Csernobilban 1986. április 26-án a 4. blokkon egy rosszul megtervezett és még több hibával végrehajtott üzemviteli kísérlet során az öngerjesztő tulajdonságokkal bíró reaktort olyan üzemállapotba manőverezték, melyben a - reaktor felépítéséből adódó - pozitív visszacsatolások felerősödtek. A blokk operátorai több fontos védelmi rendszert kikapcsoltak, és az írott üzemviteli utasításokat, biztonsági előírásokat is többszörösen megsértették. Ennek és a reaktor konstrukciós hibáiból adódó kedvezőtlen fizikai tulajdonságok következményeként 1986. április 26., szombat hajnali 1 óra 23 perckor a reaktor megszaladt, vagyis abban a láncreakció ellenőrizhetetlenné, szabályozhatatlanná vált, és néhány másodperc alatt a reaktorban megtermelt hőteljesítmény a névleges 7%- áról a névleges 10000%-ára (százszorosára) ugrott fel. A nagy teljesítményugrás következtében létrejött gőzrobbanás felhasította a hűtőcsatornák csöveinek falát, és forró víz áramolhatott a grafit moderátorra. Ez robbanóképes gázok keletkezéséhez vezetett, ami két másodperccel a gőzrobbanás után egy újabb robbanást okozott. A két robbanás erejét jól jellemzi, hogy a reaktor hűtőcsatornái fölött elhelyezkedő hatalmas, 3000 tonna súlyú reaktorfedél körülbelül 50 méter magasra repült, a reaktorcsarnok tetejébe ütközött - kiszakítva a tetőszerkezetet -, majd oldalára fordulva visszazuhant a reaktorba.

A csernobili atomerőműben alkalmazott RBMK reaktortípus felépítését és működését tekintve alapvetően különbözik a Pakson vagy Nyugat-Európában alkalmazott nyomottvizes reaktortípustól. A csernobili típus meghatározó eleme az a hatalmas méretű, mintegy 800 köbméteres grafittömb, amelyben csatornákon belül fémcső fémcsövekben helyezkednek el az üzemanyag-kazetták. A reaktor hűtővize ezekben a fémcsövekben áramlik, és a kétszer 3,5 m (összesen 7 m) hosszú üzemanyag-kazetták is a hűtőcsöveken belül foglalnak helyet. A grafit (neutronlassító) és a hűtővíz együttes jelenléte a csernobili reaktorban több hátránnyal is jár:

1. A reaktor bizonyos üzemállapotokban nem stabil, abban a pozitív reaktorfizikai visszacsatolások miatt öngerjesztő folyamatok indulhatnak be. Ez a tulajdonsága vezetett az 1986-os balesetben az első robbanáshoz, a gőzrobbanáshoz, és a reaktor ezen fizikai tulajdonsága (vagyis a hibás konstrukció) a baleset alapvető oka.
2. A nagyméretű grafittömböt nem vették körül nagy nyomásra méretezett reaktortartállyal, és a reaktor köré nem építettek megfelelően méretezett hermetikus védőépületet sem, így a robbanás hatására a reaktor üzemanyagából kikerülő radioaktivitás közvetlenül a környezetbe juthatott.
3. A grafit és a víz együttes jelenléte további veszéllyel jár: ha a hűtőcsatornák sérülése miatt víz áramlik a forró grafitra, az úgynevezett városigáz-reakció játszódik le, amelyben hidrogén és szén-monoxid keletkezik. Ez a levegő oxigénjével robbanógázt képez, ami Csernobilban a második robbanást okozta.
4. A grafit a robbanások hatására meggyulladt, ami tíz napig magas hőmérsékletű grafittűzhöz vezetett, és jelentősen növelte a környezetbe kikerülő radioaktivitás mennyiségét.

A nyomottvizes reaktorokra nem jellemzőek a fenti hátrányos tulajdonságok: a nyomottvizes reaktorokban nincs grafit, alapkövetelmény, hogy abban öngerjesztő folyamatok ne tudjanak kialakulni (a negatív visszacsatolás alapvető tervezési követelmény, ami belső biztonságot ad a nyomottvizes reaktoroknak). Ha nincs grafit, nyilvánvalóan grafittűz sem tud kiütni. Ezen túl a nyomottvizes reaktoroknál a hasadóanyagot tartalmazó aktív zónát egy nagy nyomásra méretezett reaktortartály veszi körül, és a blokkok primer körét megfelelően méretezett hermetikus védőépületben helyezik el. Így tulajdonképpen két mérnöki gáttal több van a nyomottvizes reaktorokban, emiatt környezetük sokkal nagyobb biztonságban van, mint a csernobili típusú blokk esetében.

