Acidente nuclear de Chernobil
Desastre de Chernobil foi um acidente nuclear catastrófico ocorrido em 26 de abril de 1986 no reator nuclear nº 4 da Usina Nuclear de Chernobil, perto da cidade de Pripiate, no norte da Ucrânia Soviética, próximo da fronteira com a Bielorrússia Soviética. O acidente ocorreu durante um teste de segurança ao início da madrugada que simulava uma falta de energia da estação, durante a qual os sistemas de segurança de emergência e de regulagem de energia foram intencionalmente desligados. Uma combinação de falhas inerentes no projeto do reator, bem como dos operadores dos reatores que organizaram o núcleo de uma maneira contrária à lista de verificação para o teste, resultou em condições de reação descontroladas. A água superaquecida foi instantaneamente transformada em vapor, causando uma explosão de vapor destrutiva e um subsequente incêndio que jogou grafite ao ar livre e produziu correntes ascendentes consideráveis por cerca de nove dias. O fogo foi finalmente contido em 4 de maio de 1986. As plumas de produtos de fissão lançadas na atmosfera pelo incêndio precipitaram-se sobre partes da União Soviética e da Europa Ocidental. O inventário radioativo estimado que foi liberado durante a fase mais quente do incêndio foi aproximadamente igual em magnitude aos produtos de fissão aerotransportados liberados na explosão inicial.
A usina
A Usina de Energia Vladimir Ilich Ulianov, popularmente conhecida como Usina Nuclear de Chernobil, localizada em Pripiate (na Ucrânia Soviética), começou a ser construída em agosto de 1972 e foi oficialmente comissionada em setembro de 1977, quando seu primeiro reator foi instalado, sendo que o segundo foi colocado em atividade no ano seguinte. Os reatores 3 e 4 foram instalados em 1981 e 1983, respectivamente. O processo de construção dos reatores 5 e 6 já estava para acontecer, mas foram suspensos após o desastre em 1986. A União Soviética vislumbrava construir no total doze reatores, a serem instalados até 2010. Na época do desastre, a usina tinha quatro reatores RBMK-1000 operacionais, capazes de gerar 1 000 megawatts (MW) de energia elétrica (3 200 MW de energia térmica) e era responsável por 10% da energia da Ucrânia. Paralelamente à construção da usina, a partir de 1970 foi erguida a cidade de Pripiat para servir como lar dos trabalhadores da usina e suas famílias. Chernobil era a primeira usina nuclear em solo ucraniano e a terceira com reatores RBMK, sendo que as outras duas eram a Usina Nuclear de Leningrado e a Central Nuclear de Kursk.
Arrefecimento do reator durante falta de energia
Em uma operação normal, uma fração significativa (mais de 6%) da potência de um reator nuclear é derivada não da fissão nuclear mas sim pelo decaimento radioativo (ou radioatividade) dos acúmulos dos produtos do processo de fissão. O calor gerado deste decaimento continua mesmo após a reação em cadeia ter sido parada (como após uma parada de emergência, por exemplo) e um resfriamento ativo é necessário para evitar que ocorra um derretimento nuclear. Reatores RBMK, como os presentes em Chernobil, usam água para o resfriamento. O reator nº 4 em Chernobil tinha cerca de 1 600 canais de combustíveis individuais, sendo que cada um deles requeria um fluxo de resfriamento de 28 toneladas métricas de água por hora.
Testes de segurança
Essa capacidade ainda precisava ser confirmada experimentalmente e testes feitos antes acabaram fracassando. Um teste inicial foi realizado em 1982 e indicou que a energia gerada nas turbinas não seria suficiente, pois não conseguia manter o campo magnético após o disparo da turbina. O sistema foi então modificado e o teste foi repetido em 1984, mas novamente não foi bem-sucedido. Em 1985, um terceiro teste aconteceu, também com resultados negativos. Um quarto teste foi então planejado para abril de 1986 e foi programado para coincidir com uma parada de manutenção do reator nº 4. O teste em si não era problemático, embora sua documentação de medidas de segurança já não atendesse aos padrões modernos. Contudo, os desenvolvedores do programa de teste não estavam cientes do incomum comportamento do reator RBMK-1000 sob as condições operacionais planejadas. Essas verificações eram consideradas puramente testes elétricos e não um teste de unidade complexo, mesmo que envolvesse unidades críticas do sistema. De acordo com os regulamentos da época, tal teste não requeria aprovação do designer chefe do reator (NIKIET), do gerente científico ou do regulador de supervisão nuclear soviético. O teste também exigia a desativação de alguns sistemas de segurança (em particular, o sistema de refrigeração central de emergência).
