torony.pngvilágítótorony a Geyberg-szigeten, előtérben a kiszerelt RTG-kel, fotó: IAEA.

Oroszország északi partja több ezer kilométer hosszú és nagy része a sarkkörön túl található. Téli időszakban a nap nem emelkedik a horizont fölé, sötétségben követik egymást a napok. Ez az északkeleti átjáró (oroszul Северный морской путь, azaz „Északi tengeri út”), melynek egy része csak két hónapig mentes az egybefüggő jégtől.

Az északkeleti átjáró a 60'-as években paranoid és a világtól elszigetelődött Szovjetunió számára felértékelődött. A jégtörők megépítése a hajózást technikailag lehetővé tette, de a tájékozódás továbbra is komoly probléma maradt. A 70'-es években a Kommunista Párt ezért úgy döntött, hogy a partvonal mentén egy világítótorony – láncot kell kiépíteni.

A tornyoknak teljesen önállóan és önellátó módon kellett működniük, mivel a lakott területektől több száz kilométer távolságra estek. A rendszer tervezői a nukleáris technológia felhasználása mellett döntöttek. A speciális, és célnak is megfelelő RTG reaktorok akkoriban már a rendelkezésükre álltak.

petroleum_lampa.pngpetróleumlámpára illeszthető termoelektromos  generátor, kép forrása: neazoi.com

A termoelektromos generátorok a Szovjetunióban széles körben ismert és alkalmazott berendezések voltak. A fenti képen a 60'-as évekből származó petróleumlámpára illeszthető generátor látható, ami egy zsebrádiónak elegendő áramot szolgáltatott.

A radioizotópos termoelektromos generátor (angol rövidítéssel RTG – Radioisotope Thermoelectric Generator) olyan berendezés, mely a radioaktív izotópok természetes bomlásából származó hőt hasznosítja, amelyet a Seebeck-hatás segítségével elektromos árammá alakít. A Naptól távolra küldött űrszondák használják a működésükhöz szükséges energia előállítására, mivel nincs elegendő fény a napelemekkel való energiatermelésre. Emellett lakatlan, energiahálózattal nem rendelkező területeken navigációs állomások energiaellátására is használják.

Wikipedia: Radioizotópos termoelektromos generátor

Az RTG-k kifejlesztése és telepítése

Az RTG-ben fűtőanyagként stroncium-90 ( 90 Sr) alkalmaztak. A radioaktív és erős béta-sugárzó stroncium-90 felezési ideje 29,1 év. A béta-bomlás eredményeként ittrium-90 ( 90 Y ) keletkezik belőle, miközben a bomlási energiája 0,546 MeV.

A beépítésre került RTG-k villamos teljesítménye 10 – 180 Watt között mozgott, a világítótoronyba telepített technika energiaigényétől függően. A berendezések üzemidejét 10 évre tervezték.

Az RTG-k gyakorlatilag két technológiai részegységből épülnek fel: az RHS (Radionuclide Heat Source) nukleáris hőforrásból és a hőt villamos energiává átalakító technológiai modulból.

A stroncium-90 fűtőanyagot (RHS-90) stroncium titanát (SrTiO3) formában kétrétegű kapszulában argon védőgázas hegesztéssel hermetikusan lezárják. Az RTG burkolatát rozsdamentes acélból, alumíniumból és ólomból úgy képezték ki, hogy fizikai behatásoknak ellenálljon és a sugárzási szint az egység burkolatán nem haladhatja meg a 2 mSv / h-t, illetve egy méter távolságban a 0,1 mSv / h-t.

A gyártás időpontjában az RHS-90 egységek radioaktív aktivitása 35 – 510 kCi között mozgott.  A védőburkolat nélküli RHS-90 egységek gamma-sugárzása fél méterre 4-8 Sv / h, egy méter távolságra 1-2 Sv / h sugárdózis szintet érhet el. Az RHS-90-ek bomlási folyamataik révén nagyjából 900 év alatt lesz biztonságos a radioaktivitás szintje.

Az akut (egy napon belüli) sugárdózisok tünetei:

  • 0 – 0,25 Sv (0 – 250 mSv): Nincs tünet
  • 0,25 – 1 Sv (250 – 1000 mSv): Egyes emberek hányingert és étvágytalanságot éreznek; csontvelő-, nyirokcsomó- és lépkárosodás.
  • 1 – 3 Sv (1000 – 3000 mSv): Közepes vagy erős hányinger, étvágytalanság, fertőzés, súlyosabb csontvelő-, nyirokcsomó- és lépkárosodás, a felépülés valószínű, de nem biztos.
  • 3 – 6 Sv (3000 – 6000 mSv): Erős hányinger, étvágytalanság; vérzés, fertőzés, hasmenés, hámló bőr, nemzőképtelenség (sterilitás); kezelés nélkül halál.
  • 6 – 10 Sv (6000 – 10000 mSv): A fenti tünetek és a központi idegrendszer károsodása; elhalálozás várható.
  • 10 Sv fölött (10000 mSv): bénulás és halál.

