Andrej Žiarovský: Na hrane katastrofy – havárie a nehody ponorkových reaktorov

V počte havárií a radiačných udalostí jednoznačne vedie námorníctvo Sovietskeho zväzu. Aj vďaka úspešnému filmu s Harrisonom Fordom a Liamom Neesonom je najznámejší sled udalostí, ktorý sa stal počas plavby jadrovej ponorky K-19 (projekt 658, v kóde NATO Hotel) popri grónskom pobreží v júli 1961. Príčinou havárie bolo to, čomu sa odborne hovorí strata chladiva primárneho okruhu (tzv. Loss-Of-Coolant Accident). To znamená, že bez odvádzania zvyškového tepla sa reaktor začal prehrievať tak, až došlo k poškodeniu aktívnej zóny.

„Základné momenty filmu K-19: Stroj na smrť sú založené na skutočných udalostiach. Dramatické zápletky ako pokus o vzburu posádky alebo psychické zrútenie sa reaktorového dôstojníka predtým, ako mal ísť reaktor opravovať, sú však autorskou fikciou a v skutočnosti sa tak vôbec nestali,“ prezrádza riaditeľ pre strategický rozvoj a medzinárodné projekty VUJE, a. s., Andrej Žiarovský. 

K-19 a ako to naozaj bolo

Ponorka K-19 patrila do prvej generácie sovietskych ponoriek. Podobne ako vôbec prvá sovietska jadrová ponorka K-3 bola poháňaná dvoma tlakovodnými reaktormi VM-A. Tieto ponorkové reaktory prvej generácie však boli krajne nespoľahlivé. Konkrétna ponorka bola do výzbroje zavedená v roku 1961 a počas vojenského cvičenia v blízkosti grónskeho pobrežia nastal problém so stratou tesnosti primárneho okruhu jedného z reaktorov. V dôsledku poškodenia potrubia primárneho okruhu v mieste jeho pripojenia ku kompenzátoru objemu došlo k úniku chladiacej vody z okruhu a následne zlyhal celý chladiaci systém.

„Film správne vykresľuje to, že posádka prišla na spôsob, ako prepojiť nádrž s pitnou vodou s primárnym okruhom, aby reaktor bolo možné opäť chladiť. Udalosti pri oprave reaktora však prebiehali trochu inak,“ porovnáva Andrej Žiarovský skutočný príbeh s fikciou vo filme.

Navyše ani niekoľkokrát zmienené katastrofické vízie, že havária ponorkového reaktora môže vyvolať „druhú Hirošimu alebo druhý Černobyľ“, nie sú na mieste. Keď pre nič iné, tak preto, že ponorkový reaktor oproti tomu černobyľskému predstavuje veľkosťou aj výkonom približne jednu dvadsatinu.

Posádke sa teda naozaj podarilo reaktor na dvakrát opraviť. Avšak sedem námorníkov, ktorí sa pri oprave striedali, plus veliaci dôstojník za svoju snahu zaplatili životom.

Havária jadrového reaktora na ponorke spojená s únikom rádioaktivity sa v podstate nedá utajiť. Napriek tomu sa o to Sovietsky zväz opakovane pokúšal. Paradoxne, americké námorníctvo, ktorému sa jadrové havárie vyhli – hoci aj na amerických ponorkách došlo k niekoľkým únikom a netesnostiam –, priznáva viac takýchto incidentov, než mu prisudzujú ruské zdroje.

Zlyhanie chladiaceho systému spôsobené únikom chladiva bolo opakujúcim sa problémom prvej generácie sovietskych ponorkových reaktorov. Ďalšou takou mimoriadnou udalosťou bola nehoda na prvom jadrovom ľadoborci Lenin, ktorý mal tri reaktory typu OK-150. Počas údržby v roku 1965 tesne pred výmenou paliva v aktívnej zóne došlo chybou obslužného personálu k oddrenážovaniu primárneho okruhu a následnému nataveniu aktívnej zóny. Reaktory OK-150 boli v krátkom čase nahradené modernejšími OK-900.