Atrasos no teste e mudança de turno
O teste de 25 de abril de 1986 seria conduzido durante o turno do dia, na mesma data em que o reator 4 deveria ser desligado para manutenção de rotina. Os funcionários do turno do dia foram instruídos de antemão a respeito das condições operacionais do reator para o teste e, além disso, uma equipe especial de engenheiros elétricos estaria presente para conduzir um teste de um minuto sobre o novo sistema regulador de voltagem uma vez que as condições corretas tivessem sido atingidas. Como planejado, uma redução gradual na produção de energia da usina começou às 13h da tarde de 25 de abril e a potência chegou a 50% do nível nominal de 3 200 MW térmicos no começo do turno do dia.
Queda inesperada da energia do reator
O teste exigia uma redução gradual da energia de saída do reator nº 4 para um nível térmico de 700–1 000 MW e uma potência de 720 MW foi alcançada por volta de 00h05 de 26 de abril de 1986. Devido à produção de um subproduto de fissão no reator, o xenônio-135, que é um absorvedor de nêutrons que inibe a reação em cadeia, o poder do núcleo continuou a diminuir na ausência de ação adicional do operador, gerando um processo conhecido como "envenenamento de reator". Em procedimento padrão, isso é evitado com a queima rápida de xenônio-135 até ele se tornar o altamente estável xenônio-136. Com a potência do reator diminuída, quantidades elevadas previamente produzidas de iodo-135 estavam decaindo em xenônio-135, para o absorvedor de nêutrons, mais rápido do que o agora reduzido fluxo de nêutrons poderia queimar.
O desastre começou durante um teste em 26 de abril de 1986 no reator 4 da Usina Nuclear V. I. Lenin, perto de Pripiate e nas proximidades da fronteira administrativa com a Bielorrússia e o rio Dnieper. Houve um pico repentino e inesperado de energia. Quando os operadores tentaram um desligamento de emergência, ocorreu um aumento muito maior na produção de energia. Este segundo pico levou a uma ruptura do vaso do reator e a uma série de explosões de vapor. Esses eventos expuseram o moderador de grafite do reator ao ar, fazendo com que ele se inflamasse. Na semana seguinte, o incêndio resultante enviou longas plumas de pó altamente radioativo para a atmosfera, causando a precipitação radioativa em uma extensa área geográfica, incluindo Pripiat. As plumas percorriam grandes partes da União Soviética e da Europa. De acordo com dados oficiais pós-soviéticos, cerca de 60% delas atingiram a Bielorrússia.
Desligamento do reator e excursão de energia
Às 01:23:40, conforme registrado pelo sistema de controle centralizado da SKALA, foi iniciado um scram (desligamento de emergência) do reator quando o experimento foi encerrado. O desligamento provavelmente se deu após o botão "AZ-5" (que acionava o desligamento de emergência do reator nuclear efetuado pelo encerramento imediato da reação de fissão) ter sido pressionado. Este mecanismo seria usado até mesmo para desligar rotineiramente o reator após o experimento de manutenção e o scram provavelmente precedeu o aumento acentuado de potência.:13 No entanto, o motivo exato pelo qual o botão AZ-5 foi pressionado é incerto, pois apenas os falecidos Akimov e Toptunov participaram dessa decisão, embora a atmosfera na sala de controle estivesse calma naquele momento.:85 Subsequentemente, os designers do RBMK afirmaram que o botão deve ter sido pressionado somente depois que o reator já começou a se autodestruir.:578
Explosões de vapor
