Díra, která se vytvořila kolapsem části stropu tunelu (zdroj DOE).

Už i na český internet totiž pronikly z ruských serverů katastrofické vize o této události. Jednalo se o kolaps části stropu jednoho ze dvou tunelů dne 9. května 2017. Tunely byly vybudovány v padesátých a šedesátých letech v jaderném areálu Hanford, který leží ve státě Washington u řeky Columbia. Pozůstatky z výroby jaderných zbraní během konce druhé světové válku a studené války jistě představují rizika. Jejich snížení a odstranění je však možné pouze na základě znalosti reálných faktů a jejich posouzení.

Jaderný areál Hanford

Než se budeme podrobněji na současný incident, je třeba připomenout základní fakta okolo jaderného areálu Hanford. Jeho historie začala v roce 1943 v rámci projektu Manhattan. V areálu byl vybudován Reaktor B, který byl prvním pro masivní produkci zbraňového plutonia. Vyrobil plutonium pro bombu využitou pro první test Trinity a také pro jadernou bombu svrženou na japonské město Nagasaki. Místo bylo vybráno v blízkosti řeky Columbia hlavně kvůli zajištění chlazení reaktorů.

Výstavba betonových nádrží určených ke skladování vysoce radioaktivního odpadu v Hanfordu v roce 1944 (zdroj Rosemerena.org).

Postupně se během studené války v areálu vybudovalo devět reaktorů a pět provozů pro separaci plutonia pro velký počet jaderných zbraní. Spolu s více než 900 dalšími budovami tak vznikl největší komplex jaderných zařízení na světě, jehož areál má nyní po vyčištění a otevření části okrajových území rozlohu 1518 km². Během celého svého provozu dodal 57 tun plutonia pro 60 000 jaderných bomb v americkém arsenálu. Výroba v Hanfordu reprezentuje zhruba 2/3 celkového objemu plutonia vyrobeného v USA.

Během konce války a období těsně po ní byl úplně jiný pohled na priority a ochranu životního prostředí. To bylo důvodem, že řada přístupů k zacházení s radioaktivním odpadem neodpovídala dnešním standardům. Reaktory byly například chlazeny průtočně. Navíc zde došlo k několika haváriím s únikem radioaktivity, které také přispěly k znečištění životní prostředí nejen v areálu. Harnford se stal nejvíce kontaminovaným místem v USA s velkým objemem skladovaného pevného i kapalného radioaktivního odpadu. Nakumulovalo se zde okolo 200 000 m³ vysoce aktivního kapalného odpadu, který vznikal při získávání plutonia z vyhořelého jaderného paliva. Radioaktivního odpadu v pevné podobě je 710 000 m³.

Hanfordský areál v dobách největší slávy

Problémem je zvláště zmíněný tekutý radioaktivní odpad. Ten vzniká při extrakci plutonia a lze jej fixovat do pevné podoby většinou vitrifikací, tedy zatavením do skloviny. Ovšem v době intenzivní produkce zbraňového plutonia se v USA tato fixace vysoce radioaktivního odpadu neřešila a zůstal v kapalné podobě. Většinou se ukládal v podzemních nádržích, kde měl čekat právě na vitrifikaci. Vojenské programy jeho další bezpečné skladování a uložení neřešily. Je třeba zmínit, že podobné problémy nahromaděné v průběhu výroby plutonia pro jaderné zbraně má třeba i Velká Británie či Rusko.

Pracovníci vytahují barel s toxickým odpadem z jednoho z historických pohřebišť, které jsou ekologickou zátěží v Hanfordu (zdroj ENERGY.GOV/PUBLIC DOMAIN )

Většina reaktorů byla uzavřena mezi léty 1964 až 1971, poté fungoval jako jediný poslední reaktor N, který dodával elektřinu pro areál i plutonium pro jaderné zbraně. Fungoval do roku 1987 a jeho uzavřením produkce zbraňového plutonia skončila. Dekontaminace areálu se rozběhla v roce 1989. V současné době se na likvidaci ekologických zátěží podílí přibližně 11 000 pracovníků.

