YG 16-säkerhet

Transkript

1 YG-16:s säkerhetsgrupp vid Tjernobyl kärnkraftverk, reaktor 4. Bakre raden från vänster: Joel Pihl, Martin Linnér, Jessica Andersson, Elin Bergqvist, Ragnar Persson. Främre raden från vänster: Andreas Oscarsson, Magnus Törmänen, Rikard Nyqvist, Michael Öster. Rapport YG16 studiebesök Tjernobyl 1. Reseberättelse 1.1 Besök på Tjernobylmuseet i Kiev Innan studiebesöket i Tjernobyl den 26 augusti besökte gruppen Tjernobylmuseet i Kiev. Museet visade flera aspekter av olyckan, bland annat olycksförlopp, dess konsekvenser och olika människoöden som påverkats av olyckan. Museibesöket gav en bra bakgrundsbild och goda förkunskaper av själva Tjernobylhändelsen inför studiebesöket. Intressanta iakttagelser: Staden Pripjat utrymdes på fyra timmar (cirka personer). Observera att utrymningen ägde rum först två dagar efter olyckan. Militärer fick skotta radioaktivt material från reaktorbyggnadstaket på intilliggande Tjernobyl 3 efter olyckan. Strålningen var så hög att varje person fick vara ute i max två minuter. Efter detta arbete blev de friställda från militärtjänst. Det fanns en valmöjlighet att delta ytterligare tid, vilket många av personerna gjorde mot kompensation. Två dagar efter olyckan publicerades en mindre notis om olyckan i den lokala tidningen. Detta är ett bevis på hur lite information som allmänheten fick om olyckans omfattning. Radioaktiva

2 ämnen, främst cesium-137 och jod-131, spreds över stora delar av Europa. Inom en månad hade minst 30 personer dött av strålskador. Flera hundra tusen personer mottog stråldoser långt över det normala. Olyckan klassas som en nivå 7-olycka på den 7 gradiga INES-skalan. Cirka man deltog i arbetet med att röja upp efter olyckan. 1.2 Besök på Tjernobyls kärnkraftverk Morgonen den 27 augusti blev vi blev hämtade av en lokal guide på hotellet för avfärd mot samhället Tjernobyl som ligger cirka två mil från kärnkraftverket. Där fick vi information om studiebesöket och sedan serverades en lunch i form av ukrainsk husmanskost. Efter lunchen åkte vi vidare till Tjernobyls kärnkraftsverk och därefter ödestaden Pripjat, som ligger bara cirka två kilometer från kraftverket. Intressanta iakttagelser: Samhället Tjernobyl har idag inga fast boende, men de som arbetar vid kärnkraftverket bor här periodvis. Vid kärnkraftverket fanns fyra reaktorer i drift och två till var under uppbyggnad vid olyckstillfället. Totalt arbetade cirka personer vid kraftverket. I kraftverkets kylvattenkanal odlades innan olyckan fisk som åt alger och renade på så vis vattnet. Området runt Tjernobyl 4 har sanerats och idag är strålningsnivån cirka 20 gånger högre än normalt. Tjernobyl 1, 2 och 3 fortsatte att leverera el efter olyckan. År 2000 togs sista reaktorn ur drift. En förstärkning av befintlig sarkofag gjordes Den garanterar att sarkofagens integritet upprätthålls i ytterligare 15 år. På längre sikt kommer sarkofagen att ersättas med en ny. Skogen i området kring kärnkraftverket är fläckvis starkt kontaminerad. Idag är en tremilsradie runt Tjernobyl kärnkraftverk avspärrat och inpassering sker via polis/militärkontroll. Det finns också en inre avspärrning på en mils radie som syftar till att avskärma allmänheten från kärnkraftverksområdet samt ödestaden Pripjat. På grund av människans frånvaro i det avspärrade området har djurlivet fått en frizon och blomstrat. Området är nu en plats där det finns gott om bland annat om räv, varg, älg, europeisk bison, vildsvin och brunbjörn. Staden Pripjat byggdes under 1960-talet i samband med kärnkraftverkets uppförande och stod färdigt Här bodde till majoritet kraftverkspersonalen med sina familjer i en ny och modern stad. Till Tjernobyl kommer idag ungefär 7000 turister årligen. Tjernobyl kärnkraftverk syns väl från staden Pripjat vars invånare evakuerades i samband med olyckan. Älghornet avger strålning från det radioaktiva ämnet strontium.