Quando o scram foi iniciado, a saída de energia do reator saltou para cerca de 30 mil MW térmicos, a última leitura indicada no medidor de energia no painel de controle e 10 vezes a sua saída operacional normal. Alguns, no entanto, estimam que o pico de energia pode ter sido 10 vezes maior que isto. Não foi possível reconstruir a sequência precisa dos processos que levaram à destruição do reator e do prédio da unidade de energia, mas uma explosão de vapor, como a explosão de uma caldeira por excesso de pressão, parece ter sido o evento seguinte. Existe um entendimento geral de que foi a pressão explosiva do vapor dos canais de combustível danificados que escapou para a estrutura de resfriamento externa do reator e causou a explosão que destruiu o revestimento dele, arrancando e explodindo a placa superior chamada de "escudo biológico superior", onde todo o conjunto do reator é preso, através do telhado do edifício. Acredita-se que esta seja a primeira explosão que muitos ouviram.:366
Hipótese de explosão nuclear
A força da segunda explosão e a proporção de radioisótopos de xenônio liberados após o acidente (uma ferramenta vital na investigação forense nuclear) indicaram a Iuri V. Dubasov, em uma publicação de 2009, que a segunda explosão poderia ter sido um transiente de energia nuclear resultante do derretimento do material do núcleo na ausência de seu refrigerante e moderador de água, o que permitiu uma perigosa condição de fuga de "feedback positivo", dada a falta de paradas passivas de segurança, como o alargamento Doppler, quando os níveis de energia começam a aumentar acima do nível comercial. As evidências para essa hipótese se originam em Tcherepovets, no oblast de Vologda, Rússia, 1 000 km a nordeste de Chernobil. Físicos do Instituto Radiológico V.G. Khlopin, em Leningrado, mediram níveis anômalos de xenônio-135 - um isótopo de meia-vida - em Tcherepovets quatro dias após a explosão, mesmo quando a distribuição geral estava espalhando a radiação para o norte na Escandinávia. Pensa-se que um evento nuclear no reator possa ter aumentado o xenônio para níveis mais altos na atmosfera, o que moveu o xenônio para esse local.
Combate aos incêndios
Contrário ao regulamento de segurança, betume, um material combustível, foi utilizado na construção do teto do prédio do reator e no salão da turbina. O material ejetado acendeu pelo menos cinco incêndios no telhado do reator adjacente Nº 3, que ainda estava em operação. Era imperativo apagar estes incêndios e proteger o sistema de resfriamento do reator nº 3. Dentro deste reator, o chefe do turno da noite, Yuri Bagdasarov, queria desliga-lo imediatamente, mas o engenheiro-chefe Nikolai Fomin não permitiu. Os operadores da usina receberam respiradores e tabletes de iodeto de potássio e então foram instruídos a continuar trabalhando. As 05h00, Bagdasarov decidiu desligar o Reator 3, deixando para trás apenas os trabalhadores responsáveis pelo sistema de refrigeração de emergência.
Níveis de radiação
Os níveis de radiação ionizante nas áreas mais afetadas no prédio do reator foram estimadas em 5,6 roentgens por segundo (R/s), o equivalente a 20 mil roentgens por hora. Uma dose letal de radiação é equivalente a 500 roentgens (ou ~5 Gray (Gy) em unidades modernas) por um período de cinco horas. Muitos trabalhadores da usina receberam quase cinco vezes a dose letal de radiação, absorvendo-a totalmente em menos de um minuto. Um dosímetro capaz de medir até 1 000 R/s foi enterrado debaixo dos escombros do prédio colapsado e outro falhou ao ser ligado. Todos os demais dosímetros só tinham alcance de medir 0,001 R/s e mostravam apenas a leitura de "medição além da escala". Assim, os trabalhadores na área do reator tinham conhecimento de contaminação de apenas 3,6 R/h, embora em muitas áreas a radiação fosse extremamente superior a isso.