Forrás: Wikipedia

Az RHS-90 fűtőanyag felhasználásával a VNIITFA (Műszaki, fizikai és automatizálási kutató intézet) 1960 és 1980 között fejlesztette az RTG-ket, ezeknek fontosabb típusai :

RTG-Type.png

A Szovjetunióban az RTG-k tömegtermelését a „Baltiyets” végezte Narva városában, ami ma már Észtországhoz tartozik. A gyár útódszervezetének a „Balti EFS”-nek nincs információja arról, hogy mennyi RTG-t építettek, és azok hová lettek telepítve.

(A „Baltiyets” szakemberei valószínűleg tudatában voltak az RTG-k jelentette veszéllyel, mert a Szovjetuniótól függetlenedő Észtországban már 1990-ben lecserélték ezeket a berendezéseket más energiaforrásokra.)

A termelt villamos energiát a helyszínen akkumulátor-telepekkel tárolták le. Nagyjából 1000, ilyen nukleáris áramfejlesztővel szerelték fel a gyorsan kiépített világítótorony-láncot, és a tornyokat kiegészítő jelzőbójákat.

rtg-k mindenutt.pngA teljes RTG rendszer, forrás: IAEA.

Ezek a tornyok – megelőzve a korukat – egyfajta robot-világítótoronyként működtek, a sötétségben automatikusan felkapcsolták a világítást és a hajók rádiójeleire is válaszoltak.

A Szovjetunió összeomlása után a rendszer még működött egy darabig, majd – karbantartás hiányában – leállt és „elfelejtették”.

A Szovjetunió öröksége

A Szovjetuniótól megörökölt RTG-k felügyeleti jogán Oroszországban az Orosz Védelmi Minisztérium, a Közlekedési Minisztérium és a Szövetségi Hidrometeorológiai Szolgálat (Roshidromet) osztozott. Az orosz nukleáris felügyeleti szervek (GAN, FSAN Federal Service of Nuclear Oversight: Szövetségi Nuleáris Felügyeleti Szolgálat, 2004-től olvadt bele a Rosztyehnadzorba (Szövetségi Környezeti, Műszaki és Nukleáris Felügyeleti Szolgálat) teljes mértékben csak a Közlekedési Minisztérium berendezéseit tudták ellenőrizni, a többi szervezetnél az RTG-k katonai felhasználása okán csak elvileg volt ellenőrzési jogkörük.

rtg-mennyiseg.pngforrás: Grigoriev-jelentés

Az RTG-ket tervező VNIITFA szakemberei felismerve az RTG-k kritikus állapotát, magukra vállalták a helyzet rendezésének szinte lehetetlen feladatát. Figyelmeztették a kormányzatot, hogy az RTG-k üzemideje lejárt, és megkísérelték felmérni a helyzetet.

Megállapodást kötöttek a Közlekedési Minisztériummal, és 2001-ben és 2002-ben felmérték 104 RTG állapotát (melyeknek ismerte a helyszínét a minisztérium). Az orosz nukleáris felügyeleti szervek (GAN/FSAN) is vizsgálatokat kezdeményezett a távol-keleti térségben, és ezeknek eredményét egy 2003-as jelentésében tette közzé.

Elhagyott RTG-k a Távol-Keleten

Csukcsföld

Shalaurov sziget: A sugárzási szint több, mint 30-szorosa a megengedettnek. A RTG elhagyott és ellenőrizetlen.

Okhotnichy-fok: Az RTG elveszett a homokban az árapály idején. A balesetet a kezelőszemélyzet hozzá nem értése okozta.

Serdtse-Kamen-fok: Az RTG egy száz méter mély szakadék szélétől 3 méterre lett telepítve, a szakadék szélén repedések húzódnak.

Nuneangan sziget: A sugárzási szint több, mint ötszöröse a megengedettnek. Tervezési hiba a sugárzás oka.

Chaplin-fok: Az RTG alsó részéről hiányzik a borítás, a sugárzási szint több, mint huszonötszöröse a megengedettnek.

Chekkul sziget: A sugárzási szint az RTG-től egy méterre 35%-kal magasabb a megengedettnél.