3 2. Sammanfattning av kärnkraftsolyckan i Tjernobyl 1986 Prov av kraftverkets elmatning Tjernobyl 4 skulle stängas av för rutinmässigt underhåll den 25 april 1986 och i samband därmed planerades ett driftmässigt prov. Syftet med provet var att utvärdera om den egna turbinen, via generatorn, kunde leverera tillräckligt med elkraft för att driva kraftverkets kylvattenpumpar vid ett postulerat bortfall av yttre nät. Tanken var att spänningsmata kylvattenpumparna, som förser reaktorn med nödvändig kylning, till dess att de dieselmotordrivna generatorerna kunde klara permanent nödmatning av elkraft. Prov genomfördes trots låg reaktoreffekt Under effektnedgången kom dock en kontraorder. En tillfällig kraftbrist gjorde att cirka 50 procent av tillgodoräknad reaktoreffekt från Tjernobyl 4 behövdes. Driften fortsatte vid 50 procents reaktoreffekt. Klockan den 25 april kunde effektnedgången återupptas. Avsikten var att utföra proven vid cirka 30 procents reaktoreffekt. Effekten i reaktorn sjönk dock till bara några få procent, i princip resteffekt. Operatörerna försökte då på alla sätt att öka effekten och vid tiden på natten den 26 april nåddes cirka 10 procents reaktoreffekt. De flesta av styrstavarna var då helt utkörda ur reaktorhärden. I detta läge var tidskonstanten, från en eventuell initiering av snabbstopp till fissionsstopp cirka 20 sekunder. Trots detta beslöt driftledningen att provet skulle genomföras. Det skall även förtydligas att operatörerna förbikopplat vissa säkerhetssystem för att tvinga upp reaktoreffekten. Instabil reaktor Reaktorns effekt var instabil och operatörerna tvingades vid flera tillfällen göra korrigeringar med styrstavarna för att hålla effektnivån stabil. För provets skull startades samtliga kylvattenpumpar. Kylvattenflödet blev då högre än normalt vilket hade till följd att vattnet i bränslekanalerna blev mer underkylt än normalt och voiden (void = volymandel ånga/vatten) minskade till onormalt låg nivå. Provet initierades genom att operatörerna kopplade anläggningen ifrån det yttre nätet. Då provet inleddes minskades eleffekten till kylvattenpumparna på grund av att turbinens varvtal minskade. Detta ledde till att flödet av kylvatten genom bränslekanalerna reducerades, varvid voiden i kylvattnet ökade kraftigt från den tidigare onormalt låga nivån. Reaktorns effekt ökade då på ett okontrollerat sätt och snabbstopp löste ut. Snabbstoppet hade dock ingen möjlighet att hindra effektexkursionen, på grund av den långa tidskonstanten, som accelererade ytterligare genom att änden på styrstavarna var klädda i modererande grafit. Effektexkursionen beräknas ha motsvarat 100 gånger full effekt, det vill säga cirka MWt. Härdsmälta och explosioner Bränslet smälte och sönderdelades. Små heta bränslepartiklar överhettade prompt det kylvatten som fanns tillgängligt i härdens bränslekanaler och utlöste en första kraftig ångexplosion. En andra explosion inträffade två till tre sekunder senare. Vätgas, som bildats vid kontakten mellan överhettat bränsle/kappslingsmaterial och ånga, kan ha spelat en avgörande roll i haveriförloppet. De två explosionerna tillsammans med stora mängder utströmmande ånga förstörde reaktorn och taket på reaktorbyggnaden. Härden frilades och ett stort hett moln av högaktiva nukleider och grafit lämnade byggnaden. Plymen sträckte sig troligen en kilometer upp i luften. De tyngre nukleiderna föll ner på marken i Den havererade reaktor 4

