, a ne egzaktnoj znanosti. Među ostalim, upozoravaju da je teško procijeniti koliko bi se čađe podiglo i zadržalo u stratosferi (jer bi to ovisilo o klimatskim uvjetima u kojima bi se odvijao rat), koliko bi se dugo čađa ondje zadržala prije nego što bi pala kao crna kiša (jer bi to ovisilo o vremenskim prilikama, osobito zračnim strujanjima i oborinama) te koliko bi gorivog materijala izgorjelo (jer bi to ovisilo o tome koliko bi ga bilo zatrpano pod ruševinama).

Kako god bilo, nema dvojbe da bi posljedice velikog nuklearnog rata bile goleme, a njegovu prijetnju ne treba umanjivati jer je svijest o njoj jedan od glavnih osigurača koji sprječavaju nuklearne sile da upotrijebe svoj arsenal.

Gdje postoji opasnost u nuklearkama?

Za podrobniji odgovor na drugo pitanje, kakve maksimalne posljedice može uzrokovati havarija u ukrajinskoj nuklearki, potrebno je prije svega razumjeti o kakvom je sustavu riječ.

Uzmimo za primjer Nuklearnu elektranu Zaporižja (NEZ) koja je do nedavno bila u fokusu javnosti. U njoj je u ponedjeljak ugašen posljednji reaktor, no dobra je za ilustriranje mogućih problema jer većina ukrajinskih nuklearki ima isti tip reaktora.

NEZ je najveća nuklearka u Europi i jedna od deset najvećih u svijetu. Ima šest relativno modernih reaktora tipa VVER 1000/320, po načinu rada sličnih onima u NE Krško, od kojih svaki ima snagu 950 MWe (MWe je oznaka da se radi o snazi struje, za razliku od oznake MWt, koja govori koliko se topline stvara u reaktoru i manja je zbog gubitaka u pretvorbi).

Reaktori imaju ogromnu betonsku zaštitnu kupolu debljine veće od metra, tri dizel-agregata za sigurnosno napajanje električnom energijom u slučaju da opskrba strujom bude prekinuta i druge sigurnosne sustave za brzu obustavu nuklearne reakcije i hlađenje. Reaktori su postupno puštani u rad u razdoblju od 1984. do 1995., a u međuvremenu su modernizirani na temelju novih preporuka, nakon nesreće u Fukušimi i prema zahtjevima za produženje radnog vijeka. Trenutno u svijetu radi 39 ovakvih reaktora: u Ukrajini (15), Rusiji (13), Kini (4), Bugarskoj (2), Češkoj (2), Indiji (2) i Iraku (1). U Indiji se grade još dva, a u Iraku još jedan.

Koliko su opasni izvori zračenja u nuklearkama?

U nuklearkama postoje četiri izvora radioaktivnosti – reaktori, spremišta radioaktivnog otpada, bazeni za svježe istrošeno gorivo i suhi kontejneri za starije istrošeno gorivo.

Najopasniji izvor zračenja je reaktor, i to kada radi. Međutim, kako smo već naveli, on je sa svih strana zaštićen armiranim betonom debljine od najmanje jednog metra.

Ostali izvori zračenja su manje opasni jer je njihova radioaktivnost oslabljena proporcionalno trenutku kada su izvađeni iz reaktora te dalje slabi s vremenom. Oni nisu zaštićeni kao reaktori, no u eventualnom izravnom pogotku u bombardiranju mogu izazvati samo lokalnu kontaminaciju.  

Kako može doći do havarije reaktora?

Budući da najveću opasnost predstavlja reaktor koji radi, važno je znati kolika je takva opasnost.

Kada se reaktor isključi, radioaktivnost u njemu pada na oko 5% nazivne snage, što ovisi o gorivu te o tome koliko je dugo i na kojoj snazi reaktor prethodno radio. U slučaju nuklearke Zaporižje, u kojoj svaki reaktor dok radi ima toplinsku snagu 3000 MWt, to bi značilo da bi ona pala na oko 150 MWt. Nakon isključivanja toplinska energija stvorena u fisiji nastavlja eksponencijalno padati i nakon jednog dana dolazi na oko 10 MWt. Što je reaktor duže isključen, to je opasnost od kontaminacije manja.

No nedostatak hlađenja ipak može rezultirati taljenjem jezgre jer rastopljeno gorivo može ugroziti sigurnosne barijere, zbog čega može doći do ispuštanja radioaktivnosti u okoliš. Glavni izvori takve kontaminacije su radioaktivni plinovi jod (do nekoliko tjedana nakon obustave) i cezij (do nekoliko godina nakon obustave). To znači da je za sigurnost reaktora najvažnije hlađenje.

Hrvatski stručnjak za nuklearnu sigurnost Zdenko Šimić, vodeći istraživač za rizike i pouzdanost u Energetskom institutu Hrvoje Požar, kaže da bi, kada bi se kao referenca uzela nesreća u Fukušimi, kontaminirano područje nakon curenja u NEZ-u moglo biti do nekih 20-30 km oko elektrane.