A csernobili baleset környezeti hatásai

A robbanások és az azokat követő grafittűz a reaktor üzemanyagának körülbelül 3,5-4%-át szórta szét a környezetben. Kikerült a környezetbe a nemesgázok 100%-a, az illékony izotópok (jód, tellúr, cézium) körülbelül 20%-a és a kevésbé mozgékony izotópok (stroncium, cirkónium) 3,5%-a. A nagy radioaktív kibocsátáshoz az is jelentős mértékben hozzájárult, hogy a hűtés nélkül maradt nukleáris üzemanyag megolvadt, így az urán-dioxid keramikus üzemanyag-mátrix nem tudta magában tartani a radioizotópokat. A megrongálódott reaktorépületből a tűz és a hasadási termékek bomláshőjének hatására felmelegedett levegő nagy magasságba emelte a kiszabadult radioaktivitást. A kibocsátást a tűzoltók és az úgynevezett likvidátorok áldozatos munkájával körülbelül egy hónap alatt tudták megszüntetni. Az oltási munkálatokban, a szarkofág építésében, az erőmű és a környezete megtisztításában összesen mintegy 800 000 ember vett részt. A környezet szennyeződése szeszélyes tér- és időbeli eloszlást mutatott a meteorológiai viszonyok, azon belül is elsősorban a csapadékviszonyok által meghatározott kihullás következtében. A legszennyezettebb területek az erőmű közvetlen környezetében, valamint Oroszország, Fehéroroszország és Ukrajna egyes régióiban találhatók. Jelentős mértékben több mint 30000 négyzetkilométer terület szennyeződött radioaktív izotópokkal. Ebből körülbelül 4000 négyzetkilométer tartozik az erőmű körüli ellenőrzött területhez (ez ma lezárt zóna, ahol a szennyeződés a legnagyobb volt). A lezárt zóna területéről 116 000 embert kellett kitelepíteni, a három érintett állam jelentős mértékben szennyezett területeiről kitelepített lakosok száma összesen körülbelül 350 000 fő. Az erőmű közvetlen közelében a legszennyezettebb területeken extrémnagy szennyeződés, ennek következtében pedig extrémnagy dózisintenzitások jöttek létre. Ezeken a területeken az első időszakban a növények és állatok dózisterhelésének 90%-át béta-sugárzás, 10%-át pedig gamma-sugárzás adta. A kihullott radionuklidok sugárzása következtében a baleset évében az élővilágban az akut sugárártalom különböző jeleit lehetett tapasztalni az erőmű néhány tíz kilométeres körzetében, a 0,3 Gy feletti dózist elszenvedett növények és állatok között. A csernobili balesetre adott környezeti válasz nagyban függött az elszenvedett sugárdózistól, a dózis intenzitásától, valamint az adott élőlények sugárérzékenységétől. Az akut tünetek között a tűlevelűek, gerinctelen és emlősállatok elpusztulása, a reprodukciós képesség romlása és krónikus sugárbetegségi tünetek fordultak elő. Néhány év elteltével az érintett élővilág regenerálódott. A sugárterhelés az erőműhöz közeli, attól 1,5-2 km-re nyugatra elterülő fenyőerdőben éreztette leginkább hatását. Az erdőt alkotó, több mint 80 Gy dózist elszenvedett erdei fenyő (Pinus silvestris ) populáció a balesetet követő 2-3 héten belül mutatta a sugársérülés tüneteit: a tűlevelek elsárgultak és elpusztultak. 1986 nyarán a fák sérülésének területe az erőműtől 5 km-re északnyugatra terjedt ki.

Az elpusztult faállomány színe alapján ezt az erdőterületet ma Vörös-erdőnek nevezik. 1987-ben már láthatóvá vált a túlélő faállomány regenerálódása. Az elpusztult erdő helyén az elvégzett talajjavító intézkedéseknek köszönhetően új fák hajtottak ki. A Vörös-erdőben a növekvő fák esetében a normálistól eltérő fejlődést lehetett megfigyelni: ilyenek például a törzs szokatlan elágazásai, a virágzat duplázódása, hajtáspamacsok kialakulása, a levelek és virágok szokatlan színe és mérete.