Kapalný odpad byl původně uložen ve 177 jednoplášťových nádrží, které ohrožovala koroze. To byl důvod, proč se jejich obsah začal přečerpávat do nádrží s dvojitým pláštěm, které jsou daleko bezpečnější. I když i v jejich případě je potřeba průběžná pravidelná kontrola. V současné době je takto uskladněna většina vysoce aktivního tekutého jaderného odpadu. Konečným řešením by měla být vitrifikace tohoto odpadu a jeho konečné bezpečné uložení. Čeká se na plánované vybudování vitrifikačního zařízení. Zatím však bylo dokončení stavby několikrát odloženo a řešení tohoto pozůstatku studené války tak je stále největší výzvou.

edávná demolice jednoho z komínů o výšce 53 m v komplexu Hanford (DOE)

Daleko lépe postupuje dekontaminace a likvidace konkrétních budov a zařízení v areálu. Postupně byly dekontaminovány budovy reaktorů, veškeré radioaktivní komponenty a zařízení kromě samotných reaktorů, které jsou prozatím zaplombovány. Využívá se snižování aktivity přirozeným rozpadem. Veškeré nepotřebné části budov pak u nich byly již odstraněny. Odpad z nich je separován, zpracován a uložen většinou v zařízení ERDF (Environmental Restoration Disposal Facility).
Podařilo se už také dekontaminovat a likvidovat i část provozů spojených se separací a produkcí plutonia. K likvidací toho největšího, která probíhá v současné době, se podrobněji vrátíme v následující části.

Začátkem roku 2017 proběhla demontáž rukavicového boxu, se kterým pracoval během havárie Harold McCluskey (zdroj ENERGY.GOV/PUBLIC DOMAIN)

Postupně se také daří čistit různá kontaminovaná místa a vyzvedávat a bezpečně ukládat starý jen provizorně uložený radioaktivní odpad. Ten se třídí podle radioaktivity a pak ukládá s ohledem na ekologii a bezpečnost. Pokud jde o nízkoaktivní odpad, případně definovaný neradioaktivní nebezpečný, ukládá se ve zmíněném zařízení ERDF. Prioritou jsou právě oblasti v blízkosti řeky. Zde se odtěžila kontaminovaná zemina a po úpravě se zaváží do úložiště ERDF. Vyčištění okolí řeky má zabránit nebezpečí, že se radioaktivita bude do ní dostávat a bude se šířit.

Kromě dekontaminovaných zařízení je v areálu fungující civilní jaderná elektrárna a také několik výzkumných institucí. Jde například o jednu část detektoru gravitačních vln LIGO, který se proslavil první detekcí gravitačních vln a splynutí černých děr (podrobněji zde a zde). Průlomových fyzikálních objevů má na svém kontě Hanford několik. Patří mezi ně například objev neutrina. V roce 1953 na jednom z hanfordských reaktorů provedli Fred Reines a Clyde Cowan své první experimenty s detekcí neutrin (podrobněji zde). Několik částí areálu, kde již byla dekontaminace dokončena a mají historickou hodnotu, se staly muzeem. Nyní zde pravidelně probíhají prohlídky a exkurze. Mezi navštěvovaná místa patří zmíněný reaktor B, který nebyl zaplombován a dokumentuje tuto část nejen americké historie.

Likvidace ikonické „Místnosti Atomového muže“

Uveďme si alespoň jeden příklad postupné likvidace ekologických zátěží v Hanfordu. V březnu 2017 byla dokončena dekontaminace a likvidace radioaktivních komponent velmi známé Místnosti Atomového muže. Ta se nachází v srdci areálu a v komplexu budov spojených právě s extrakcí plutonia i dalších transuranových prvků. Tedy místem, které je z hlediska dekontaminace a likvidace opravdu tím nejnáročnějším.

Havárie, při které se zrodila zmíněná legenda, se stala v roce 1976. Radiochemik Harold McCluskey, kterému v té době bylo 64 let, obnovoval po čtyřech měsících přestávky produkci americia. Pro práci s ním využíval hermetický rukavicový box, který má skleněné okno, kterým se kontroluje práce uvnitř. Když zahlédl hnědý kouř, snažil se uniknout. Než však stihl cokoliv udělat, exploze rozrazila okno a jeho pravou tvář zasáhla směs americia, kyseliny dusičné, střepy skla a plastu. Byl vystaven aktivitě nejméně 37 MBq radionuklidu ²⁴¹Am a dostal velmi vysokou dávku. Po záchraně z laboratoře byl rychle zbaven oblečení a umyt. Pak byl přepraven do dekontaminačního nemocničního zařízení, kde proběhlo intenzivní léčení a dekontaminace. Ta snížila aktivitu americia, které byl vystavován z 19 MBq na 500 kBq. Pět měsíců byl umístěn na izolaci, aby aktivita v jeho těle neohrožovala okolí.