"Ovisno o meteorološkim uvjetima, kontaminacija može biti znatno veća u određenom smjeru. S tim da je to manja što je udaljenost od elektrane veća. Analize i planovi postoje za smanjivanje ozračivanja ljudi i evakuaciju. Nitko od populacije oko Fukušime nije dobio opasnu dozu zračenja. Mjerenja su pokazala da je 99% stanovništva primilo manje od 3 mSv, što je otprilike kao normalno primljena godišnja doza iz prirode i liječenja. Manje od 30 zaposlenika primilo je veću dozu od 100 mSv, a samo nekolicina je ozračena iznad dopuštenih doza za posebne situacije, koja za Japan iznosi 250 mSv. Rizik je vrlo mali, čak i za najviše ozračene zaposlenike", tumači Šimić.

Postoji velika razlika između Černobila i novih nuklearki

Kada se posljednjih mjeseci upozoravalo na moguću havariju nuklearke Zaporižje, nerijetko se prizivalo sjećanje na Černobil, pa su ljudi imali sklonost procjenjivati da bi nova havarija mogla biti još opasnija jer je u prvoj  uzrok bila ljudska greška u jednom reaktoru, dok se nova nuklearka nalazi na samoj fronti ratnih zbivanja i ima šest reaktora.

No realnost je sasvim suprotna. Između NE Zaporižja i NE Černobil ima vrlo malo sličnosti, osim što su obje u Ukrajini i ruskog dizajna.

Prije svega treba istaknuti da ni Ukrajincima ni Rusima uništavanje nuklearke i curenje radijacije u okoliš nikako nisu u interesu. NEZ, ali i svaka druga nuklearka na području sukoba, važna je kako za Ruse, tako i za Ukrajince. NEZ vrijedi najmanje 30-ak milijardi eura, a Ukrajincima je u mirnodopskim uvjetima bila izvor preko 20% ukupne proizvodnje energije. U prilog tome govore informacije prema kojima su Rusi u NEZ dopremili dodatne agregate kako bi osigurali struju potrebnu za hlađenje reaktora u slučaju da dalekovodi budu oštećeni.

Ključna razlika između NE Zaporižja i NE Černobil je to da reaktori u Černobilu nisu imali zaštitnu zgradu, dok u Zaporižji, kako smo već naveli, svaki ima prenapregnutu armiranu betonsku zaštitnu zgradu debljine najmanje metar, koja je dizajnirana tako da u najgoroj situaciji taljenja jezgre zadrži sve radioaktivne materijale.

Druga velika razlika je ta da je u černobilskoj nuklearki proces fisije bio potpomognut grafitnim moderatorom. To je imalo određene pogonske prednosti u odnosu na suvremene reaktore u kojima se za moderaciju koristi voda koja se istovremeno koristi i za hlađenje.

Šimić tumači da moderatori služe da se uspore neutroni nastali u lančanoj fisijskoj reakciji na brzine optimalne za njezin nastavak.

"Ako su prebrzi, neutroni će proletjeti kroz uran a da se ne uključe u reakciju. Černobilski reaktori, zahvaljujući tome što su imali grafitne moderatore, mogli su koristiti manje obogaćeno gorivo. No velika mana takvog sustava je to što se grafitni moderator ne može ukloniti ako nešto krene krivo. On će nastaviti svoju funkciju potpomaganja fisijske reakcije, čak i u slučaju havarije.

Suvremeni reaktori kao moderatore koriste vodu. Ona je lošiji moderator jer tijekom usporavanja neutrona dio njih apsorbira. No s druge strane, oni su sigurniji jer s porastom temperature u slučaju havarije dolazi do automatskog smanjivanja i zaustavljanja reakcije jer voda isparava tako da moderatora ima sve manje", kaže Šimić.

U NEZ-u su trenutno ugašeni svi reaktori. Bilo bi najbolje da tako i ostane, međutim, budući da  proizvodi struju za obje strane, kako za slobodne dijelove Ukrajine tako i za okupirane, ni Rusima ni Ukrajincima to nije u interesu.

Dok ima hlađenja, ozbiljnije opasnosti nema

Šimić kaže da je glavna opasnost koja može dovesti do topljenja jezgre u reaktorima nestanak hlađenja.

"Nuklearna reakcija se obustavlja zaustavnim šipkama i bornom kiselinom, koji apsorbiraju neutrone, ili zagrijavanjem, odnosno isparavanjem vode. Međutim, fisijski radioaktivni produkti svojim raspadom i dalje će stvarati toplinu koja, ako se ne odvodi, može istopiti gorivo.

Stoga je nužno hladiti nuklearno gorivo i nakon zaustavljanja fisije. Za hlađenje su nužne voda i električna energija za pogon pumpi. Sve dok su osigurani napajanje električnom energijom iz dizel-agregata ili električne mreže te voda iz rijeke ili rashladnog bazena, nema opasnosti od taljenja jezgre i eventualne kontaminacije. Što je više vremena proteklo od zaustavljanja reaktora, to je potrebno manje hlađenja, a eventualno taljenje jezgre ima manji potencijal da kontaminira okoliš - radioaktivnost će se zadržati u zaštitnoj zgradi", zaključuje Šimić.