4 närheten av kärnkraftverket. De lättare, bland annat radioaktivt cesium och jod, följde vindarna åt nordväst. Svårsläckt grafitbrand Våldsamma bränder bröt ut i reaktor- och turbinbyggnaderna. De släcktes omkring klockan genom heroiska insatser av cirka hundra brandmän. Dessförinnan hade en brand uppstått i den grafit som fanns i den havererade härden. Den pågick i drygt tio dygn och under denna tid fortsatte utsläppen av radioaktiva nukleider från reaktorhärden. Grafitbranden bekämpades med hjälp av en rad olika material som släpptes ner i den skadade reaktorbyggnaden från helikoptrar; borkarbid (för att hindra eventuell återkriticitet), dolomit (som värmesänka), bly (som strålskärm), sand och lera (för att hindra dammspridning). Detta material hindrade emellertid också kylningen av den havererade härden. Till slut släcktes grafitbranden med hjälp av kall kvävgas, som kylde härden underifrån. Olyckans förlopp kom att ha stor betydelse för konsekvenserna i omgivningen. Källtermen påverkades i hög grad av branden som gav nukleiderna stort värmeinnehåll, vilket gjorde att de steg till höga luftlager. Själva aktivitetsfrigörelsen och utsläppsförloppet påverkades dessutom av de åtgärder som sattes in för att släcka grafitbranden. Som beskrivits ovan var problemställningarna många och möjligheterna att motverka en fortsatt aktivitetsfrigörelse starkt begränsad också av de kraftiga strålningsnivåerna. Stora radioaktiva utsläpp Aktivitetsfrigörelsen pågick i cirka tio dagar och fördelade sig ojämnt över tiden. Aktivitetsfrigörelsens fördelning i tiden uppvisade en hög utsläppsrat den första dagen (ädelgaser, cesium samt organisk jod som en bidragande orsak) för att sedan sjunka och dagarna sju till tio åter tillta starkt. Anledningen till att det ökade igen var att härdmaterial bidrog till den luftburna källtermen. Partiklar av härdmaterial i storlekar upp till en millimeter hittades i luftprover. De visade sig föra med nuklider med mindre benägenhet att frigöras, till exempel aktinider, zirkonium, barium och strontium. Utsläppspåverkan i Sverige Sverige påverkades då luftburna nukleider bands till regnmoln som drev med vinden och orsakade radioaktivt nedfall över Sverige, varvid Gävletrakten drabbades hårdast. Nukleiderna upptogs av bland annat svamp i skogarna. Förtäring av sådan svamp var därför olämplig innan aktiviteten avklingat. Via kontaminerad renlav absorberades doser hos renar. Renkött underkastades härvid särskild kontroll av strålningsnivåer innan det fick släppas fritt för försäljning till allmänheten. Enligt Strålsäkerhetsmyndigheten kan man inte förvänta sig några mätbara hälsoeffekter i Sverige till följd av Tjernobylolyckan. En genomsnittlig svensk erhåller en normalt årlig stråldos av cirka fyra msv (milli Sievert). Tillskottet till följd av Tjernobylolyckan beräknas vara 0,01 msv per år. 50 msv under ett enskilt år är satt som gränsvärde för högsta tillåtna dos för personer som arbetar med strålning.