Shalaurova Izba sziget: A sugárzási szint az RTG-től egy méterre 80%-kal magasabb a megengedettnél.

Jakutföld

Kondratiev-fok: két Gong típusú RTG süllyedt 20 méter mélyen a permafrost-ba.

Makar-fok: A sugárzási szint meghibásodás matt tízszer magasabb a megengedettnél.

RTG balesetek az egykori Szovjetunió területén

1978, Pulkovo repülőtér, Leningrad (Szentpétervár): Használt RTG-ket szállítottak sugárzás-védett konténerek nélkül

1983, Nutevgi-fok, Csukcsföld: Egy RTG megsérült egy közlekedési balesetben. Az esetet megpróbálták eltitkolni.

1987, Nizky-fok, Szahalin régió: Egy 2,5 tonnás IEU-1 RTG ejtettek helikopterről az Ohotszki-tengerbe. Ez a berendezés azóta nem került elő.

1997, Dushanbe, Tádzsikisztán: Három elavult RTG-t tároltak egy széntároló udvaron. A háttár gamma-sugárzás a környéken (a fővárosban) jelentősen megemelkedett. Tádzsikisztán kapcsolata Oroszországgal akkor és azóta sem felhőtlen, ez a 3 RTG eltűnt.

1997, Mária-fok, Szahalin régió: Ismét egy 2,5 tonnás IEU-1 RTG ejtettek a tengerbe.

1998, Korszakov kikötő, Szahalin régió: Roncstelepen találtak egy szétbontott RTG-t.

1999-ben szentpétervári (leningrádi) régió: a lopás helyszínétől 50 km-re Kingisepp város buszmegállójában hagyták a védőburkolat nélküli RHS-t, ami 1000 R/h-val (~8.8 Sv/h) sugárzott. A rendőrség által a lopással gyanúsított három tolvaj rövid időn belül sugárbetegségben meghalt.

2000, Malaya Baranikha-fok, Csukcsföld: Sérült RTG

2001, Kandalaksha öböl, Murmanszk régió: 3 RTG loptak el, de mindhárom meglett.

2002, Lia falu, Nyugat-Grúzia: Három pásztoron sugárbetegség nyomatit találták meg. Nem sokkal később néhány RTG került elő egy közeli erdőből, abból a 8 darabból, amit Grúzia kapott a szovjet időkben.

Navarin_öböl.pngA Navarin-öbölben 2003-ban megtalált IEU-1 típusú megrongált és szivárgó RTG. A rákövetkező évben még mindig ott volt, csak a sugárzás szintje emelkedett, fotó: IAEA.

2003-ban a GAN a Navarin öbölben talált egy megrongált RTG-t, a generátor felszínén az ún. expozíciós dózis 15 R/h (~0,13 Sv/h) volt. A következő, 2004-es vizsgálat már 87 R / h (~0,76 Sv/h) értéket állapított meg, és rögzítették a tényt, hogy stroncium-90 szivárgott a környezetbe, holott VNIITFA szakértői kijelentették, hogy ez csak akkor lenne lehetséges, ha az RHS-90 kapszulát robbanás érte volna.

Az RTG-n valószínűleg „csak” egy terepjáróval gázoltak át, és ettől a hőcserélője megsérült, a hőmérséklete meghaladta a 800 Celsiust, és ez okozhatta a burkolat repedését és a szivárgást. A figyelmeztető plakátok ellenére a helyiek és az állatok is közel mentek a sérült RTG-hez, melegedni.

2003, Kola-öböl, Polyarny: A Vízrajzi Szolgálat 2003 november 12-én a navigációs berendezéseket ellenőrizte a Kola-öbölben, nem messze az azóta már elhagyott haditengerészeti várostól, Polyarny-tól. Az Oleniya parton találtak egy sérült béta-M típusú RTG-t majd másnap, onnan nem messze, a Yuzhny Goryachinsky szigeten egy másikat is. Mindkét esetben a tolvajok az RTG-ket szétbontották, a sugárzó RHS-eket a vízbe dobták.

A Szövetségi Biztonsági Szolgálat (FSB – a KGB utódszervezete) a rendőrséggel nyomozásba kezdett, és az RTG-k többi alkatrészeit is megtalálták egy roncstelepen. Az alkatrészek és főleg az RHS komoly sugárterhelésnek tették ki a lakókat, akár évek óta, hiszen az ellenőrzések itt sem voltak túl gyakoriak.