Likvidace „Místnosti Atomového muže“, jejíž budova propojuje hlavní budovu produkci plutonia s budovou se zařízením pro jeho recyklaci. Modrý sprej slouží k fixaci prachu a tím i případných radioaktivních částic. (Zdroj David Wyatt DOE)

Další terapie snížila aktivitu o dalších 80 %. Jako zázrakem se jej díky intenzivní a efektivní lékařské péči podařilo zachránit. Po zmíněných pěti měsících se mohl vrátit domů. Žil ještě jedenáct let a zemřel na srdeční příhodu. Ta ho postihla již před nehodou a další tak nebyla následkem radiace, i když stres spojený s nehodou a léčením k ní mohly přispět. Při pitvě nebyly nalezeny žádné známky rakoviny nebo jiných dopadů radiace. Po tomto přímo zázračném přežití takové havárie se Haroldovi McCluskeymu začalo říkat Atomový muž.

Laboratoř, ve které k nehodě došlo, se začala nazývat Místností Harolda McCluskeye. Od té doby se v ní už nepracovalo a byla považována za nejikoničtější a nejnebezpečnější místo v celém areálu. Největším problémem byla silná kontaminace americiem a plutoniem, které se snadno uvolňují. Každá návštěva této místnosti znamenala nutnost úplného protiradiačního ochranného oděvu a použití úplné obličejové masky a dýchacího přístroje.

Teprve po čtyřiceti letech bylo možné přistoupit k její úplné dekontaminaci a likvidaci. Využili se zkušenosti z práce v jiných částech areálu i nové ochranné oděvy, které nyní mají pracovníci v Hanfordu k dispozici. Nejdříve byly dekontaminovány vnitřní prostory a odstraněno veškeré kontaminované zařízení. Následně byly stěny pokryty fixační vrstvou, která zabránila případnému úniku radioaktivních částic. Teprve pak bylo možné přikročit k demolici této budovy. Ta byla dokončena v březnu 2017 a Místnost Harolda McCluskeye se stala pouhou historií. Pokračují práce na dekontaminaci a demolici dvou sousedních budov. Měly by být dokončeny v září 2017 a jeden z nejproblematičtějších komplexů budov v Hanfordu tak zmizí. Přidá se k předchozím, které se podařilo dekontaminovat a zlikvidovat již dříve.

Pěkné video likvidace Místnosti Harolda McCluskeye je zde:

Fotka zmíněných tunelů z roku 1989 (zdroj https://www.osti.gov/scitech/biblio/353264 )

Kolaps části historického tunelu

Podívejme se nyní na současnou událost. Dne 9. května 2017 došlo ke kolapsu části stropu tunelu číslo 1, který byl vybudován v padesátých letech. Dokončen byl v roce 1956. Byl využíván k zaparkování vagónů, které se využívaly k převozu vyhořelého paliva z reaktorů do blízkého zařízení pro separaci plutonia PUREX (Plutonium Uranium Extraction Plant). Skládá se ze tří důležitých částí. Vrata, která se dají vyplnit vodou, samotné skladovací prostory pro vagóny a ventilační šachta. Voda, kterou se dají po uzavření vyplnit vrata, slouží ke stínění radiace. Vrata o výšce 7,5 m a šířce 6,6 m jsou zasazena do betonové konstrukce v ústí tunelu. Tunel je 109 m dlouhý a na jeho podlaze leží koleje. Jeho výška je 6,7 m a šířka 5,9 m. Stěny a strop jsou 36 cm tlusté a konstruovány z borovicového dřeva, část východní stěny v délce okolo 30 m je z betonu. Dřevěné stěny jsou zapuštěny do betonových základů. Na stropě je speciální kamenivo a 2,5 m tlustá vrstva zeminy. Tunel fungoval pro garážování vagónů do šedesátých let a od té doby je využíván pro uskladnění vysoce radioaktivních komponent zařízení PUREX, kterým skončila životnost, nebo se pokazily. Celkově se nacházejí v osmi vagónech.

Podrobnější schéma tunelu číslo 1 (zdroj zde)

Příčinou zhroucení stropu bylo s vysokou pravděpodobností jeho poškození vlivem stáří. Kontrola stavu tunelu zevnitř totiž vzhledem k vysoké aktivitě skladovaných materiálů není možná. Významnou hrozbou bylo, že by propad v tunelu číslo 1 ovlivnil situaci v tunelu číslo 2, kde se nacházejí koncové části palivových souborů a také komponenty z reaktoru. V tomto delším tunelu je 28 vagónů z kontaminovanými částmi.