Evacuação
A cidade de Pripiate, vizinha a usina, não foi evacuada imediatamente. A população local, na noite do acidente, continuava com suas vidas normalmente, completamente alheios ao que estava ocorrendo. Contudo, nas horas posteriores a explosão, algumas pessoas começaram a ficar doentes. Foi reportado que muita gente em Pripiat passou a sofrer de fortes dores de cabeça e a sentir gosto metálico na boca, junto com graves tosses e vômitos. Como a usina era administrada pelo pessoal de Moscou, o governo ucraniano não foi prontamente notificado do acidente. Valentyna Shevtchenko, a Presidente do Verkhovna Rada, o Soviete Supremo da Ucrânia Soviética, relembrou que o ministro interino do interior ucraniano, Vasyl Durdynets, telefonou para ela às 09h00 da manhã para informá-la dos eventos atuais; apenas no final da conversa ele a informou do incêndio na Usina de Chernobil, mas afirmou que havia sido controlado e que tudo havia retornado ao normal. Quando Shevtchenko perguntou "Como está o povo?", ele respondeu que não havia nada para se preocupar: "Alguns estão celebrando casamentos, outros cuidando do jardim e outros pescando no Rio Pripiat". Shevchenko então falou ao telefone com Volodymyr Shtcherbytsky, chefe do Comitê Central do Partido Comunista Ucraniano e o de facto chefe de Estado da Ucrânia Soviética, quando informou que esperava que uma comissão, sob comando de Boris Shcherbina, vice-presidente do Conselho de Ministros da União Soviética, fosse formada e enviada para Pripiat.
Anúncio tardio
A evacuação de Pripiat começou antes da União Soviética reconhecer formalmente o acidente. Na manhã de 28 de abril, os níveis de radiação ficaram tão altos que foram detectados na Central nuclear de Forsmark, na Suécia, a mais de mil quilômetros de distância de Chernobil. Os trabalhadores de Forsmark reportaram o caso para a Autoridade Sueca de Segurança Radiológica, que determinou que a radiação se originou em outro lugar. No mesmo dia, o governo sueco contatou a liderança política soviética em Moscou perguntando se houve algum acidente nuclear no território da União Soviética. Os soviéticos inicialmente negaram qualquer incidente, mas quando os suecos sugeriram que iriam registrar um alerta oficial junto à Agência Internacional de Energia Atômica, o governo soviético admitiu ao mundo o acidente que aconteceu em Chernobil.
Risco de mais explosões
Dois andares de piscinas borbulhantes embaixo do reator serviam como um grande reservatório de água para as bombas de resfriamento de emergência e como sistema de supressão de pressão capaz de condensar vapor no caso de um pequeno tubo de vapor quebrado; o terceiro andar acima deles, abaixo do reator, serviam como túnel de radiação. O vapor liberado por um cano quebrado deveria ter entrado no túnel de vapor e guiado até as piscinas borbulhantes através de uma camada de água. Após o desastre, as piscinas e os porões foram inundados por causa da ruptura dos canos d'água de resfriamento e acumularam água de combate a incêndios e constituiu um sério risco de explosão de vapor.
Remoção dos destroços
Nos meses seguintes à explosão, enquanto a limpeza seguia de forma efetiva pelas regiões vizinhas a Chernobil, a atenção das autoridades se voltou para a remoção dos destroços radioativos no teto da usina. Os piores destroços radioativos foram coletados dentro do que restava do reator; no entanto, foi estimado que havia aproximadamente cem toneladas de detritos naquele telhado como resultado da explosão e que tinham que ser removidas para garantir a construção segura do "Sarcófago" – uma estrutura de concreto que sepultaria o reator e reduziria a poeira radioativa que o núcleo aberto despejava na atmosfera. O plano inicial era utilizar robôs para limpar os destroços no telhado. Os soviéticos utilizaram ao menos 60 robôs remotamente controlados, porém a maioria deles foi perdida, pois os altos índices de radiação na área destruíram os circuitos eletrônicos das máquinas, tornando-as inúteis.
Relatório INSAG-1 (1986)
A primeira explicação oficial do acidente, mais tarde considerada errônea, foi publicada em agosto de 1986. Colocou efetivamente a culpa nos operadores das usinas elétricas. Para investigar as causas do acidente, a Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA) criou um grupo conhecido como Grupo Consultivo de Segurança Nuclear Internacional (INSAG), que no seu relatório de 1986, INSAG-1, também apoiou esta visão, com base nos dados fornecidos pelos soviéticos e as declarações orais de especialistas. Nesta visão, o acidente catastrófico foi causado por graves violações das regras e regulamentos operacionais. "Durante a preparação e teste do gerador de turbina sob condições de funcionamento usando a carga auxiliar, os funcionários desconectaram uma série de sistemas de proteção técnica e violaram as disposições mais importantes de segurança operacional para a realização de um exercício técnico".:311
Relatório INSAG-7 (1992)
A Ucrânia desclassificou vários documentos da KGB do período entre 1971 e 1988 relacionados com a fábrica de Chernobil, mencionando, por exemplo, relatos anteriores de danos estruturais causados por negligência durante a construção da fábrica (como a divisão de camadas de concreto) que nunca foram postas em prática. Eles documentaram mais de 29 situações de emergência na fábrica durante este período, 8 das quais foram causadas por negligência ou pouca competência por parte do pessoal. Em 1991, uma Comissão do Comitê Estadual da URSS para a Supervisão da Segurança na Indústria e da Energia Nuclear reavaliou as causas e as circunstâncias do acidente de Chernobil e chegou a novas perspectivas e conclusões. Com base nisso, em 1992 o Grupo Consultivo de Segurança Nuclear da AIEA (INSAG) publicou um relatório adicional, INSAG-7, que revisou "aquela parte do relatório INSAG-1 em que a atenção primária é dada às razões do acidente" e foi incluído o relatório da Comissão de Estado da URSS como Apêndice I.
