Nukleáris morfológia

… és magunkat az atomerőmű balesetek káros hatásaitól?

A tűzálló agyag felhasználása az atom-erőművi balesetek káros hatásainak csökkentésére és a kiégett fűtőelemek tárolásának végleges megoldására.

Az agyagok közismert tulajdonsága, hogy a szemcséik felszínén mind fizikai, mind kémiai úton atomokat és molekulákat képesek megkötni. Ezen alapul a gyógyászati felhasználásuk is. Az élő szervezetbe bekerült méreganyagokat megkötik, és így vele együtt távoznak a szervezetből. Kevésbé ismert az agyagoknak az a hatása, hogy a radioaktív anyagokat is ugyanígy képesek megkötni és eltávolítani, noha ezt is számtalan kísérlet igazolta. Még kevésbé ismert az a kísérletileg igazolt tény, hogy az agyag – azonos vastagságban – hatékonyabban árnyékolja a radioaktív sugárzásokat, még a gamma-sugárzást és a neutronsugárzást is, mint a beton, vagy az ólom. Ráadásul az agyag a betonnal ellentétben nem hőt termel a megszilárdulása (kiégése) során, hanem jelentős mennyiségű hőt von el a környezettől. Arról nem is beszélve, hogy mindenütt, szinte korlátlan mennyiségben rendelkezésre áll, és nagyságrendekkel olcsóbb és kezelhetőbb, mint más anyagok.

Az agyagot ezek, valamint más, közismert fizikai tulajdonságai együttesen teszik alkalmassá az atom-erőművi balesetek során keletkezett hátrányos következmények – sugárzás, kiszóródás, vízszennyezés, stb. – enyhítésére, a további sugárzás megszüntetésére, valamint a kiégett fűtőelemek tárolásának végleges megoldására a megfelelő technológia alkalmazásával. A technológiát a baleset jellegétől függően eltérő módon kell alkalmazni.

I. Amennyiben az atom-erőművi balesetnél a robbanás úgy következett be, hogy

– a nukleáris fűtőanyagból olyan mennyiség maradt vissza a reaktorépületben, amely hűtés hiányában továbbra is jelentős mennyiségű hőt termel, továbbá

– a felrobbant helyszínt az időjárás, különösen a szél hatásaitól óvni kell, hogy a radioaktív por ne kerüljön ki a légkörbe, valamint

– ha a helyszínen maradt radioaktív anyagoknak a talajba való bemosódásától is kell tartani,

– és ha a helyszínen maradt radioaktív anyagok olyan fallal bekerített helyen vannak, amely folyékony anyagok nagyobb szivárgó helyektől mentes befogadására alkalmas, (Csernobil típusú baleset)

akkor a következők szerint kell eljárni.

1) A helyileg elérhető legfinomabb szemcsenagyságú tűzálló agyagból a betöltendő üregnek megfelelő mennyiséget kell beszerezni.

2) Az agyagot szárazon, mindenféle kezelés nélkül, a lehető legegyszerűbb eljárással por állapotúvá kell alakítani. (őrlés, zúzás)

3) Az így kapott agyagport a betonkeverésben is használt eszközök segítségével úgy kell vízzel összekeverni, hogy az állaga megfeleljen a magasépítések során alkalmazott híg beton állagának. Ehhez elegendő ideig kell az agyagot a vízzel keverni, hogy teljesen csomómentes legyen, és a szemcsék több vizet már ne tudjanak a felületükön megkötni. Ezért a víz felvételére az agyagnak elegendő időt kell hagyni.

4) Az összekevert híg agyagpépet betonhoz használt keverő-kocsikkal a helyszínre kell szállítani olyan ütemben, hogy a töltés folyamatos legyen.

5) A híg agyagpépet a magasépítéseknél használt betonpumpákkal a betöltendő üregbe kell juttatni olyan sebességgel, hogy az emelkedő agyagszint nyomása azt az üreg aljának minden résébe be tudja juttatni, mielőtt a hőtől az agyag száradása megkezdődhetne. (Amennyiben az agyagpép csak a szükséges vízmennyiséget tartalmazza, nagy mennyiségű gőz keletkezésétől, vagy gőzrobbanástól nem kell tartani.)

6) Az agyag bepumpálását mindaddig folytatni kell, amíg a szint nem állandósul, és a szükséges magasságot (vastagságot) el nem érte. Annak érdekében, hogy a híg anyag lehetőleg először a legmélyebben levő, a radioaktív anyagokhoz legközelebb levő helyeket töltse fel, a töltőcső irányításához a csőre érdemes távirányítású kamerát szerelni.

