Černobylská havárie byla jaderná havárie Černobylské jaderné elektrárny na severu Ukrajiny (tehdy část Sovětského svazu), ke které došlo 26. dubna 1986. Při pokusu na 4. reaktoru došlo k jeho přehřátí, protavení a výbuchu, při kterém se do ovzduší uvolnily radioaktivní látky. Došlo tak ke kontaminaci okolního prostředí, v omezené míře radioaktivní spad zasáhl značnou část Evropy. Jedná se o dosud nejzávažnější havárii v historii jaderné energetiky.

V časných ranních hodinách v sobotu 26. dubna došlo během technické zkoušky v černobylské elektrárně k abnormálnímu vzrůstu výkonu a následnému prudkému zvýšení tlaku páry v jaderném reaktoru typu RBMK-1000 ve 4. bloku elektrárny. V 01:23:45 moskevského letního času (UTC+04:00) odhodila mohutná parní expanze víko reaktoru a vyústila v požár, sérii dalších explozí a roztavení reaktoru. Aktivní zóna reaktoru a související bezpečnostní systémy byly okamžitě zničeny nebo těžce poškozeny. Okolí reaktoru bylo kontaminováno radioaktivními úlomky grafitu a palivových tyčí.

Do atmosféry se uvolnil radioaktivní mrak, který postupoval západní částí Sovětského svazu, východní Evropou a Skandinávií do celé severní polokoule. Byly kontaminovány rozsáhlé oblasti Ukrajiny, Běloruska a Ruska. Široké okolí elektrárny, včetně blízkého města Pripjať, bylo evakuováno a změněno v uzavřenou zónu. V období 1986–2000 došlo k přesídlení více než 350 000 lidí. Budova reaktoru byla ještě v roce 1986 obestavěna železobetonovým sarkofágem, který měl zamezit další kontaminaci okolního prostředí. V letech 2010–2019 byl postaven nový kryt, který obklopuje ten původní.

Je obtížné přesně určit počet úmrtí způsobených událostmi v Černobylu – odhady se pohybují od 31 zemřelých (přímo při havárii a do tří měsíců po ní) až po bezmála milion. Dle Dany Drábové, bývalé předsedkyně Státního úřadu pro jadernou bezpečnost, se celkový počet lidí, kteří v důsledku havárie zemřeli nebo v budoucnosti mohou zemřít (z celkově postižených 500 tisíc), odhaduje na 4000.

Příčin havárie bylo více: typ použitého reaktoru RBMK, nevhodně provedený pokus a nedostatečná kompetence personálu. K rozsahu následků přispěly nepřipravenost a nevhodné kroky v krizovém postupu řešení následků havárie. Černobylská havárie je jednou ze dvou jaderných havárií ohodnocených podle Mezinárodní stupnice jaderných událostí nejvyšším stupněm sedm (druhou je havárie elektrárny Fukušima I v Japonsku v březnu 2011).

Elektrárna

Černobylská jaderná elektrárna byla postavena v 70. letech 20. století 15 km severozápadně od města Černobyl, 10 km od hranic s Běloruskem a 110 km severně od Kyjeva. V její těsné blízkosti, tři kilometry severozápadním směrem, bylo v té době vybudováno zcela nové sídlištní město Pripjať, které mělo sloužit především pro pracovníky elektrárny a jejich rodiny. Elektrárna i města Pripjať a Černobyl leží na břehu řeky Pripjať, jež se vlévá do Dněpru. V době havárie byly v provozu čtyři jaderné bloky, každý o výkonu 950 MW elektrické energie (3,2 GW tepelné energie), které dohromady tvořily asi 10 % ukrajinské výroby elektrické energie. Stavba elektrárny začala roku 1972, reaktor č. 1 byl dokončen v roce 1977, následován č. 2 (1978), č. 3 (1981) a č. 4 (1983). Dva další bloky (č. 5 a č. 6, každý také o výkonu 950 MW) byly v době havárie rozestavěny. Všechny čtyři reaktory byly typu RBMK-1000, tedy chlazené obyčejnou vodou a moderované grafitem.