Ambiental
Embora não se possam fazer comparações informativas entre o acidente e uma detonação nuclear estritamente explodida por ar, ainda se tem aproximado que cerca de quatrocentas vezes mais material radioativo foi liberado de Chernobil do que pelos bombardeamentos de Hiroshima e Nagasaki, no Japão, durante a Segunda Guerra Mundial. Em contraste, o acidente de Chernobil liberou cerca de um centésimo a um milésimo da quantidade total de radioatividade liberada durante a era dos testes de armas nucleares no auge da Guerra Fria, entre os anos de 1950 e 1960, com a variação de 1/100 a 1/1 000 devido a tentativas de fazer comparações com diferentes espectros de isótopos liberados. Aproximadamente cem mil km² de terra foram significativamente contaminados com cinza nuclear, sendo as regiões mais atingidas na Bielorrússia, Ucrânia e Rússia. Níveis menores de contaminação foram detectados em toda a Europa, exceto na Península Ibérica.
Humano
Como consequência do acidente, cerca de 134 pessoas sofreram de síndrome aguda da radiação (SAR), das quais 28 morreram nos primeiros três meses. Outras duas pessoas morreram devido ao trauma da explosão em si (Vladimir Shashenok e Valery Khodemchuk). Em 2005, o Fórum de Chernobil, composto pela Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA), outras organizações das Nações Unidas e os governos da Bielorrússia, Rússia e Ucrânia, publicou um relatório sobre as consequências radiológicas ambientais e para a saúde do acidente de Chernobil. Sobre o número de mortos do acidente, o relatório afirma que 28 pessoas (bombeiros e trabalhadores da usina) morreram de síndrome de radiação aguda, incluindo queimaduras beta, e quinze pacientes (liquidadores) morreram de câncer de tireoide nos anos seguintes. Fontes oficiais reconhecidas internacionalmente afirmam que 31 pessoas teriam morrido como resultado direto da tragédia. No entanto, estima-se que cerca de quatro mil entre os cinco milhões de pessoas que residem nas áreas contaminadas possam ter desenvolvido câncer por conta do acidente. O relatório projeta a mortalidade por câncer "aumentar de menos de um por cento" (~ 0,3%) em um período de 80 anos, alertando que essa estimativa é "especulativa", já que apenas algumas mortes por câncer estão ligadas ao desastre de Chernobil.
Político, econômico e social
É difícil estabelecer o custo econômico total do desastre. Segundo Mikhail Gorbachev, a União Soviética gastou 18 bilhões de rublos soviéticos (o equivalente a 18 bilhões de dólares na época, ou 41,1 bilhões de dólares em valores atuais) no processo de confinamento e descontaminação, o que praticamente faliu o país. Em 2005, o custo total em 30 anos somente para a Bielorrússia foi estimado em 235 bilhões de dólares, ou cerca de 301 bilhões em dólares de hoje, dadas as taxas de inflação. Os custos contínuos são bem conhecidos; em seu relatório de 2003-2005, o Fórum de Chernobil afirmou que entre 5% e 7% dos gastos do governo na Ucrânia ainda estão relacionados a Chernobil, enquanto na Bielorrússia estima-se que mais de 13 bilhões foram gastos entre 1991 e 2003, com 22% o orçamento nacional direcionado aos efeitos do desastre em 1991, caindo para 6% em 2002. Em 2018, a Ucrânia gastou 5-7% do seu orçamento nacional em atividades de recuperação relacionadas ao acidente nuclear. A perda econômica global é estimada em 235 bilhões de dólares na Bielorrússia. Grande parte do custo atual está relacionado ao pagamento de benefícios sociais relacionados a Chernobil para cerca de 7 milhões de pessoas nos três países.
