Rakasz Extra #1

Világító rénszarvasok

Sziasztok!

Mindenki őrizze meg a nyugalmát, ez egy különszám. Januárban indult el a Rakasz kistestvére, az olvasók támogatásának köszönhetően működő Rakasz Extra, ami minden hónapban egy összeszedettebb, magazinosabb anyaggal jelentkezik.

Nagyon sokan szálltatok be egy kézműves sör árával, hogy meglegyen a kézműves magazinom. Aki eddig beszállt a játékunkba, az vakon tette. Elhitte, hogy lehet havi egy érdekes cikket írni a mindennapi darálás mellett. Remélem nem csalódtatok. Viszont változtatok most egy kicsit a játékon.

Az első Extrát, a rádióizotópos termoelektromos generátorokról szólót kinyitom. A csernobili katasztrófa évfordulója és a Csernobil sorozat sikere miatt amúgy is van némi aktualitása atomenergiáról beszélni, még ha az RTG-k gyökeresen más technológiát képviselnek, mint a grafitmoderátoros RBMK-reaktorok.

Olvassátok el. Ha tetszett, iratkozzatok fel támogatónak, mert tényleg csak rosszabb módjait tudom havi ezer forint elköltésének. Igaz, elfogult vagyok. És persze küldjétek tovább az írást az ismerőseiteknek, akár ezzel a levéllel együtt. Holt az írás, amit nem olvasnak el.

Üdv,

Ádám

Világító rénszarvasok

A történet szerintem ott kezdődik, ahol minden jó sztori: az ókori görögöknél. Megmagyarázom. Lehetne az atomelméletekről vetíteni, de súlyos félreértés lenne. A történet kulcsa az ember és az ő viselkedése. Az Antigoné, amin minden elsős gimnazista átszenvedi magát, mert teljesen alkalmatlan korban találkozik vele, két fontos tanulságot biztosan hordoz magában. Az egyik, hogy attól, hogy igazad van, még súlyosan megszívhatod. (Ld. Antigoné sorsát.) A másik, az általánosabb, a korabelibb, hogy a gőgös embert mindenképpen sújtani fogja a sors. A hübrisz nagyon fontos fogalom volt akkor, és megkockáztatom az ma is. Ideig, óráig lehet az embernek mázlija, de egyszer csak rászakad a világ. Ez a rendbe vetett hit alaptétele, a köpök még a sírodra sokkal szebben mondva.

Ott és akkor jó ötletnek tűnt

Az RTG, azaz a rádióizotópos termoelektromos generátor bitang jó ötlet volt. Egyszerű mint a kő, működik, nem kell babusgatni, mint a többi nukleáris energiaforrást, az ember lerakja, aztán megy, mint a duracellnyuszi. Az eszköz a következőképpen néz ki: a belsejében egy nagy aktivitású radioizotóp pellet (az amerikai eszközöknél plutónium-238, az oroszok legelterjedtebb jószágában stroncium) bomlik, és közben hőt termel. A hőt a generátor elektromos árammá alakítja. Az RTG előnye, hogy jól tűri a hideg környezetet, a sugárzást, hosszú az élettartama, nincs mozgóalkatrésze, nem kell babusgatni és tutujgatni. Cserébe viszont drága, alacsony hatásfokú, és abszolút szabályozhatatlan, nem lehet ki-be kapcsolni.

Bizonyos feladatokra az RTG-k tökéletes megoldásnak számítanak. Például előszeretettel szerelték őket olyan űreszközökbe, amelyeknek a küldetéséhez a napelem nem lett volna elegendő. A Voyager-szondák például három termoelektromos generátorral a fedélzetükön -indultak el, amik a felbocsátáskor 470 wattot termeltek. Idén január elsején a felezés miatt az eredeti plutóniumkészlet 72,09 százaléka állt rendelkezésre. A számítások szerint 2025-ig elég energiát tudnak termelni a Voyager-1 generátorai a tudományos berendezések életben tartására. Az RTG-t remekül jellemzi, hogy egy-egy, a Voyageren használt generátor a megtermelt 157 watt áram mellett 2400 watt hőt is termelt. Ennyit a hatékonyságról. RTG van a Curiosity Mars-járón is, egy csomó űrszondán, és RTG-ket vittek fel az Apollo-küldetések során a Holdra, hogy legyen áram a tudományos kísérletekhez. 

Az űr persze - amellett, hogy a legvégső határ sattara sattara - kényelmes hely széthagyni ott némi hasadóanyagot. Aggasztóbb, hogy néhány generátort sikerült a Földön is elhagyni. Az Apollo-13 nem szállt le a Holdra, hazahozták a generátorukat, ami valahol a Tonga-árok alján pihen. Az első orosz Lunohod holdjáró RTG-je a légkörben esett szét a rakéta meghibásodása felett és egy jelentős területet szórt meg polónium-210-zel. A Kozmosz-954 orosz műhold Kanada északi részén szórt szét 200 kilogramm urán-235-öt, ami miatt 124 ezer négyzetkilométert kellett sugármentesíteni. Sztorik akadnak még bőven, de legyen ennyi elég az űrből. 

