Kerncentrale Zaporizja

De kerncentrale Zaporizja ligt bij de stad Enerhodar op ongeveer vijftig kilometer van Zaporizja direct aan de rivier de Dnjepr en is Europa's grootste kerncentrale. Vanwege de Russische invasie van Oekraïne sinds 2022 is de kerncentrale in 2023 om veiligheidsredenen stilgelegd.

Beschrijving

De centrale heeft zes actieve drukwaterreactoren (PWR) van het type VVRT-1000 V320, elk met een capaciteit van 950 megawatt (MW).

Zaporizja is een van de vier kerncentrales in het land. De jaarproductie lag op zo'n 42 miljard kilowattuur, hetgeen gelijk is aan 40% van de totale productie van alle Oekraïense kerncentrales en 20% van de nationale elektriciteitsproductie. Sinds de start in 1984 heeft de centrale tot en met december 2021 meer dan 1230 miljard kilowattuur aan elektriciteit opgewekt. In 2021 kwam nog een vierde hoogspanningskabel van 750 kilovolt gereed waarmee het gebrek aan afvoercapaciteit ten einde kwam en de centrale nog meer stroom kon leveren.

Geschiedenis

Het besluit om hier een kerncentrale te bouwen viel in 1977. In 1979 begonnen de werkzaamheden aan de oever van de Dnjepr. Tussen 1984-1987 werden de eerste vier reactoren in gebruik genomen en in augustus 1989 werd reactor nummer vijf aangesloten op het net. De opstart van de zesde reactor was gepland in 1990. Het was bijna gereed toen een moratorium op de bouw en inbedrijfstelling van nieuwe reactoren in Oekraïne werd ingesteld. Pas in 1993 werd de bouw herstart en in 1996 kwam de zesde eenheid in gebruik. De kerncentrale van Zaporizja werd hiermee de grootste kerncentrale van Europa en de derde ter wereld.

Inname kerncentrale door Rusland (2022)

In de nacht van 3 op 4 maart 2022 werd de kerncentrale aangevallen door het Russische leger bij de Russische invasie van Oekraïne, waarna het complex in de loop van 4 maart door Rusland werd veroverd. Dit was de eerste aanval door een leger op een kerncentrale ooit. De opmars van de Russische troepen werd nog gehinderd door duizenden inwoners van Enerhodar, die naar een controlepost bij de stad waren gekomen om Russische voertuigen die richting de kerncentrale reden tegen te houden.

Op 25 augustus 2022 werden twee van de zes reactoren een paar uur lang van het elektriciteitsnet afgekoppeld. Volgens het Oekraïense staatsbedrijf Energoatom was een brand in een nabijgelegen kolencentrale de reden. Het Internationaal Atoomenergieagentschap meldde dat de stroomvoorziening vanuit de centrale die dag zeker twee keer was uitgevallen. Inmiddels vonden er opnieuw geregeld beschietingen bij de kerncentrale plaats. Op 27 augustus berichtte Energoatom dat de kerncentrale schade had opgelopen. Ook de dagen erna gingen de beschietingen bij de kerncentrale door. Rusland en Oekraïne gaven elkaar de schuld.

Op 1 september 2022 meldde Energoatom dat een team van IAEA dat die ochtend vanuit de stad Zaporizja was vertrokken, enkele tientallen kilometers bij de kerncentrale verderop was aangekomen. In het gebied vonden op dat moment beschietingen plaats, Twee dagen later meldden de IAEA-medewerkers dat alle hoofdaansluitingen van de de kerncentrale van het landelijke elektriciteitsnetwerk waren afgesloten en dat de kerncentrale nu via een noodkabel stroom leverde. Russische autoriteiten hadden het over technische problemen.

Op 11 september 2022 werd de kerncentrale vanwege veiligheidsredenen volledig stilgelegd. De Oekraïense netbeheerder zei dat ook de zesde en laatste reactor was stilgelegd en dat de centrale was losgekoppeld van het elektriciteitsnet. Op 9 maart 2023 meldde de netbeheerder van Oekraïne dat de centrale weer was aangesloten op het elektriciteitsnet.

Op 28 maart 2023 waarschuwde Rafael Grossi, de Argentijnse directeur van het IAEA, opnieuw voor een aanstaande nucleaire ramp. Dit zei hij in een ontmoeting met president Zelensky nabij de kerncentrale en de frontlijn. Op 15 juni 2023 bezocht Grossi het opnieuw het complex om zelf te zien hoe de kerncentrale omging met de gevolgen van de vernietiging van de Kachovkadam op 6 juni 2023. De centrale haalde tot dan toe koelwater uit het stuwmeer achter die dam, maar is sindsdien aangewezen op een noodreservoir omdat het stuwmeer volledig is leeggelopen. Met het water dat in het reservoir aanwezig was zou volgens Grossi de centrale enige tijd veilig kunnen opereren.