Hangsúlyozni kell, hogy ezek a genetikai eredetű elváltozások csak az erőmű közvetlen közelében, a legextrémebb szennyezést elszenvedett szűk területen voltak megfigyelhetőek. Noha a legtöbb haszonállatot a balesetet követően evakuálták, néhány száz szarvasmarha a legszennyezettebb területen maradt 2-4 hónapig. Ezen állatok egy része 1986 őszére elpusztult, és a túlélők között is immunrendszeri károsodások, alacsony testhőmérséklet, valamint szív- és érrendszeri károsodások voltak tapasztalhatók. Az állatok között 1989-ig kimutatható volt a pajzsmirigy csökkent működése, ami 180 Gy-nél magasabb pajzsmirigydózist elszenvedett állatoknál a megfigyelt szaporodási problémák oka lehetett. A nagy sugárterhelésnek kitett szarvasmarhák utódai közt csökkent súlyt, illetve csökkent súlygyarapodást, és a törpenövés jeleit lehetett felfedezni. A szarvasmarhák reprodukciója 1989 tavaszára visszatért a normális kerékvágásba. Számos sajtóhír számolt be a 0,05 Gy/év alatti dózisintenzitásnak kitett szarvasmarhák és disznók között gyakrabban előforduló születési rendellenességről, ezt azonban a tudományos bizonyítékok, és a haszonállat-populációk vizsgálata nem támasztják alá. Nagy publicitást kapott egy, a szennyezett területen született hatlábú borjú fényképe. A borjú valójában 1986 júniusában született, így a sugárzásnak tulajdonított fejlődési rendellenességnek már a balesetet megelőzően ki kellett alakulnia az anyaállat méhében, így ez az eset nem hozható összefüggésbe a csernobili baleset radioaktív kibocsátásával.

A növény és állatvilág mára kiheverte a baleset utáni nagy dózisok hatását, és ma talán még jobb helyzetben is van, mint a környező területeken, mivel a zóna gyakorlatilag lakatlan és az emberi tevékenység nem háborgatja az élővilágot. A lezárt zónában elszaporodtak a nagyvadak is, nyomukban pedig megjelentek a farkasok. Ugyanakkor szembetűnő a zavarásra különösen érzékeny sasok visszatelepülése a lezárt zónába. A baleset idején Ukrajnában csupán 40-50 pár rétisas fészkelt, ami a hatalmas területhez képest nagyon kevés. Csernobil környékén nagyon ritka volt ez a faj, ma pedig több új család is megjelent a lezárt zónában. Ennek az az oka, hogy a rétisas nagyon korán kezd költeni, amikor még hideg az idő. Ha megközelítik a fészkét, hamar hátrahagyja a tojásokat, amelyek a hideg idő miatt gyorsan kihűlnek és életképtelenné válnak. A lezárt zónában zavartalanul költhetnek, így jobban szaporodnak. Leginkább ők örülnek annak, hogy az ember nagy területekről eltűnt. Számukra kedvező változás az is, hogy a Csernobil környéki tavak és a mocsaras területek bővelkednek halakban, mivel halászni, horgászni a lezárt zónában nem szabad.

A baleset egészségügyi hatásai

Likvidátorok

A baleset közvetlen következtében 3 ember veszítette életét (két embert a robbanás ölt meg, míg a harmadikkal szívroham végzett), a baleset utáni 3 hónap során további 28 ember vesztette életét akut sugárbetegség következtében. A tűz oltásán és a baleset elhárításán dolgozók közül a közvetlen áldozatok száma a Nemzetközi Atomenergia Ügynökség adatai szerint - beleszámítva a nagy dózisra visszavezethető betegségben azóta elhunyt likvidátorokat is - nem haladja meg az 50-et. A közvetett áldozatok száma ennél természetesen (és sajnálatosan) jóval magasabb. Az erőmű kezdeti megtisztításában mintegy 200 000 ember vett részt, 1990-ig azonban mintegy 800 000 ember - ők a likvidátorok - vett részt az elhárítási, dekontaminálási munkálatokban. A likvidátorok átlagdózisa 100 mSv (millisievert) körüli érték. Néhány százalékuk dózisa az 500 mSv-et is meghaladta, néhány tucat likvidátor pedig több sievertnyi dózist is elszenvedett.