Figyelmeztetés: Az agyaghoz semmilyen szokásos soványító, vagy sugárvédelmet növelőnek gondolt anyagot nem szabad keverni! Azok mind csak a hatásfokát rontják, vagy teljesen hatástalanná teszik!

Milyen hatása van az agyaggal való feltöltésnek?

Már a feltöltés közben a reaktorból eredő sugárzás mértékének – minden sugárzási tartományban, ideértve a neutronsugárzást is – rohamosan csökkennie kell. A megfelelő agyagpép vastagság elérését követően a sugárzás szintje azonnal visszaesik az egészségre káros mérték szintje alá. Ettől kezdve a helyszín megközelíthető, amennyiben a másodlagosan sugárzóvá vált, és agyaggal nem fedett anyagok (betonfalak) sugárzása ezt lehetővé teszi.

Miért jobb az agyag bármilyen más anyagnál?

A radioaktív sugárzások árnyékolására szokásosan alkalmazott anyagokkal szemben az agyag nem pusztán statikus árnyékoló anyag. Az agyag az emelkedő hőmérséklet hatására folyamatosan dolgozik. Kiég és újraolvad mindaddig, amíg a hőmérséklet és a sugárzás forrását teljesen magába nem olvasztja, és ezzel teljesen meg nem akadályozza annak további hőtermelését és sugárzását.

Mi történik az agyag és a hőtermelő radioaktív anyagok kölcsönhatása során?

–        Az agyagpép, mint folyadék – gravitációs úton befolyva minden résbe – körülzárja és magába olvasztja a helyszínen található összes radioaktív anyagot és törmeléket, elzárva azt a környezettől és a levegőtől.

–        Az emelkedő hőmérséklet hatására a sugárzó anyaggal közvetlenül érintkező agyag először száradni kezd, azaz vizet veszít, amely azonban a felette levő agyagréteg nyomása miatt nem tud gázként (gőz) a masszából teljes egészében kiszabadulni, hanem buborékokként benne marad a sűrűsödő, száradó agyagmasszában.

–        A tovább növekvő hőmérséklet hatására az agyag belseje a szokásos (oxigénhiányos) módon elkezd kiégni, azaz megszilárdul, és hőálló tégla-szerű állapotba kerül. A hővezetés következtében a felette levő, a hőforrással közvetlenül nem érintkező agyag rétegei is száradni, sűrűsödni kezdenek.

–        Amennyiben a hőmérséklet tovább emelkedik, és meghaladja azt a hőmérsékletet is, amelynél a kiégetett hőálló agyag is megolvad, az újraolvadó agyag ismételten, és most már véglegesen körülzárja, és magába olvasztja az összes radioaktív anyagot úgy, hogy annak a további hőtermelését is hatékonyan akadályozza. Az agyagból gyakorlatilag klinker lesz, amely mindenfajta fizikai és kémiai behatásnak igen ellenálló anyag.

–        Amennyiben az újraolvadt agyag, és a felette levő, még csak kiégett, vagy kiszáradt agyag között a térfogatcsökkenés miatt jelentős hézag keletkezik, az utólag, a kiégett agyagba fúr lyukakon keresztül agyagpéppel feltölthető.

–        Ezt követően az agyag egész mennyisége lassú kiszáradási folyamaton megy keresztül, amelynek során mély repedések nem keletkeznek benne, és kiégetett agyagszarkofággá válik, amely nem engedi át a radioaktív sugárzásokat, nem engedi a levegőbe kerülni, sem a talajba mosódni a radioaktív anyagokat.

II. Amennyiben a reaktorbaleset úgy következett be, hogy a reaktor nyomástartálya és az azt körülvevő konténment tartály nem robbant szét, csupán a hűtés be- és kivezető csövei környékén sérült meg, más agyagbetöltési eljárás alkalmazandó, amely lehetővé teszi a balesetet szenvedett reaktor további áramtermelésre való használatát, amely hosszú időre elegendő a reaktor körül szükségességé váló egyéb helyreállítási munkák elvégzéséhez. (Fukushima típusú reaktorbaleset)

Az eljárás a következő:

1) Az agyagpép előkészítési és betöltési technológiája azonos a Csernobil típusú erőműbaleset agyag-előkészítési, szállítási és betöltési eljárásával.

2) Az agyagpéppel először a reaktortartályt körülvevő fém konténment tartályt, és az alatta levő szuppresszor gyűrűt kell színültig (de legalább a fűtőelemek magasságáig) feltölteni. A feltöltés már önmagában elegendő ahhoz, hogy a sugárzás szintje az egészségügyi határérték alá csökkenjen a reaktor közvetlen környezetében. Ezzel nyílik meg a lehetőség a további lépések végrehajtására.