Op 30 augustus stelde de NEA dat de centrale gebruik ging maken van grondwater om de centrale te voorzien van de nodige koelwatercapaciteit. Hiervoor werden grondwaterputten geslagen rondom de centrale. Op 13 augustus 2023 werd een volledige stillegging van de centrale gerealiseerd. Unit 6 werd in een hot shutdown gebracht om stoom te kunnen blijven genereren vanwege veiligheidsdoeleinden voor de gehele centrale. Unit 6 verving hiermee de hot shutdown van unit 4, die ook in een cold shutdown is gebracht.

De overige units waren al eerder in 2023 stilgelegd. Op 6 september 2023 vroeg de IAEA nogmaals om een veiligheidszone in te richten om een kernramp te voorkomen. De IAEA stelde dat de situatie rond de kerncentrale onhoudbaar was geworden en dat er dringend maatregelen genomen moesten worden om beschietingen bij de kerncentrale te stoppen.

Op 11 augustus 2024 rapporteerde het IAEA-team dat er een explosie had plaatsgevonden in de centrale en dat een drone een van de koeltorens zou hebben geraakt.

Stralingsziekte

De stralingsziekte is een ziekte die optreedt bij ioniserende straling, meer bepaald wanneer het slachtoffer in korte tijd een dosis van meer dan 0,7 gray (Gy) ontvangt. De gray is de eenheid van de geabsorbeerde ioniserende straling in een bepaalde massa. De symptomen van stralingsziekte zijn vermoeidheid, misselijkheid, braken en diarree. Omdat deze symptomen ook optreden bij griep wordt een diagnose vaak laat gesteld. Wanneer de dosis die van 8 Gy overschrijdt, heeft dit de dood tot gevolg. Volgens onderzoek overlijdt 99% van de mensen die 8 Gy in het beenmerg te verduren kregen aan de stralingsziekte.

Voorwaarden

Als aan de volgende voorwaarden voldaan wordt, ontwikkelt zich vaak stralingsziekte:

De dosis geabsorbeerde straling moet hoog genoeg zijn. Meestal ontwikkelt men vanaf 0,7 gray symptomen, hoewel dit per persoon verschilt.

De bron moet extern zijn. Inslikken van radioactieve materialen geldt eveneens als extern. Reeds in het lichaam voorkomende radioactieve stoffen veroorzaken niet snel (meer) stralingsziekte.

De straling moet penetrerend zijn. Alfastraling wordt vrij makkelijk tegengehouden, maar neutronen- en gammastraling hebben een hoog doordringend vermogen.

Het hele lichaam of een groot gedeelte moet bestraald zijn. Lokale bestraling leidt meestal slechts tot lokale symptomen maar niet tot stralingsziekte.

De dosis moet binnen korte tijd ontvangen zijn. Hoewel kankerpatiënten ook hoge doses straling ontvangen door radiotherapie, geschiedt dit over een langere periode en ontwikkelen zij dus geen stralingsziekte.

Stadia

De stralingsziekte verloopt meestal in stadia. Deze stadia zijn te onderscheiden maar het tijdstip, de duur en de ernst van de symptomen zijn afhankelijk van de dosis.

De acute fase: De patiënt ontwikkelt misselijkheid, braken, diarree en verliest alle eetlust. Dit begint enkele minuten tot enkele uren na de bestraling en houdt enkele minuten tot dagen aan.

De latente fase: De patiënt voelt zich beter, en zal wellicht zelfs weer zijn dagelijkse bezigheden hervatten. Deze fase duurt meestal 3 tot 14 dagen.

Manifestatiefase: De patiënt krijgt opnieuw symptomen. De aard en ernst van deze symptomen hangen van de ontvangen dosis af.

Herstel of de dood, afhankelijk van de dosis. Dit kan enkele weken tot 2 jaar duren.

Over het algemeen geldt dat, naarmate de dosis hoger wordt, de acute symptomen sneller optreden en langer aanhouden, de latente fase korter en de herstelperiode langer duurt, en de kans op overleven kleiner wordt. De LD50 voor radioactieve bestraling ligt op 3,5 Gy bij goede conditie en goede medische verzorging, en op 2,5 Gy bij slechte conditie zonder medische verzorging. Vanaf ongeveer 8 Gy wordt de kans op overleven zeer onwaarschijnlijk en kan eventuele behandeling slechts pijnbestrijdend zijn.