Desativação da usina
Após o acidente, surgiram dúvidas sobre o futuro da usina e seu eventual destino. Todo o trabalho nos reatores inacabados 5 e 6 foi interrompido três anos depois. No entanto, o problema na usina de Chernobil não terminou com o desastre no reator 4. O reator danificado foi vedado e 200 metros cúbicos de concreto foram colocados entre o local do desastre e nos prédios operacionais. O trabalho foi administrado por Grigori Mikhailovitch Naginski, o engenheiro-chefe adjunto da Diretoria de Instalação e Construção. O governo ucraniano continuou a deixar os três reatores restantes operar por causa de uma escassez de energia no país. Em outubro de 1991, no entanto, um incêndio ocorreu no prédio da turbina do reator 2; as autoridades posteriormente declararam que o reator estava danificado e ele foi desligado. O reator 1 foi desativado em novembro de 1996 como parte de um acordo entre o governo ucraniano e organizações internacionais, como a AIEA, para encerrar as operações na usina. Em 15 de dezembro de 2000, o então presidente Leonid Kutchma desligou pessoalmente o reator 3 em uma cerimônia oficial, fechando todo o local.
Confinamento
Logo após o acidente, o prédio do reator foi rapidamente envolto por um gigantesco sarcófago de concreto em uma notável façanha de construção sob severas condições. Operadores de guindaste trabalhavam cegamente de dentro de cabines revestidas de chumbo, recebendo instruções de observadores de rádio distantes, enquanto pedaços gigantescos de concreto eram movidos para o local em veículos feitos sob medida. O propósito do sarcófago era impedir qualquer nova liberação de partículas radioativas na atmosfera, mitigar os danos caso o núcleo fosse crítico e explodisse, além de fornecer segurança para as operações continuadas dos reatores adjacentes 1, 2 e 3.
Zona de exclusão
Uma área que originalmente se estende por 30 quilômetros em todas as direções da usina é oficialmente chamada de "zona de exclusão". É em grande parte desabitada, com exceção de cerca de 300 moradores que se recusaram a sair. A área foi amplamente revertida para a floresta e foi retomada pela vida selvagem por causa da falta de competição com seres humanos por espaço e recursos. Mesmo hoje, os níveis de radiação são tão altos que os trabalhadores responsáveis pela reconstrução do sarcófago só puderam trabalhar cinco horas por dia durante um mês antes de fazer 15 dias de descanso. Autoridades ucranianas estimaram que a área não voltaria a ser segura para a vida humana por mais 20 mil anos. No entanto, em 2016, 187 ucranianos locais retornaram e passaram a viver permanentemente na zona.
Julgamento dos responsáveis
Entre 7 e 30 de julho de 1987, um julgamento numa corte improvisada foi feito na Casa da Cultura de Chernobil, na Ucrânia Soviética. Cinco trabalhadores da usina (o vice engenheiro chefe Anatoly Diatlov, o diretor da usina Viktor P. Bryukhanov, o engenheiro chefe Nikolai M. Fomin, o diretor de turno do Reator 4, Boris V. Rogozhin, e o chefe do Reator 4 Aleksandr P. Kovalenko) e inspetor do Gosatomenergonadzor (Comitê Estadual de Supervisão da Conduta Segura do Trabalho em Energia Atômica Soviético), Yuri A. Laushkin, foram sentenciados a 10, 10, 10, 5, 3 e 2 anos de serviços forçados, respectivamente, em campos de trabalho como consequência das investigações do desastre.
Preocupação com os incêndios florestais
Durante as estações secas, uma preocupação perene e que as florestas que foram contaminadas por material radioativo peguem fogo. As condições secas e o acúmulo de detritos tornam as florestas um terreno fértil para os incêndios florestais. Dependendo das condições atmosféricas predominantes, os incêndios poderiam espalhar o material radioativo mais para fora da zona de exclusão através da fumaça.