Kola_öböl.pngA Kola-öbölben a fémtolvajok által szétbontott „Beta-M” típusú RTG, illetve annak a roncstelepre hurcolt része, a sugárzó RHS-90 kapszulát a tengerbe dobták, fotó: IAEA.

2003-ban, szintén fémtolvajok rongálták meg a Balti-tengeren, a Pihlisaar-öbölben található világítótornyot, a Kurgalsky félszigeten. Az RTG-t a befagyott öbölben hagyták, 200 méterre a toronytól. Az RTG átolvadt a jégen, és az öböl vizébe süllyedt, de a felszínen a gamma-sugárzás mértéke így is meghaladta a 0,3 Sv / h értéket.

Egy – az RTG-khez nem értő – céget bíztak meg az elsüllyedt kapszula ártalmatlanításával. Ők lapátok és vasvillák segítségével emelték ki a sérült és sugárzó RHS-t, majd szánon szállították el a helyszínről a telephelyükre, ahol további három hónapig tárolták – szerencsére már az eredeti RTG tartályban.

A „Baltic RTG” program

2007-ben a Grigoriev -féle 2008-as Intézkedési tervben még csak 582 RTG szerepelt, ez a tervezet szolgált a RTG csereprogram alapjául. Már ez a terv is megemlékezik egy eltűnt, konkrétabban szállítás közben, a Szahalin-sziget környékén elsüllyedt RTG-ről (lásd fent).

Az egységeket 2008-ban feltérképezték és nemzetközi együttműködés keretében megkezdték ezeknek napelemekkel való kiváltását.

A „Baltic RTG” program megkezdését különösen Norvégia és Finnország sürgette, miután észlelték, hogy a gyenge felügyeletnek köszönhetően főleg fémtolvajok megkezdték a nukleáris világítótornyok szétbontását, és a reaktorokat vagy hulladékfém-gyűjtőkbe hurcolták, vagy csak valahol a helyszínen hagyták (talán, mert még mindig hőt termelnek, magas a hőmérsékletük, és az ilyesmi még Oroszországban sem jó ómen).

Az RTG- fűtőanyagát piszkos bombákhoz is fel lehetett volna használni, és ez a fenyegetés is alátámasztotta a begyűjtés szükségességét.

Az RTG-k begyűjtési tervét a fent már említett Grigoriev-jelentés vázolta:

RTG-szallitas.pngforrás: Grigoriev-jelentés

A tervek szerint a begyűjtött RTG-ket 3 fő útvonalon (Vlagyivosztok, Arhangelszk, Murmanszk) szállították a krasznojarszki „Majak PO” üzembe, ahol kiégett fűtőanyagukat, a stroncium-90 ( 90 Sr) -et letárolták.

Majak, teljes nevén Majak Termelési Egyesülés (Производственное объединение «Маяк», magyar átírásban: Proizvodsztvennoje objegyinyenyije Majak), korábbi nevein Kombinát–817, Bázis–10, Mengyelejev Állami Vegyiművek, PO 21, Majak Vegyi Kombinát) nukleáris fűtőanyag termelését és újrafeldolgozását végző üzem Oroszország Cseljabinszki területén, az ozjorszki zárt közigazgatási egységben. 1994 előtt Ozjorszk várost Cseljabinszk–40, illetve Cseljabinszk–65 néven illették. Napjainkban a Roszatom része.

forrás: Wikipedia szócikk: Majak

RTG-mod.pngforrás: Grigoriev-jelentés

  1. Az RTG-k kiszerelése és – ha be volt tervezve – napelemekkel való helyettesítésük. Fel kell mérni állapotukat, és  – ha lehetséges – elő kell készíteni a szállításukat.
  2. Az RTG-k szállítása az átmeneti tárolókba.
  3. Az átmeneti és őrzött tárolókban várakoztatták az RTG-ket a szétszerelésig.
  4. Szállítás a szétszerelést végző üzemekbe.
  5. Az RHS (a fűtőanyag) kiszerelése az RTG-ből, és annak hosszú távú tárolásra alkalmas konténerekbe rakodása.
  6. A speciális konténerek szállítása Mayak-ba, vasúton és közúton.
  7. A konténerek letárolása Mayak-ban.

osszeszedett_RTGk.pngCsukcsföldön összegyűjtött RTG-k, fotó: IAEA.

Végül az eredetileg betervezett 582 RTG helyett majdnem ennek a mennyiségnek a kétszerese, 1007 RTG került leszerelésre, és (2012-es adat) még 119 maradt a helyén, főleg a távoli sarkvidéki területeken. A Baltic RTG program eddigi számlája (szintén 2012-es adat) 13 millió euró.