Effecten

Ioniserende straling beschadigt het DNA van cellen. In eerste instantie kan dit mutaties bij de celdeling veroorzaken en dus uiteindelijk kanker. Wanneer de dosis hoger wordt raken de DNA-strengen ook zwaarder beschadigd. De cel kan nu de celdeling niet meer voltooien en geen eiwitten meer produceren, en sterft af. Het spreekt voor zich dat hierdoor de sneldelende cellen als zwaarst zullen zijn beschadigd. Hierop is radiotherapie gebaseerd, daar tumoren snel delen en dus gevoeliger voor straling zijn dan normale cellen. Hogere doses straling kan de structuur van de cellen zodanig vernietigen dat onder de microscoop slechts een waterige of vettige gelei te zien is.

Hierdoor zal een hoge stralingsdosis het lichaam op de volgende manieren beschadigen.

* Vernietiging van de haarwortelcellen, waardoor het haar uitvalt.

* Beschadiging en vernietiging van de huidcellen, leidend tot roodheid en blaarvorming.

* Longbeschadiging, leidend tot longoedeem en ademproblemen.

* Oedeem in verschillende organen waaronder ledematen, longen, hersenen, testes.

* Vernietiging van het beenmerg (vanaf 0,7 Gy). Hierdoor kan het lichaam geen witte bloedcellen meer produceren en krijgt het slachtoffer infecties en interne bloedingen. Wanneer de dosis niet al te hoog is kan het beenmerg zich herstellen.

* Vernietiging van de cellen van het gastro-intestinale stelsel (vanaf ca. 10 Gy). Hierdoor kan het lichaam geen voedsel meer opnemen en sterft het slachtoffer aan ondervoeding.

* Cardiovasculaire effecten en beschadiging van het centraal zenuwstelsel (vanaf 20-50 Gy).

Behandeling

In principe bestaat er geen behandeling tegen de directe effecten van ioniserende straling. Slechts de secundaire effecten kunnen eventueel bestreden of beperkt worden.

Het maakt overigens verschil of de bestraling lokaal of over het gehele lichaam plaatsvond. Iemand kan bijvoorbeeld 100 Gy op zijn handen ontvangen, maar dit betekent dat het lichaam in zijn geheel slechts 5 Gy ontvangt. Het is mogelijk dat de handen geamputeerd moeten worden, maar in dit geval zal de patiënt zelf verder geen stralingsziekte ontwikkelen.

Wanneer het hele lichaam bestraald is, zal in eerste instantie het gevaar van infecties moeten worden bestreden. Dit doet men door een steriele omgeving, het toedienen van antibiotica en bloed, en eventueel een beenmergtransplantatie om te zorgen dat het lichaam zelf weer witte bloedcellen kan produceren. Verder richt de behandeling zich op het bestrijden van pijn.

Chelatietherapie zou eventueel ook kunnen helpen, wanneer de stralingsbron bestaat uit zware radioactieve metalen in het bloed, zoals plutonium. De metaaldeeltjes worden ingekapseld en uitgescheiden zodat ze geen kwaad meer kunnen.

Symptomen bij opklimmende doses

Afhankelijk van de dosis is het waarschijnlijk dat de volgende symptomen optreden:

* minder dan 0,5 Gy: Geen externe symptomen. Het risico op kanker kan toenemen en er kan een tijdelijke verlaging van het aantal witte bloedcellen optreden.

* 0,5-1 Gy: Hoofdpijn en wellicht tijdelijke steriliteit bij mannen. Verhoogde kans op infecties.

* 1-2 Gy: Milde stralingsziekte. Hoofdpijn, misselijkheid en braken treden na enkele uren op en houden enkele uren tot een dag aan. Na een latente fase van rond de 2 weken vermoeidheid en algeheel gevoel van malaise. Infecties kunnen optreden. Mannen worden meestal tijdelijk steriel, en bij zwangere vrouwen kan een miskraam optreden. Na 30 dagen is 10% van de slachtoffers overleden.

* 2-3 Gy: Matige stralingsziekte. Hoofdpijn, misselijkheid en braken treden op na ongeveer 1 tot 6 uur, en houden 1 tot 2 dagen aan. Na een latente fase van 7-14 dagen ontstaan vermoeidheid, malaise en er is een grote kans op haaruitval. Het aantal witte bloedcellen neemt zeer sterk af waardoor het risico op infectie zeer groot wordt. Permanente vrouwelijke steriliteit is mogelijk. Herstel kan enkele maanden duren. Na 30 dagen is gemiddeld 35% van de slachtoffers overleden.