5 3. Sveriges strålskyddsberedskaps utveckling efter Tjernobylolyckan 3.1 Sveriges strålskyddsberedskap idag Vid tiden då Tjernobylolyckan inträffade var den svenska strålskyddsberedskapen planerad för omfattande olyckor vid de svenska kärntekniska anläggningarna. En förstärkning av beredskapen hade skett som en följd av olyckan vid kärnkraftverket Three Mile Island i USA i mars 1979, och beredskapen hade utvidgats i de fyra kärnkraftslänen. Beredskapsorganisationen omfattade länsstyrelserna i dessa län samt vissa centrala myndigheter. Beredskapszoner specificerades runt anläggningarna, en mätverksamhet infördes i närområdet till kraftverken, och deltagarna i beredskapsorganisationen utbildades. Tjernobylolyckan visade att stora områden utanför kärnkraftslänen kunde drabbas av radioaktiv kontaminering i samband med ett allvarligt reaktorhaveri utomlands. Att svensk beredskap var begränsad till de fyra kärnkraftslänen vållade otillfredsställande samordning av mätinsatser och av information till de drabbade länen, andra myndigheter, pressen och allmänheten. Infrastrukturen för sådana insatser fanns helt enkelt inte. Som en följd av olyckan utvecklades därför beredskapen till att omfatta hela Sverige. Länsstyrelserna fick ansvaret för den regionala beredskapsplaneringen samt för att informera och besluta om åtgärder för att skydda allmänheten. Lokala beredskapsplaner utvecklades och länsstyrelserna fick mandat att vid behov uppdra åt kommunala räddningstjänsten, polisen, kustbevakningen, SOS Alarm, med flera, att genomföra sådana räddningstjänstinsatser som kan bli aktuella i samband med en kärnenergiolycka. För att uppehålla kompetensen genomförs övningar i bland annat de fyra kärnkraftslänen, med deltagare från länsstyrelsen, lokala aktörer och Strålsäkerhetsmyndigheten (SSM) samt andra myndigheter som till exempel Sveriges meterologiska och hydrologiska institut (SMHI), Myndigheten för samhällsskydd och beredskap (SRV) och SOS Alarm. Efter Tjernobylolyckan genomfördes nya satsningar på mätorganisationen. Avtal skrevs med ett antal laboratorier vid universitet och myndigheter för att ingå i beredskapens mätorganisation. Mätstrategin för livsmedel blev särskilt viktig, eftersom vissa radioaktiva ämnen vid utsläpp snabbt överförs till mjölk och andra produkter. Dåvarande strålskyddsinstitutet (nuvarande SSM) skaffade fler stationer för mätning av gammastrålning från marken och i luften. Totalförsvarets forskningsinstitut (FOI) effektiviserade sina luftfilterstationer för mätning av radioaktiva partiklar i luften. Varje kommun i Sverige fick mätinstrument och utbildning för att mäta gammastrålningen lokalt. Flera satsningar under åren närmast efter Tjernobylolyckan siktade på dels att utveckla beredskapen för att hantera konsekvenserna av utländska kärnkraftolyckor, dels att stödja forskning kring långtidskonsekvenserna av en sådan olycka. Som en engångsinsats i början av 1990-talet anskaffades kvalificerade mätinstrument och experter utbildades på universitetsnivå.

6 Bild från sanering av landkontamination efter Tjernobylolyckan Sveriges beredskap mot olyckor med strålning har under åren förändrats till följd av ny teknik, nya händelser och därmed nya tänkbara scenarier inom en värld med ökad användning och ökad tillgänglighet av radioaktiva ämnen. Genom en rad åtgärder har sårbarheten reducerats och den nationella strålskyddsberedskapen är idag bättre rustad för hantering av olyckor och andra händelser med radioaktiva ämnen än vid tiden för Tjernobylolyckan. 3.2 Lärdomar från Tjernobyl Efter Tjernobylolyckan introducerades begreppet säkerhetskultur av det internationella atomenergiorganet IAEA och det väckte genast ett internationellt intresse (Safety culture, INSAG4). IAEA har sedan i flera publikationer förklarat vad man menar med begreppet och säkerhetskultur är numera ett honnörsord i de direktiv för ledningssystem som man har utfärdat. Det finns dock risker med välformulerade ledningsdokument; om målen är formulerade på papper kan verkligheten glömmas bort. Det måste finnas ett kontinuerligt arbete med att se över säkerheten på anläggningarna och utvärdera verksamhetsmålen. Säkerhetskulturer är något som återfinns hos alla typer av organisationer som arbetar under höga säkerhetskrav. I den optimala säkerhetskulturen skall alla anställda se säkerheten som sitt ansvar samtidigt som säkerheten är det viktigaste övergripande målet som genomsyrar alla beslut inom organisationen. Problem som dyker upp behöver inte enbart vara relaterade till individen eller bero på felaktiga beslut. Inom en verksamhet kan även målkonflikter göra att den tidigare goda säkerheten snabbt försämras. Andra problem kan bero på motstridiga attityder och beteenden inom säkerhetskulturen. Ofta kan detta bero på press från ledningen att uppnå bästa produktionsresultat. Ledningsfunktionens agerande är alltså viktigt vid skapandet av en god säkerhetskultur. De normer och värderingar som ledningen sätter skall sedan efterlevas på andra nivåer inom organisationen. Det är dock viktigt att komma ihåg att människor ständigt gör tolkningar av regler. Även om de flesta gör sitt yttersta för att göra ett bra och effektivt arbete utifrån givna förutsättningar kan detta medföra att det utvecklas en praxis att gå runt regler. Det kan även vara så att individen löser ett problem utifrån vad denne tycker är den bästa lösningen, men som i ett större perspektiv visar sig ha en överraskande negativ effekt. Det är därför viktigt att säkerhetssystemet kan upptäcka och hantera sådana avvikelser.