Ha nem elég az északi fény

Nyilván senki nem akarja, hogy eltévedjen a Lenin jégtörő és leússzon a térképről. A szovjet megoldás erre az volt, hogy telepakolták az Északi-sarki-óceán partvidékét világítótornyokkal, meteorológiai állomásokkal és navigációs állomásokkal. Ezeket a többnyire csak helikopterrel megközelíthető, kezelőszemélyzet nélküli állomásokat RTG-k látták el energiával. A döntés logikus volt, az északi partvidék és az űr ugyanúgy barátságtalan hely, ahová nem nagyon lehet szerelőt küldeni. (És mindkét helyen beszélnek oroszul. Véletlen? Aligha!) 

A kilencvenes évek helyzete a Nemzetközi Atomenergia Ügynökség térképén (Fotó: IAEA)

Parádés megoldásból akkor váltak problémává ezek az állomások, amikor a Szovjetunió felbomlása után teljesen megszűnt a karbantartás, az RTK-k nyilvántartása a kívánatosnál szellősebbé vált, a kórházakban pedig feltűntek az első sugárbetegségben szenvedő helyiek. A Bellona cikke szerint arra is volt példa, hogy vasgyűjtők az RTG-ről csak a hűtést lopták le, a stroncium-90-et otthagyták ebek harmincadjára. Mindenki habitusának megfelelően kezdett el vészforgatókönyvet gyártani. A terrorizmustól félők piszkos bomba alapanyagot láttak a több mint ezer szétszórt RTG-ben, a környezetvédők "csak" szennyezési forrást. Abban viszont megegyezés volt, hogy nagyon gyorsan össze kellene talicskázni a generátorokat egy helyre.

Komámaszony, hol a stronci - szétkapott RTG a Kola-öbölben (Fotó: IEAE)

Az áldatlan állapotok felszámolásához nemzetközi összefogásra volt szükség. A kifejezésnek abban az értelmében, hogy minden ország a hozzá kényelmetlenül közel eső RTG-ket segített felszámolni az oroszoknak kezdetben. Norvégia a Barents-, a Fehér- és a Kara-tenger környékén segített 180 egységet lecserélni napelemes megoldásokra. Kalinyingrád környékéről a finnek takarítottak el 55 RTG-t. Aztán beszállt Kanada, az Egyesült Államok, Franciaország és több EU-s ország is. A generátorok megkeresése, leszerelése és az új energiaforrások telepítése mellett szükség volt ideiglenes tárolókra is - ezt az USA Lawrence Livermore Nemzeti Laboratóriuma segített kiépíteni - ahová el lehet rekkenteni a sugárzó anyagot. Az USA amúgy is nagy feladatot vállalt, 486 RTG-t szedtek össze az északi partvidékről, négyet pedig az Antarktiszról. (PDF)

Zárójel: Antarktisz. Ugye az a sztori megvan, hogy a világ tényleg legbarátságtalanabb helyén, a befagyott antarktiszi tóra épített Vosztok állomáson képesek voltak borsókonzervből alkoholt főzni? A blog ahol ezt megírta egy utazó sajnos már leesett a netről, de a magánarchívumomból elő tudtam ásni a lényeges mondatot:

All the alcohol was consumed in less than six months before the end of May. In the remainder of diluted alcohol service and with the permission of the station drove moonshine - the yeast and sugar with the addition of peas.

Az északi RTG-parát mára teljesen sikerült elhárítani. De nem azért, mert az oroszok a helyzet csúcsán lettek volna, bár a közreműködésük nélkül nem sikerült volna. Sokkal inkább a nemzetközi közösséget zavarták a széthagyott generátorok. És nem ez az egyetlen ilyen eset.

Rozsdásodó testek

Ha már fentebb emlegettem a Lenin jégtörőt, érdemes róla szólni pár szót. A három darab OK-150-es típusú nukleáris reaktorral meghajtott Lenin kettes reaktorával egyszer történt üzemi baleset. A száz naponként nagyjából 2,7 kiló urán-235-öt evő hajó kettes reaktorát éppen újratöltötték a derék elvtársak, csak a szekvencia nem volt a megfelelő. Először leeresztették a hűtőfolyadékot, aztán próbálták kicserpákolni a kimerült fűtőelemeket. A készlet hatvan százaléka, 124 fűtőelem azonban belekötött a reaktormagba - deformálódtak hűtés nélkül - úgyhogy az elvtársak a reaktor szétszerelésével, a moderátor rudak kiráncigálásával, és az egész speciális burkolatba ágyazásával oldották meg a problémát.

Orosz atommeghajtású jégtörők Murmanszkban (Fotó: Christopher Michel CC-BY)

Ma ez a kis csomag Novaja Zemjla mellett az Északi-Jeges-tenger fenekén pihen. A Lenin három reaktorával egyetemben amúgy, amiket tizenkét évvel később egy reaktorszivárgás és samukalapácsos hibakeresés után robbantottak ki a hajóból irányított töltetekkel. A Boney M Raszputyinról szóló számának utolsó sora - Oh, those Russians! - furán passzol ide. 