* 3-4 Gy: Ernstige stralingsziekte. Het ziekteverloop is gelijk aan matige stralingsziekte, maar na de latente fase treden eveneens mond-, huid- en nierbloedingen op. Na 30 dagen is 50% van de slachtoffers overleden.

* 4-6 Gy: Acute stralingsziekte. Symptomen beginnen na 30 minuten tot 2 uur en houden rond de 2 dagen aan. Na de latente fase van 7-14 dagen ontstaan dezelfde symptomen als bij ernstige stralingsziekte, maar in ernstiger mate. Permanente vrouwelijke steriliteit is waarschijnlijk. Herstel duurt enkele maanden tot een jaar. Na 30 dagen overlijdt 60% van de gevallen. De mortaliteit neemt bij toenemende dosis toe tot 90% bij 6 Gy.

* 6-10 Gy: Acute stralingsziekte. Symptomen beginnen na 30 minuten tot 2 uur en houden rond de 2 dagen aan. Het beenmerg wordt volledig vernietigd. Na de latente fase sterft het slachtoffer aan interne bloedingen of infecties. De mortaliteit na 14 dagen bedraagt bijna 100%. Slechts een beenmergtransplantatie kan het slachtoffer redden.

* 10-50 Gy: Acute stralingsziekte. Na 5 tot 30 minuten treden moeheid en misselijkheid op, veroorzaakt door directe activatie van chemische receptoren. Hierna treedt een latente fase van enkele dagen op waarin de patiënt zich beter voelt maar ten dode is opgeschreven. In het Engels spreekt men van een 'walking ghost' (lopende geest). Daarna krijgt het slachtoffer waterig diarree en interne bloedingen door het afsterven van de cellen in het spijsverteringsstelsel. Dit leidt tot een verstoring van de elektrolytenbalans, wat leidt tot deliria, coma en de dood. De dood is onvermijdelijk: na 7 dagen bedraagt het sterftecijfer 100%. De enige behandeling die gegeven kan worden is palliatieve zorg.

* meer dan 50 Gy: Hogere stralingsdoses zijn in staat iemand (bijna) onmiddellijk te doden. Neutronenbommen zijn ontworpen om een tankbemanning vanaf 690 meter een dosis van 80 Gy toe te dienen en hen hiermee direct buiten gevecht te stellen. 

Tsjernobyl

Tsjernobyl ligt in Oekraïne (Oost-Europa). Het is bekend vanwege de Kerncentrale Tsjernobyl. Het bestond uit vier kernreactoren. In 1970 werd de kerncentrale gebouwd. In 1982 vond er een ongeluk in reactor nummer 1 plaats, dat jarenlang geheim werd gehouden. Op 26 april 1986 gebeurde hetzelfde ongeluk in reactor nummer 4. De reactor raakte volledig verwoest als gevolg van een kernsmelting. Het gebied eromheen raakte radioactief besmet.

Een dag later begon men pas met de evacuatie van mensen. Sinds 2012 is de 30-kilometerzone rondom de kerncentrale weer bewoonbaar verklaard. Alles binnen een straal van 30 kilometer rondom de kerncentrale is nog steeds niet bewoonbaar. 600.000 mensen liepen een hoge stralingsdosis op.

Tussen de 1 en 4 procent zal hieraan sterven. In 2014 ziet Tsjernobyl eruit als een spookstad: verlaten, verwaarloosd en vervallen. Het stralingsniveau is er zo ver gedaald dat ook deze stad weer bewoonbaar zou moeten zijn. Groenten en fruit kunnen er echter nog niet geteeld worden.

Fukushima

Op 11 maart 2011 vond er een kernramp plaats in de kerncentrale Fukushima. Fukushima ligt in Japan. De oorzaak was een zeebeving met als gevolg een tsunami. Doordat de stroom uitviel en ook de noodvoorziening niet toereikend was, vond er een kernsmelting plaats. Uit één reactor liep gedurende 40 uren ruim 250 m³ radioactief verontreinigd water weg, de zee in.

In een straal van 45 kilometer rondom de kerncentrale was de radioactiviteit gemeten. In sommige gebieden liepen mensen in 8 uur tijd net zoveel straling op als normaal in één jaar tijd de maximale belasting is. De totale vrijgekomen radioactieve straling bedroeg ongeveer 20 procent van die van de kernramp in Tsjernobyl.