Sovietske bojové ponorky typu 705 Lira

Samostatnou kapitolou v počte nehôd spojených s netesnosťou reaktora a pomerne významnými únikmi rádioaktivity bolo osem sovietskych ponoriek projektu 705 Lira, v kóde NATO Alfa, s reaktorom chladeným tekutým kovom (olovo-bizmutovou zmesou). Tieto reaktory vznikli ako pokus Sovietskeho zväzu dobehnúť technologický náskok USA. Mali unikátne technické vlastnosti a vo svojej dobe to boli najrýchlejšie ponorky na svete s rýchlosťou okolo 75 km za hodinu. Pre korozívne účinky a nutnosť udržiavania teploty tuhnutia eutektika na 198 °C vyžadovali tieto reaktory špeciálne zaobchádzanie a neskôr boli pomerne rýchlo vyraďované. Chladenie tekutým kovom im však umožnilo oveľa vyšší a kompaktnejší výkon. 

„Kapitáni opisovali ponorky projektu 705 Lira ako mimoriadne živé plavidlá, pretože boli schopné akcelerovať podobne dynamicky ako automobil. Reagovali na zmeny pohybu riadiacich tyčí s minimálnym omeškaním a boli schopné vyplávať do 30 minút od spustenia pohonnej jednotky. Na porovnanie, pri tlakovodných reaktoroch je to niekoľkých hodín,“ porovnáva Andrej Žiarovský. Ponorka tohto typu sa objavila aj v závere filmu Červený október.

Daňou za unikátne výkony však bola zložitosť pohonného systému, náročnosť na logistické vybavenie a až extrémna nespoľahlivosť. Tekutá olovo-bizmutová zmes má výrazné korozívne účinky, čo spôsobovalo časté poškodenia potrubí primárneho okruhu a niekoľkokrát viedlo k zatuhnutiu chladiacej zmesi v reaktore. Z ôsmich postavených ponoriek utrpeli takéto havárie až tri, preto boli pomerne rýchlo zo služby stiahnuté.

Nehody spôsobené nechcenou kritičnosťou reaktora

Druhým závažným typom nehôd, ku ktorým dochádzalo na sovietskych jadrových ponorkách, boli tzv. nehody nechcenej kritičnosti. Dochádzalo k nim buď pri výmene paliva, alebo bezprostredne po nej a výsledkom vždy bolo nechcené spustenie štiepnej reakcie.

V dvoch prípadoch k tomu došlo v dôsledku chybného zapojenia systému riadenia regulačných tyčí. Takéto nehody sa stali na ponorkách K-140 a K-320. Oveľa vážnejšie boli tri havárie, pri ktorých došlo k nechcenej kritičnosti aktívnej zóny a následnému neriadenému rozvoju štiepnej reakcie počas výmeny paliva. V roku 1965 sa takáto havária stala na ponorke K-11 triedy November. Pri manipulácii s krytom reaktora neprišlo predtým k správnemu odpojeniu regulačných tyčí od ich pohonov a pri zdvihnutí krytu došlo k súčasnému nadvihnutiu regulačných tyčí. Následný prudký nárast výkonu reaktora viedol v explozívnemu vývinu pary, ktorý usmrtil niekoľko ľudí.

V novembri 1980 sa podobná nehoda stala aj na ponorke K-222, ktorá disponovala unikátnym tlakovodným reaktorom VM-5. Ponorka K-222 je dodnes považovaná za najrýchlejšiu ponorku na svete s rýchlosťou takmer 80 km za hodinu. „Vnútri tejto ponorky bol však pri plavbe plnou rýchlosťou taký hluk, akoby bolo štartovalo prúdové lietadlo. Pre svoju hlučnosť si K-222 od amerických námorníkov vyslúžila prezývku Screaming Cow,“ rozpráva v podcaste Andrej Žiarovský.

Najvážnejšia nehoda podobného druhu sa však stala v auguste roku 1985 na ponorke K-431 na Ďalekom východe v zálive Čažma neďaleko Vladivostoku. Výbuch bol vtedy taký silný, že trosky aktívnej zóny lietali desiatky metrov od ponorky a kontaminovali aj ďalšiu vedľa kotviacu ponorku. 

Čo presne sa vtedy stalo a tiež ako sa skúsenosti z ponorkových a lodných reaktorov dajú využiť v konštrukcii perspektívnych malých modulárnych reaktorov, ako aj ďalšie zaujímavé technické a historické fakty sprevádzajúce osudy ponoriek a ich reaktorov, si môžete od Andreja Žiarovského, člena predstavenstva a riaditeľa pre strategický rozvoj a medzinárodné projekty VUJE, a. s., vypočuť aj na Spotify a Google Podcast v rubrike Jadrová energia alebo na youtubovom kanáli VUJE.