Az átlagdózisok alapján elvégzett becslések szerint a likvidátorok között mintegy 2200 többlet rákos megbetegedés miatti haláleset várható, amelyek közül körülbelül 200 leukémiás megbetegedés lesz. Az orosz adatok szerint a legmagasabb dózist kapott likvidátorok között 1992-1995 között megduplázódott a leukémia gyakorisága (az össz-esetszám azonban alacsony, néhány tíz megbetegedés évente). A likvidátoroknak jelenleg körülbelül egyharmada rokkant, az okok között idegrendszeri, vérkeringési és mentális problémák találhatók. A nagy gyakoriság a vizsgálatok szerint nincs összefüggésben a kapott dózissal, a mentális leépülés azonban kapcsolatba hozható a "csernobili rokkanttá" nyilvánítással. A likvidátorok között az átlagnál gyakoribb az öngyilkosságok száma is.

Lakosság a volt Szovjetunió területén

A hosszú távú egészségügyi hatások közül a volt Szovjetunió területén a számottevő többletdózist elszenvedett gyermekek körében mutatható ki szignifikánsan a baleset hatása: 4000 gyermeknél diagnosztizáltak pajzsmirigyrákot. A korai diagnózis, valamint a pajzsmirigydaganat 99% fölötti arányú gyógyíthatóságának köszönhetően közülük 9-en veszítették életüket. A 200 000 legterheltebb likvidátor, a legszennyezettebb területekről kitelepített 116000 ember, valamint a mai is számottevő szennyezettségű területen élő körülbelül 300 000 ember között mindösszesen körülbelül 4000 többlet rákos haláleset várható a baleset miatti sugárdózis következtében. (Az előbb említett mintegy 600 000 ember 25%-a - vagyis 150000 ember - Csernobil nélkül is daganatos megbetegedés miatt veszíti el életét, hiszen Ukrajnában és Magyarországon is ekkora a rák miatti elhalálozás gyakorisága.) Az erőmű körüli lezárt zónába körülbelül 400, zömmel idős személy önkényesen visszaköltözött. Az ő éves dózisuk a természetes háttérből eredő dózis két-háromszorosa lehet azon szennyezettség mérések alapján, amit a magyar tudományos expedíció a zónában mért.

A nemzetközi elemzések szerint a likvidátorok egy szűk köre és a lakosság egy kis csoportja kivételével a csernobili baleset egy alacsony többletdózist okozó esemény volt, a baleset miatti, sugárdózissal összefüggésbe hozható halálesetek száma a balesetet követő 70 évben a fent említett 4000 fő körül van. A baleset által okozott stressznek, a sugárzástól való félelemnek, a kitelepítés lelki hatásának, az édesanyák születési rendellenességektől való félelmének nagyobb hatása, és valószínűleg több áldozata volt (és van), mint magának a sugárzásnak. A nemzetközi közösség a 2005. szeptemberi bécsi Nemzetközi Csernobil Konferencián azt javasolta az érintett Három ország kormányának, hogy segélyek, "csernobili rokkantnyugdíj" kifizetése helyett a gazdaság fejlesztésére, a normális, megszokott élethez szükséges munkahelyek megteremtésére, a gazdaság fejlesztésére fordítsák a központi forrásokat, mert ennek több hasznos hatása lenne az emberek életére, mint a kis többletdózis elleni védekezésnek vagy a szociális segélyezésnek.

A baleset utáni 20 évben bebizonyosodott: az emberek nem akarnak elköltözni a közepesen vagy gyengén érintett területekről, az életkilátásaik, egészségügyi állapotuk pedig elsősorban nem az elviselhető mértékű szennyezettségtől, hanem szociális és gazdasági helyzetüktől, munkahelyük lététől és az egészségügyi rendszer megfelelő színvonalától fog függeni.

Magyar lakosság

A magyar lakosság csernobili eredetű többletdózisa tekintetében nincs szükség a már ismert adatok korrekciójára. Magyarország szennyezettsége az európai átlag alatti, a lakosok átlagos többletdózisa pedig 1 mSv alatt van a balesetet követő 70 évre vonatkozóan, melyből a dózis körülbelül felét a lakosság a balesetet követő első évben szenvedte el. Ennek az éves természetes háttér (2,5 mSv/év) töredékét kitevő dózisnak nem lehet, és nincs is kimutatható egészségügyi hatása a magyar lakosság körében.

További információk a Fizikai Szemle tanulmányában.