Havárie

Plánovaný experiment náhled|Schéma reaktoru RBMK Na 25. dubna 1986 bylo naplánováno odstavení reaktoru bloku číslo 4 pro pravidelnou údržbu. Bylo rozhodnuto využít této příležitosti k otestování funkce regulátoru magnetického pole rotoru (předešlé zkoušky v letech 1982, 1984 a 1985 skončily neúspěšně). Zkouška měla ověřit, zda v případě současného výpadku zdrojů elektrické energie bude turbogenerátor při svém setrvačném doběhu schopen ještě zhruba 40 sekund napájet hlavní cirkulační čerpadla nezbytná pro chlazení reaktoru. Elektrárna disponovala záložními dieselovými generátory, ale trvalo asi 75 sekund, než po spuštění dosáhly dostatečného výkonu.

Podle plánu experimentu měl být reaktor použit k roztočení turbíny, poté měla být turbína od reaktoru odpojena a měla se dál točit jen vlastní setrvačností. Výstupní výkon reaktoru měl být snížen z normálních 3,2 GW na 700 MW, aby test probíhal při bezpečnějším nízkém výkonu.

Snižování výkonu reaktoru náhled|vlevo|Velín 3. bloku černobylské elektrárny (obdobně vypadal i velín 4. bloku). Snižování výkonu bylo zahájeno 25. dubna v 1 hodinu po půlnoci. Po 12 hodinách ve 13:05 byl již výkon reaktoru snížen na polovinu a došlo k odstavení prvního turbogenerátoru, nato byl odpojen i systém havarijního chlazení.

Krátce poté však dispečink energetických závodů požádal o udržení stávajícího výkonu bez dalšího snižování. Experiment byl tudíž na téměř 9 hodin pozastaven a mezitím nastoupila nová směna operátorů, nedostatečně obeznámená s probíhajícím děním.

Ve 23:10 bylo zahájeno další snižování výkonu reaktoru. Skutečný výstupní výkon ovšem z neznámých důvodů (pravděpodobně chybou operátora) klesl až k 30 MW, což je výkon daný zbytkovým rozpadem, nastalo tedy faktické zastavení reaktoru. Dlouhým během reaktoru na nestandardní výkon a následným odstaveným se značně zvýšila koncentrace neutrony vysoce pohlcujícího produktu štěpení – xenonu 135; tento produkt by se normálně při vyšších hodnotách výkonu v reaktoru ihned přeměňoval dále, na štěpnou reakci prakticky neovlivňující xenon-136. Tomuto jevu spojenému s přechodným poklesem reaktivity se říká xenonová otrava reaktoru. Po dobu mnoha hodin nedovolí obnovit činnost reaktoru, dokud nedojde k samovolnému rozpadu izotopu. V experimentu by nebylo možno pokračovat a reaktor by musel zůstat nějakou dobu mimo provoz. Obsluha se proto, přes svůj odpor, na nátlak přítomného zástupce hlavního inženýra Anatolije Ďatlova snažila zvýšit výkon a udržet reaktor v chodu vysunováním regulačních tyčí. Operátoři přitom měli udržovat tzv. operativní zásobu reaktivity a tento předpis nedodrželi. Nebyli informováni, proč je to důležité, a technicky neměli možnost aktuální zásobu sledovat během experimentu.

Přestože se přes vytažení velké většiny regulačních tyčí nedařilo dostatečně zvýšit výkon, obsluha se na příkaz Anatolije Ďatlova rozhodla neodstavit reaktor a pokračovat v experimentu při 200 MW namísto plánovaných 700 MW. Kvůli přemíře neutrony pohlcujícího xenonu 135 byly regulační tyče vysunuty z reaktoru o něco dále, než by bylo při normálním bezpečném řízení přípustné. Jako součást experimentu byla 26. dubna v 1:05 spuštěna hlavní cirkulační čerpadla poháněná turbínovým generátorem (turbogenerátorem); průtok vody takto generovaný překročil meze stanovené bezpečnostní regulací. Průtok se ještě zvýšil v 1:19; a protože voda také pohlcuje neutrony, toto další zvýšení vodního toku si vynutilo dokonce i odstranění manuálně ovládaných regulačních tyčí, což vytvořilo vysoce nestabilní a nebezpečné provozní podmínky. Přesto žádný předpis nezakazoval, aby všechna čerpadla pracovala naplno.