3) A betöltött agyagpép megszilárdulását meg kell várni, majd az agyag zsugorodásából eredő térfogatcsökkenést utána kell pótolni. Ez alatt az idő alatt a reaktor nyomástartályának hűtését fenn kell/lehet tartani, amennyiben erre lehetőség van.

4) A második lépésben a reaktor nyomástartályát kell víz helyett agyagpéppel feltölteni, a zsugorodási veszteséget pótolni, és az agyag kiégését, majd újraolvadását és klinkerré alakulását megvárni. Ezzel egy agyagba beleégett radioaktív összlet keletkezik, amelynek belsejében két, fémből készült, kiégett agyaggal elválasztott héjfelület van. A reaktor környékén a sugárzás ekkorra nem haladja meg a normál háttérsugárzás értékét, tehát a reaktor körüli helyreállítási munkák elvégezhetők.

5) A kiégett fűtőelemek reaktorépületben található pihentető medencéivel is a reaktorhoz hasonló módon kell eljárni. Az agyagpéppel való feltöltésig a hűtés folytatható. A feltöltésnél gondoskodni kell arról, hogy a fűtőelemek közötti minden hézagot agyag töltsön ki, és a zsugorodási hézagok utólag fel legyenek töltve. Csak ezt követően lehet a medencéket felülről lezáró agyagréteget rátölteni. Amennyiben ennek vastagsága nem megfelelő, a medencék peremét a szükséges mértékig meg kell magasítani.

6) Amennyiben a fűtőelemek kisebb tárolási egységekben való elszállítására születik döntés, akkor a II. pontban a kiégett fűtőelemekre vonatkozóan írt eljárást kell alkalmazni.

Figyelmeztetés: Az agyaggal feltöltött reaktortartály és a körülötte található szintén agyaggal feltöltött konténment tartály két kondenzátor fegyverzetnek felel meg, amelyek kiégett, száraz agyaggal, azaz elektromos szigetelővel vannak elválasztva egymástól. A reaktortartály belsejében pedig erős bétasugárzó rádióaktív anyag található. Ez az elrendezés a direkt áramtermelő nukleáris elemek felépítéséhez nagyon hasonló. Nem lehetetlen, hogy a fémtartályok felszínén rendszeresen nagy elektromos feszültség (töltés) gyűlik fel, amelynek elvezetéséről gondoskodni kell. Amennyiben ez a helyzet előáll, a reaktor esetlegesen direkt áramtermelő egységként (elem) vehető használatba a szükséges technológia kidolgozását és felszerelését követően.

Az agyag felhasználása a radioaktív sugárzásnak kitett emberek egészségének megőrzésére és helyreállítására.

Az agyag – valójában bármilyen agyag – nem csak külsőleg használható fel a radioaktív sugárzások elszigetelésére, hanem belsőleg is. Az ember által elfogyasztva csökkenti az emberi szervezetbe került sugárzó anyagok, és a szervezetet ért sugárzás káros hatásait.

          Az agyag méregtelenítő hatása ősidők óta ismert. Minden ország gyógyszerkönyve ismeri az agyagot „Bolus Alba” néven, amelyet méregtelenítésre használnak. A gyomorba, a szervezetbe bevitt agyag a felületén megköti a mérgeket, a nehézfémeket, és a tapasztalatok szerint a radioaktív anyagokat is. Ezek az agyaggal együtt távoznak a szervezetből, ezért nem szívódnak fel, és nem jutnak el vérkeringésbe, és azzal a sejtekig, ahol a káros hatásukat kifejtenék.

Ezen túlmenően vannak olyan hatásai is, amelyek nem ennyire közismertek. Az állatok (elefánt, tapír, ara papagáj, egyes majmok), és a természeti népek rendszeresen esznek agyagot az ásványi anyagok pótlására. Egyes törzsek minden terhes nőnek előírják a fogyasztását a terhesség és a szoptatás egész ideje alatt. Ezért nem romlik a foguk és nem lesz törékeny a csontjuk. Más törzsek minden esetben agyagot esznek, amikor húst fogyasztanak, hogy elkerüljenek minden fertőzést. Egyes törzsek pedig éhínség idején agyaggal együtt eszik meg az egyébként a mérgező hatása miatt fogyaszthatatlan növényeket. Egyes kelet-európai népek is ismerik az agyagnak az egészségre gyakorolt pozitív hatását.

          Az agyagnak tehát az egyik legfontosabb felhasználása az atomerőmű baleseteknél az emberélet megmentése. A felhasználás módja egyszerű, az agyag fogyasztásának semmilyen káros mellékhatása nem ismert.