Vozidla přivážející zeminu pro zasypání díry (zdroj Simplyinfo.org).

S ohledem na riziko radioaktivity byli pracovníci, kteří se podílejí na likvidaci následků dřívějších činností v areálu Hanford, vyzvání k ukrytí nebo jeho opuštění, stejně tak účastníci exkurzí, které tam v té době probíhaly. V následujícím dni byli pozváni pouze pracovníci podílející se na likvidaci této havárie a ostatní zůstali doma.

Prvním opatřením v následujícím dni bylo zasypání otvoru zeminou tak, aby byla odstíněna případná radiace a došlo k statickému zpevnění daného prostoru.

Dokončování zasypávání zhroucené části tunelu (zdroj DOE).

Pro zaplnění díry bylo potřeba zhruba 53 plných náklaďáků, které dopravily celkově zhruba 420 m³ materiálu. Nejdříve ještě v noci pracovníci v ochranných oděvech a maskách provedli kontrolu radiace v okolí propadu. Po zjištění, že obavy z radiace se nenaplnily a nedošlo k žádným únikům radioaktivity, mohly posádky sklápěček a pracovníci, kteří zajišťovali kropení bránící uvolňování prachu, pracovat bez ochranných oděvů a masek

Už 11. května tak bylo možné odvolat speciální bezpečnostní opatření v areálu a pracovníci se mohli vrátit k standardním činnostem spojeným s likvidací starých radiačních zátěží v areálu. Situaci prvního dne po kolapsu popisuje a ukazuje následující video:

Po zaplnění díry a navezení dostatečné vrstvy zeminy během prvního dne se navíc místo nad tunelem překrylo speciální plachtou o celkovém rozměru 3700 m². S tím spojené práce byly dokončeny 22. května. Plachta má centrální část vícevrstevné struktury utkanou z velmi hustého polyetylénu a je velmi odolná proti proděravění, oděru, ultrafialovému záření i chemickým vlivům. Omezuje také pronikání vody do 2,4 m tlusté vrstvy zeminy, která pokrývá strop tunelu. Upevnění plachty zajišťují betonové bloky po jejich stranách.

Ochranná plachta, která překryla nejen část tunelu postiženou kolapsem (zdroj DOE).

Tato plachta má zajistit větší ochranu tunelu do doby, než se přikročí ke konečné likvidaci komponent a bezpečnému uložení radioaktivního odpadu, který se v něm nachází. Zároveň se budou intenzivněji provádět kontroly těchto míst. Je skutečností, že zhroucení části tunelu může vést k problémům při budoucí likvidaci této ekologické zátěže.

Závěr

Je jasné a současná událost to opět připomenula, že situace v hanfordském areálu je značně složitá a o nečekané události tam stále není nouze. Jako zajímavost může sloužit objev nejstaršího plutonia s bombovou čistotou ve starých uskladněných radioaktivních odpadech v roce 2009. Bylo vyrobeno počátkem čtyřicátých Glennem Seaborgem a Artem Wahlem, V té době byl vzorek transportován s Oak Ridge do Hanfordu pro další zkoumání.

Ampule s nejstarším vzorkem vyčištěného plutonia. V tomto případě jde o historickou zajímavost. Ovšem řada překvapení v Hanfordu představují i reálná rizika. (zdroj Anal. Chem).

Ekologické zátěže z počátku studené války a jaderného zbrojení představují reálná rizika a pochopitelně nebezpečí představují i události spojené s propadem stropu tunelu v Hanfordu. I tato událost ukazuje, že je třeba likvidaci pozůstatků výroby plutonia v Hanfordu věnovat intenzivní pozornost. Ovšem nebezpečím je možné čelit jedině s reálnou znalostí faktů a problematiky. A to platí pro všechny obory činnosti. Šíření polopravd a nepodložených katastrofických vizí naopak spíše možnost reálného řešení problémů zhoršuje. Bohužel na internetu přibývá právě takových serverů, u kterých o seriózní rozbor problémů nejde. A problém je, když jejich články převezmou lidé, kteří o dané oblasti nic nevědí a pak, třeba i v dobré víře, šíří nesmysly. Nedávno jsem jeden takový případ, který se týkal Černobylu a ukrajinské jaderné energetiky rozebíral v článku v rubrice civilizace elektronické části Literárních novin.