Vlastní experiment náhled|Hala reaktoru (zde 1. blok v roce 2007). V 1:23:04 začal experiment. Nestabilní stav reaktoru se nijak neprojevil na kontrolním panelu a nezdálo se, že by se kdokoliv z obsluhy reaktoru obával nebezpečí. Operátoři odpojili vnější elektrické napájení oběhových čerpadel, a protože je poháněl turbogenerátor jen setrvačností, průtok se zmenšoval. Turbína byla odpojena od reaktoru a tlak páry v aktivní zóně reaktoru rostl. Jak se chladicí voda zahřívala, v jejím potrubí se začaly vytvářet kapsy páry. Reaktor typu RBMK se vyznačuje vysokým kladným dutinovým koeficientem, což znamená, že při přeměně vody (která pohlcuje neutrony) v páru se výkon reaktoru prudce zvyšuje a reaktor se stává nestabilnějším a nebezpečnějším. alt=Řízení jaderné části RBMK1000|náhled|Řízení jaderné části reaktoru. V Levé horní části desky pultu je tlačítko AZ-5. Pořízeno na třetím bloku 09/2019 V 1:23:40 stiskli operátoři tlačítko „AZ-5“ (аварийная защита – havarijní ochrana), které zajišťuje rychlé odstavení reaktoru – kompletní zasunutí všech regulačních tyčí, včetně manuálně ovládaných tyčí, které byly vytaženy dříve. Existují rozpory ohledně důvodů stisknutí tlačítka havarijní ochrany. Podle některých svědeckých výpovědí několik vteřin před stisknutím, operátor jaderné části, Leonid Toptunov zpozoroval prudký nárůst výkonu, každou vteřinu se zdvojnásoboval. Vykřikl, „máme vzedmutí výkonu“. Vedoucí směny, Alexandr Akimov, zvolal „spouštím havarijní ochranu“ a stiskl tlačítko „AZ-5“. Při soudním procesu ale ústně uvedl, že si vlastně nepamatuje, zda tlačítko skutečně stiskl on, nebo Toptunov. Odstavení reaktoru po skončení experimentu bylo předem plánováno a exploze následovala až po zasunutí regulačních tyčí,. Přesný důvod stisku tlačítka tedy znám není. Anatolij Ďatlov, provozní zástupce hlavního inženýra, napsal ve své knize Černobyl. Jak to bylo: „Před 01:23:40 centrální řídicí systém nezaregistroval žádné změny parametrů, které mohly ospravedlnit rychlé odstavení. Komise nashromáždila a analyzovala velké množství materiálů, a jak se vyslovila ve své zprávě, nemohla najít důvod, proč bylo rychlé odstavení spuštěno. Není třeba hledat důvod. Reaktor byl po skončení experimentu jednoduše odstaven.“

Exploze náhled|Model zničeného 4. bloku černobylské elektrárny. Kvůli pomalému mechanismu spouštění regulačních tyčí (18–20 sekund do ukončení operace), jejich nevhodné konstrukci, a dočasnému odpojení chladicího okruhu došlo během spouštění tyčí paradoxně ke značnému zvýšení rychlosti reakce. Zvýšená produkce tepla způsobila deformaci šachet regulačních tyčí. Po zasunutí asi do jedné třetiny se tyče zasekly a nebyly proto schopné zastavit reakci, naopak ji v místech špiček dále urychlovaly. V 1:23:47 vzrostl exponenciálně tepelný výkon reaktoru na asi 30 GW, tedy desetinásobek normálního provozního stavu.

Prudce zvýšený tlak páry způsobil velkou parní expanzi, která odhodila víko reaktoru o hmotnosti 1 000 t (některé zdroje udávají 2 000 t) a potrhala chladicí potrubí. Po několika sekundách následovala druhá, silnější exploze. Pravděpodobně vybuchl vodík a oxid uhelnatý, vznikající v přehřátém reaktoru reakcí uhlíku s vodní párou. Síla druhé exploze se odhaduje na ekvivalent 10 tun TNT. Došlo ke zničení horních pater a střechy celé haly.

Střecha elektrárny byla pokryta hořlavým asfaltem. Ten se vznítil od žhavých trosek vyletujících z reaktoru. Hrozilo, že se požár rozšíří i na 3. blok. Toto nebezpečí bylo odvráceno za cenu toho, že mnozí z hasičů dostali vysokou dávku radiace, mnohonásobně překračující smrtelnou. Požár ovšem přispěl k rozptýlení radioaktivního materiálu a celkové kontaminaci vnějších oblastí.

Okamžité řízení krize