7 Figur. Säkerhetskulturarbete är att förstå ens inre kultur och för att kunna förstå beteendena i sin organisation och därigenom kunna ändra negativa säkerhetssubkulturer. I Sverige kan även förutsättningarna för elmarknaden försvåra säkerhetskulturen på grund av den avreglerade marknaden. Även om företagsledningens uttryckliga policy är att alltid sätta säkerheten främst, är det tänkbart att den ökade ekonomiska pressen leder till dubbla budskap längre ner i organisationen: sparkrav och strikta budgetar för den dagliga verksamheten är mer konkreta för personalen än den överordnade och mer teoretiska policyn. Sist men inte minst så är myndighetsarbetet en mycket viktig komponent i det praktiska säkerhetsarbetet. För att en anläggning skall kunna få byggnads- och drifttillstånd måste den uppfylla ett stort antal krav, som myndigheterna förvissar sig om faktiskt är uppfyllda. Under driften av anläggningarna gör myndigheterna inspektioner och granskningar för att kontinuerligt se till att anläggningarna är säkra och också drivs på ett säkert sätt. Från politiskt håll innebar Tjernobylolyckan 1986 att regeringen tillsatte en expertgrupp för säkerhet och miljö, som senare samma år publicerade rapporten Efter Tjernobyl, Konsekvenser för energipolitik, kärnsäkerhet, strålskydd och miljöskydd, DsI 1986:11. Man konstaterade att olycksförloppet i Tjernobyl är fysikaliskt omöjlig i en västerländsk kokarvattenreaktor eller tryckvattenreaktor. Om man ser på situationen inom kärnkraftindustrin idag så kan man se att man nu uppnår betydligt bättre driftresultat än för 20 år sedan. Många kraftföretag som tidigare ställde sig tvivlande till kärnkraftens ekonomiska konkurrenskraft ser nu situationen som en helt annan. Nu är man på anläggningarna intresserade av moderniseringar, effekthöjningar och en långsiktig drift. Många anläggningar i USA har redan fått tillstånd att drivas för ytterligare 20 år, vilket ger en total drifttid på 60 år. I denna utveckling har också ett intresse för nya anläggningar vaknat.

8 Internationellt har mycket hänt sedan Tjernobylolyckan. Direkt ledde den till att kärnkraftländerna ingick ett viktigt internationellt avtal, Nuclear Safety Convention. Avtalet har flera punkter som på en övergripande nivå definierar förutsättningar som måste vara uppfyllda för att ett land skall tillåtas driva kärnkraftverk. Avtalet förutsätter bland annat att man inom 24 timmar rapporterar allvarliga händelser som inträffat på de egna kärnkraftverken. Avtalet förutsätter också att varje land för de andra noggrant redogör för vilka krav som nationellt ställs på anläggningarna och hur de drivs. Detta avtal har lett till en större förståelse av de nationella säkerhetskrav som tillämpas i olika länder. Tjernobylolyckan fick också en direkt konsekvens i och med att organisationen World Association of Nuclear Operators (WANO) bildades. Alla kärnkraftverk i världen hör till WANO och de får här viktigt stöd i säkerhetsarbetet. I Europa har dessutom organisationen Western European Nuclear Regulators Association (WENRA) bildats som strävar efter att åstadkomma en bättre harmonisering av kravbilden inom kärnkraften. Tjernobyl har visat vikten av att organisationerna inom kärnkraftsbranschen har en stark säkerhetskultur och att ledningen har ett aktivt säkerhetstänkande samt att ledningen alltid prioriterar säkerheten främst. Tekniska analyser genomförs kontinuerligt för att identifiera och kvantifiera olika typer av risker hot mot säkerheten, men bristande säkerhetskultur som underminerar de tekniska systemen är svårare att analysera och kvantifiera. Det är därför av stor vikt att säkerhetskulturfrågor hålls levande och är en del av det dagliga arbetet.