          Az agyagról mindenekelőtt tudni kell, hogy eredeti száraz formájában eléggé kemény kőzetként bányászható. Egyes agyagok más-más elemmel (vas) „szennyezettek”, ezért a színük is eltérő lehet, de ez a hatást nem befolyásolja. Mindenképpen ügyelni kell azonban arra, hogy csakis mélyművelésből származó, szárazon bányászott, a felszíni szennyeződésektől mentes agyag az, amely kockázatmentesen fogyasztható. Éppen ezért az ilyen agyag fogyasztásának módját ismertetjük.

          Semmiképpen nem ajánlott olyan agyag fogyasztása, amelynek penészes, vagy ahhoz hasonló szaga van. Az agyagnak eredetileg semmilyen szaga nincs, de rálehelve egyes agyagok földszagot árasztanak, amely a bennük található, és a kilélegzett levegő nedvességével érintkező földpátok normális szaga. Ugyanennek megfelelő ízérzet alakulhat ki a lenyeléskor is.

          A felhasználás módja:

–        A száraz agyagdarabok felületét szárazon (kefével) meg kell tisztítani, és a laza részeket el kell távolítani.

–        A fogyasztásra szánt agyagdarabokat letakarva, a levegőtől elzárva, száraz, hűvös helyen kell tartani.

–        Az agyagból közvetlenül a fogyasztás előtt kell egy adagnyi mennyiséget kés, vagy más éles eszköz fokával, óvatosan, enyhe mozdulatokkal lekaparni, hogy a lehető legfinomabb port kapjuk.

–        A lekapart port egy félig töltött pohár víz, tea, vagy más folyadék felszínére kell szórni.

–        Meg kell várni, amíg az agyagpor (amely a víz felszínén lebeg még akkor is, ha egyszerre dobjuk a vízbe az egészet) magától lassan leszáll a pohár aljára.

–        Ekkor a pohár tartalmát többször felkavarjuk, hogy egyenletes eloszlást érjünk el, majd az egészet megisszuk. A pohár aljára kiülepedett nagyobb szemcséket nem kell meginni.

–        Normális adagja naponta egy-három alkalommal egy-egy teáskanálnyi mennyiség, az étkezési szokásoktól függően.

–        Rádióaktív kiszóródásból származó por lenyelésének, szervezetbe kerülésének gyanúja esetén a mennyiséget növelni lehet, de minden étkezéshez célszerű egy adagot hozzárendelni.

–        Radioaktív sugárzás gyanúja esetén a napi adagot szintén célszerű növelni. (Halálos adagú sugárzás esetén az agyag szedésének megkezdése elkésett.)

–        Megelőzésre naponta egy teáskanálnyi mennyiség is elegendő.

–        Az atomerőművekben dolgozók, és a környékükön élők számára megelőzés céljából mindenképpen ajánlott a rendszeres szedése.

Amint említettük, az agyagnak semmilyen káros mellékhatása nincs. Ezt több mint hat éves saját tapasztalat is igazolja. Mindemellett, egyes embereknél előfordulhat székrekedés a hosszabb idejű szedés alatt.

          Az agyag nem csodaszer. Nem mulaszt el semmilyen betegséget egy csapásra. A hiánybetegségek hosszú idő alatt alakulnak ki, és válnak súlyossá. Hosszú ideig rongáljuk a szervezetünket, tehát nem várhatunk azonnali hatást sem. A tapasztalatok azt mutatják, hogy az agyag a méregtelenítés mellett, hosszú ideig tartó fogyasztása esetén minden kötőszövetet megerősít, minden azokkal kapcsolatos betegséget enyhít. Visszaállítja az erek rugalmasságát, és a szervezetet ásványi anyagokkal feltöltve, sokkal ellenállóbbá teszi minden külső káros hatással szemben. Gyorsítja a sebek heg nélküli gyógyulását. A legfontosabb hatása azonban az egészségtelen étrend és életmód okozta káros hatások csökkentése, a szervezet napi méregtelenítése.

Az agyagot tehát úgy tekinthetjük a katasztrófavédelemben, mint a tűzoltóknál a vizet. Eleve ott kell lennie minden olyan helyen, ahol sugárzással járó esemény következhet be. Képzeljük el, hogy a tűzoltóság büszkén jelentené be, hogy a világ legjobb, leggyorsabb, legnagyobb hatékonyságú tűzoltóautóit szerezték be, most már senkinek sem kell félnie, hogy leég a háza. Mindenre tökéletesen fel vannak készülve. Csak épp amikor kivonulna a helyszínre, akkor derül ki, hogy vízníerő hely nincs a közelben, és azt nem is hoztak. Hát ilyen az agyag is. Ha kéznél van, akkor minden menthető. De ha csak az esemény után kezdjük el bányászni, az már késő. Ideje időben beszerezni és az erőműveknél készenlétben tartani.