Még hidegrázósabb, hogy a szovjet vadász-tengeralattjárókba szánt - és ezek súlyosan gyönyörű vasak voltak - ólom-bizmut, azaz folyékony fém, hűtésű reaktor prototípusa, amit a K-27-be szereltek be, a próbák során okozott balesetet. Az egyik tesztút során a reaktor teljesítménye leesett, gamma sugárzással szórta tele a reaktorcsarnokot, plusz radioaktív gázok jelentek meg. Aztán a gázok tovább terjedtek a hajóban. A legénység kilenc tagja kapott halálos sugárdózist. Végül a K-27-et 30 méteres sekély vízben süllyesztették el. A nemzetközi megállapodások egy ilyen baleset után 3000 méteres mélységet írnak elő. Az oroszok 2017-ben megpendítették, hogy talán tényleg rendesen sugármentesíteni kellene a K-27-et. A kísérlet annyiból siker volt, hogy a tapasztalatokat felhasználva építették meg az Alfa-osztályú vadász-tengeralattjárókat, amiket aztán a kilencvenesekben vontak ki hadrendből és szereltek szét erőteljes francia segítséggel. 

Végül pedig azt kell még fejben tartani, hogy az orosz északi flotta őrületes mennyiségű nukleáris hajót üzemeltetett. Vadászokkal, rakétahordozó tengeralattjárókkal, jégtörőkkel, ezzel azzal összesen 486 reaktorral lehet számolni a Nukleáris Világszövetség (World Nuclear Association, WNA) becslése szerint. Pénz pedig nem nagyon volt ezeknek a megfelelő kezelésére. A WNA 2018-ban frissített jelentése szerint az északi flotta hajóit szétszedték, a csendes-óceáni flottából még voltak lábon rozsdálló példányok. Nehezítésként a Barents Observer még 2018-ban is írt arról, hogy Szeverodvinszk kikötőjéből, ahol a bontást végezték, olyan bárkát szállítottak tartós tárolásra a Szajda-öbölbe, ami önmagában, rakomány nélkül is sugárveszélyes. A Bellona szerint idén véget ér a munka, amihez durván negyed évszázad kellett. 

Most mi van északon?

A globális klímaváltozás egyik, viszonylag ritkábban emlegetett következménye, hogy az északi hajózási utak járhatóvá válnak. Ritkábban abban az értelemben, hogy a Wall Street-i horgászat, illetve Miami art deco épületeinek megtekintése snorkelezés közben csak médiaképesebb téma. De a NATO már tartott a közelmúltban sarkkör környéki hadgyakorlatot, a Trident Juncture nevűt, amit az oroszok vagy rendesen megtrollkodtak vagy spontán leromlott a GPS-rendszer pontossága. 

A Guardian összefoglaló cikke szerint 2035-re nyáron át lehet hajózni az északi sarkon, mert nem lesz befagyva az óceán. A Maersk pedig már tavaly átküldött egy konténerhajót az északi átjárón, hogy kipróbálja az új kereskedelmi útvonalat. Oroszország úgy érzi, hogy a hátsó kertjén járnak át - de hamarosan felolvadnak a még fagyott nemzetközi vizek is -, Kína már Északi Selyemútról beszél, mert nekik meg mindenről a Selyemút jut eszükbe mostanában. Norvégia ezerrel olajkitermelésre készül. Egy dolog állandó: a környezetvédők nem boldogok. 

Plutónium kerestetik

El nem tudjátok képzelni, lépett fel hiány, hogy a régi hidegháború véget ért. Akik a plutónium-238-ra tippeltek, nyertek egy sportszeletet vagy valami. Korábban volt dögivel, ez volt a mellékterméke a fegyvergyártáshoz használható plutónium-239 előállításának. A 238-asból pedig lehet például RTG-t csinálni, vagy legalább ennyire érdekes, hogy lehet radioizotópos fűtőelemet (RHU) csinálni, mert az űrben hideg van és más bolygókon sem túl jó az idő. A kétezres években meg kellett oldani a problémát, mert már csak egy-két mélyűri küldetésre maradt plutóniumja az USA-nak. 

Plutónium pellet, ilyen került a Cassini-szondába (Fotó: közkincs / US Department of Energy)

2012-ben kaptak rá pénzt, 2015-ben pedig már fel is tudtak mutatni az Oak Ridge Nemzeti Laboratóriumban 50 gramm plutónium-238-at. A cél évi másfél kiló, ezt azóta se érték el. Pedig ahhoz, hogy újabb aranyos távirányítós autókat küldjünk a Marsra, vagy megpróbáljuk kijuttatni a Naprendszerből a kedvenc zenéinket - vagy legalábbis az F-dúr Brandenburgi verseny Allegro tételét - ahhoz RTG-k kellenek.