A Tamír-félszigeten található 56 darab RTG-t 2013-ban tervezik ártalmatlanítani. 4 darab berendezés az Antarktiszon található; 2 a „Molodezhnaya“ állomáson, és egy-egy a „Novolazarevskaya” és a „Dome-B” környékén. Ezek begyűjtését 2014-ben tervezik megvalósítani.

Azt hiszem, ez a történet ismét az emberi felelőtlenségről és szűklátókörűségről szól, ami a szovjet mindennapokat sűrűn átjárta. Példaként itt állhat Csernobil vagy Majak története is, mely esetek – az RTG-k történetével együtt – bizonyítják, hogy a technológiai fegyelem be nem tartása, a sugárzóanyagokkal való felelőtlen gazdálkodás előbb-utóbb visszaüt.

Ez sajnos nem csak a szovjetekre / oroszokra mondható el, szinte minden, nukleáris technológiával élő országnak megvannak a maga történetei. Nem vagyok a nukleáris technológiák ellen, még mindig jobb megoldásnak tartom az atomerőműveket, mint a barnaszenes alaperőműveket – és valahogy csak kibírjuk velük a fúziós erőművekig, amik – érzésem szerint – hasonló problémák elé fogják állítani az üzemeltetőket.

A technológiai és normatív előírások betartása és betartatása ezeknek a berendezéseknek a tervezésénél és üzemeltetésénél elengedhetetlen. Eddig gyakorlatilag minden baleset az előírások be nem tartására vezethető vissza.

Források

IEAE:  Photoessay -  CEG-RTSremoved
IEAE: Development of the RTG master plan in 2007
IEAE: Russian RTG Disposal Program Completion Prospects
neazoi: The thermoelectric generator
Bellona: Radioisotope Thermoelectric Generators
Englishrussia: Abadoned russian polar nuclear lighthouses
Wikipedia: Radioizotópos termoelektromos generátor

Utóirat

A blogokat egyedül írom és szerkesztem. Megkísérelem a magyar helyesírás szabályait betartani, a források megjelölésére odafigyelni és a pontos szaknyelvi kifejezéseket alkalmazni az azokat megkövetelő cikkek esetében. Néha, ha a fenti pontokat nem sikerül hiánytalanul megtartanom, azt sajnálatos hibának tartom, ami szerintem az egyszemélyes blogírás velejárója. Kérem, figyelmeztessen a problémára, azt – amennyiben hibának minősítem – kijavítom.

Két blogot szerkesztek:

  • a passport.blog.hu egy könnyedebb hangvételű, populárisabb blog, ahol a nyelvezet is ezt tükrözi.
  • az ob121.blog.hu egy szakmaibb, elmélyedősebb és alaposabb blog – vagy legalábbis annak szánom. Itt hosszabb és komolyabb cikkek fordulnak elő, amik alaposabb utánjárást igényelnek – emiatt ez a blog kevésbé pörgős, ritkábban frissül.

Mindkét blog változásait is követheti a facebookon, a passport.blog.hu csoportban, ha rákattint a „√ Tetszik” gombra. Kérem, kövessen!

További írásaim

OB121 blog

Vasazásból nukleáris katasztrófa
Cseljabinszk-40 : a szovjet plutóniumgyár és katasztrófái
A Davis-Besse atomerőmű esete a vírussal
A Trans-Szibéria gázvezeték 1983-as robbanása
A Stuxnet és hatásai (első rész)
Vasúti gigaprojekt: ICx

Passport blog

Bambuszvonatok Kambodzsában
Szórakoztató tények utazóknak
A világ leghosszabb vonata: a Vasérc-expressz
A világ legnagyobb hajóroncs-temetője: Nouadhibou, Mauritánia
Ajtó a pokolba – a 42 éve lángoló türkmenisztáni Darvaza-kráter
A lappföldi Jéghotelbe is kell tűzjelző
Hatalmas betonnyilak az USA-ban
Káosz a német autópályákon
Kilométeróra-maffia Németországban
pagpag - hús a szemétből
Maeklong Railway Market /Talad Rom Hoop
Lakás vagy házbérlés Németországban
Amitől a (TÜV) vizsgáztatóknak a haja az égnek áll : 2 rész
Amitől a (TÜV) vizsgáztatóknak a haja az égnek áll : 1 rész
25. éve történt: a Gladbecker-túszdráma
Klaus, a targoncavezető első munkanapja
A világ 12 gyilkos tava

A bejegyzés trackback címe:

http://ob121.blog.hu/api/trackback/id/tr465667981

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben.