Waarom de kernreactor van Tsjernobyl nou echt explodeerde

De grote les van de HBO-serie Chernobyl is niet zozeer dat kernenergie levensgevaarlijk is, tweette producent en schrijver Craig Mazin een tijdje terug. “De les is dat liegen, arrogantie en het onderdrukken van kritiek gevaarlijk is.”

Hoewel er zeker risico’s kleven aan kernenergie, is het een van de veiligste, schoonste en betrouwbaarste vormen van energie. Het moet nauwkeurig gereguleerd en gecontroleerd worden, maar er komt een stuk minder CO2 bij vrij dan bij het verbranden van fossiele brandstoffen.

Daarom is het belangrijk om te weten wat er precies gebeurde in de nacht van 25 april 1986, toen reactor 4 van het complex na een veiligheidstest ontplofte. Door de ramp werd er radioactieve straling over Rusland en Europa verspreid en zijn er tienduizenden doden gevallen – hoeveel het er exact zijn weten we nog steeds niet.

Kerncentrales zijn in wezen een soort stoommachines. In een stoommachine verandert gekookt water in stoom, en die stoom zorgt ervoor dat er een turbine gaat draaien, waardoor energie wordt opgewekt. In een kernreactor wordt hitte veroorzaakt door uranium te splijten. Daardoor gaat er ook water koken, wat er eveneens voor zorgt dat de turbines gaan draaien en energie wordt opgewekt.

Kernsplijting bestaat uit het splitsen van atomen, zodat neutronen vrijkomen. De ene splijtingsreactie leidt tot de andere, en de explosieve energie die dat oplevert wordt toegepast bij atoombommen. Om de snelheid van de kernsplijting in een kerncentrale in bedwang te houden, worden er in een reactor regelstaven gebruikt. Die regelstaven zijn gemaakt van materiaal als zilver en iridium, die de vrijgekomen neutronen absorberen en zo het splijtingsproces vertragen.

De reactor die in Tsjernobyl ontplofte was een RBMK-reactor. Deze gebruiken zowel water om de kern te koelen als om stoom op te wekken. De meeste regelstaven van Tsjernobyl waren gemaakt van borium en grafiet, en werden tijdens de test in de reactor gedompeld. Het borium zorgde ervoor dat de reacties vertraagd werden, maar het grafiet verhoogde in eerste instantie juist de snelheid waarmee de splijting plaatsvond. Deze ontwerpfout bleek achteraf een van de belangrijkste oorzaken van de ontploffing.

Ironisch genoeg voerde het personeel van Tsjernobyl op de dag van de ramp juist een test uit om de centrale veiliger te maken.

Als er een stroomstoring zou zijn, zou de kernsplijting gewoon doorgaan, maar zou de reactor wel op een andere manier stroom moeten krijgen om de waterpompen te laten werken. De back-up-dieselgeneratoren die gebruikt werden hadden een volledige minuut nodig om aan te slaan. Wetenschappers vonden dit nogal gevaarlijk, en wilden weten of de turbine, die nog even door zou draaien, nog steeds genoeg vermogen zou geven om de koelinstallatie te laten werken, waardoor dat gat van een minuut overbrugd kon worden.

Tijdens de test schakelde het personeel het noodkoelsysteem, het lokale automatische controlesysteem en het noodstroomverminderingssysteem uit. Als er een kernsmelting zou plaatsvinden, zouden de computers van de centrale de 211 regelstaven in de reactor laten zinken, om de splijting volledig te stoppen. De werknemers van Tsjernobyl besloten echter om de staven handmatig te bedienen, en grotendeels uit de reactor te halen.

Volgens de veiligheidsvoorschriften uit die tijd moesten er altijd minstens 28 regelstaven in de kern blijven. Maar de werknemers lieten er slechts 18 over.

“Je kunt het vergelijken met piloten die tijdens een vlucht experimenteren met de motoren,” zei de Russische kernfysicus Valery Legasov in 1987.

Om 1.23 uur, veertig seconden nadat het experiment was begonnen, drukte iemand op de noodstopschakelaar. Tot op de dag van vandaag weet niemand zeker wie dat had gedaan en waarom. De noodstopschakelaar moest de regelstaven in de steeds heter wordende reactor laten vallen en alles laten afkoelen, maar het tegenovergestelde gebeurde.

Met die ene druk op de knop werden de staven met graniet aan het uiteinde in het koelwater gedropt. Het borium in de staven was bedoeld om de reactie te vertragen, maar het grafiet veroorzaakte kortstondig een versnelling van de splijting in de kern. De reactie was zo krachtig dat de regelstaven braken en op een derde bleven hangen, waardoor alleen de uiteinden van grafiet in het koelwater kwamen.

De reactor creëerde meer stoom dan er verwerkt kon worden, de kernsplijtingsreacties versnelden en door de druk van de stoom braken de brandstofleidingen en werd het dak van de reactor geblazen. Een seconde later spuwde een tweede explosie stukken grafiet de omgeving in en begon de straling zich te verspreiden.

En toen stond Tsjernobyl in brand.

Wat gebeurde er na de ramp?

In de nasleep van de ramp kwam er een rapport uit van het Internationaal Atoomenergieagentschap (IAEA), dat grotendeels was gebaseerd op Sovjetbronnen. In dat rapport werden de werknemers van het complex ervan beschuldigd dat ze regels hadden overtreden: ze zouden veiligheidsmaatregelen aan hun laars hebben gelapt om hun experiment te versnellen.

In 1992 kwam er nog een rapport uit, waarin de problemen uitgebreider werden besproken. Er was een totaal gebrek aan veiligheidsprotocollen, slechte communicatie tussen de mensen die de reactor ontworpen hadden en zij die er werkten, en er zaten gevaarlijke ontwerpfouten in de reactor zelf.

In de serie Chernobyl legt Legasov de gebreken van de reactor bloot tijdens het proces van de overlevende werknemers. Hij geeft de schuld aan hen, maar zegt ook dat ze in geen enkele andere reactor ter wereld zo'n gruwelijke ramp hadden kunnen veroorzaken.

Nadat een KGB-officier de straf uitspreekt, benadrukt Legasov dat ook andere gebrekkige RBMK-reactoren opgeknapt zouden moeten worden. “Waarom zou je je zorgen maken over iets wat toch niet gaat gebeuren?” antwoordt de KGB-officier.

Tsjernobyl was een ramp waarbij bureaucratische onkunde hand in hand ging met een vermijdbaar gebrek aan kennis. De ramp had voorkomen kunnen worden als de mensen die erbij betrokken waren – de ingenieurs, de politici en de medewerkers van die nacht – gewoon hadden opgelet en hun verstand hadden gebruikt.

Chernobyl vertelt niet simpelweg een verhaal over de gevaren van kernenergie, en juist daarom zal het ons nog lang bijblijven. Hopelijk ook langer dan de film China Syndrome uit 1979, die over een fictieve kernramp gaat, en volgens de Amerikaanse filmrecensent Roger Ebert “verontrustende vragen opwierp over hoe veilig kerncentrales daadwerkelijk zijn”. De titel verwijst naar een mogelijk gevolg van een nucleaire smelting: de kern zou door de aarde heen smelten tot het bij China uitkomt. In de film althans, want in het echt is dat niet ontzettend realistisch.

Twaalf dagen nadat de film uitkwam vond er ook een ongeluk plaats in de kerncentrale van Three Mile Island, in de Amerikaanse staat Pennsylvania. Het een-tweetje van de succesvolle film en de gedeeltelijke kernsmelting kwam de reputatie van kernenergie niet bepaald ten goede, en zette de Amerikaanse kernindustrie tientallen jaren terug in de tijd.

Zoals Mazin tweette, is de Tsjernobylramp vooral te wijten aan leugens en arrogantie. En dankzij series als Chernobyl zullen we het hopelijk ook voortaan op die manier in ons geheugen opslaan.