Kärnkraftsolyckan i Tjernobyl fick fruktansvärda konsekvenser för många människor, inte minst invånarna i byn Pripyat som låg bredvid kärnkraftverket. Runt den nedbrunna reaktorn är strålningsnivåerna än idag höga och den inkapsling som gjordes kort efter olyckan har börjat vittra sönder. Därför byggdes en ny större sarkofag i rostfritt stål som kom på plats i början av 2016 och som är tänkt att hålla i minst hundra år.
Tjernobyl innesluts i rostfritt stål
Härdsmältan 1986 i Tjernobyls reaktor 4 kommer under lång tid bli ihågkommen som en av de största mänskligt orsakade olyckorna i historien. Den gav upphov till en oerhört allvarlig radioaktiv förorening som spred sig över stora delar av Europa. För att förhindra ytterligare spridning valde man därför direkt att innesluta hela reaktorn i en sarkofag, kallad ”Object Shelter” eller kort och gott OS.
Men efter årtionden av väderpåverkan och korrosion hade sarkofagens stål och betong sakta vittrat sönder och risken fanns att den till slut helt skulle kollapsa.
Därför bestämde man sig 2004 för att bygga en ny permanent och mycket säkrare inneslutning i rostfritt stål. Projektet finansierades av Chernobyl Shelter Fund (CSF) och European Bank for Reconstruction and Development som tillsammans fick ihop de 1,5 miljarder Euro från de drygt 40 länder och organisationer som bidrog till fonden. Efter en utdragen process tog bygget fart efter att kontraktet med ett franskt byggkonsortium signerades under 2007.
Måste tåla stora påfrestningar
Utmaningarna för detta högst ovanliga projekt var många. Sarkofagen skulle kapsla in det radioaktiva damm och de spillror som riskerade att spridas om den ursprungliga inneslutningen börjar läcka och den skulle eliminera behovet av mänskliga insatser när det gällde underhållet av strukturen på grund av den risk radioaktiviteten innebar. Dessutom var de tvungna att säkerställa att sarkofagen kunde stå emot temperaturer mellan -45 till +45, en klass 3 tornado och en jordbävning med en intensitet av max 6 på MSK64-skalan. Den nya inneslutningen behövde även göra det möjligt att montera ner instabila reaktordelar och ta bort radioaktivt avfall och corium (stelnad magma skapad av nedsmält bränsle och interna delar) från den slutna reaktorn. Vidare behövde den hålla i minst hundra år för att ge tid åt utveckling av ännu oprövade teknologier för att ta bort de radioaktiva spillrorna.
Lufttryck skydd mot läckage
Den nya inneslutningen påminner om en gigantisk hangar och väger 25 000 ton. Med en höjd på 108 meter, en längd på 162 meter och en bredd på 257 meter blir dess volym tre miljoner kubikmeter vilket motsvarar O2 Arena i London.
Den innovativa valvliknande konstruktionen består i grunden av en 12 meter tjock tredimensionell fackverksram gjord av rörformiga stålelement. Den rostfria stålbeklädnaden omsluter den välvda ytan både på insidan och utsidan av fackverkskonstruktionen. På så vis skapades ett 12 meter brett utrymme mellan den inre och yttre ytan. För att säkerställa att luften på insidan inte kommer att läcka ut i atmosfären upprätthålls ett lätt övertryck i mellanrummet, samtidigt som luften inne i valvet ges ett visst undertryck. På så sätt bildas ytterligare ett skydd som förhindrar läckage av radioaktivt damm.
Luften som pumpas in i utrymmet är avfuktad för att hålla luftfuktigheten under 40 procent. Kombinationen av kontrollerad ventilation och övertryck motverkar dessutom att det uppstår korrosion på fackverkskonstruktionen. Även de båda väggarna har samma kontrollerade atmosfär som det cirkulära utrymmet.
Rostfritt ett naturligt val
Själva ramverket är tillverkat av 400 rör i kol-manganstål i en kvalitet som används på oljeriggar. Rören är svetsade på knutplåtar som formar noder som i sin tur är kopplade med cirka 560 000 bultar. Komponenterna i ramverket har en rostfri ytbehandling och ett kompletterande lager av epoxy för att stärka det ytterligare.
Den anslående fackverkskonstruktionen lär dock inte att synas på minst hundra år eftersom den är klädd med rostfria stålplåtar på både in- och utsida. Rostfritt stål var ett naturligt val med tanke på kraven på hållbarhet, starkt korrosionsmotstånd och mekanisk styrka. På insidan är ramen klädd med rostfritt stål typ 304, ett ickemagnetiskt stål vars syfte är att minimera ansamlingen av radioaktivt damm. Att klä insidan krävde 80 000 kvadratmeter 0,5 mm tjock plåt i rostfritt stål. Tejpade skarvar och brand- och strålningssäkra silikonfogar ser till att innerväggarna är helt lufttäta.
Plåtarna tillverkades på plats
På utsidan är ramen klädd med 88 000 kvadratmeter plåt i typ 316L med 2 procent molybden för att uppnå den motståndskraft som krävs för att stå emot väder och vind under de hundra år som sarkofagen förväntas hålla. Det rostfria stålet härdades och betades för att skapa en jämn matt yta som minimerar reflektion som annars skulle störa flygplan som passerar förbi.
Stålplåtarna levererades till platsen i 1000 meter långa coils som sedan på plats formades till plåtar, 100 meter långa för taket och 50–70 meter långa för väggarna. När en profil placerats ut och fäst i de rostfria fästena sattes nästa profil så att den överlappade den befintliga. Därefter fästes plåtarna med självgängande rostfria skruvar i 316L genom det vattentäta membranet. Slutligen användes en särskild fogförslutare för att fästa profilernas kanter i varandra.
Sarkofagen sköts på plats
Eftersom det fortfarande är en radioaktiv plats fick den nya sarkofagen byggas på ett säkert avstånd på cirka 300 meter från den skadade reaktorbyggnaden. Den inre och yttre valvbågen tillverkades och monterades på marken och de yttre isolerande komponenterna och fasaden monterades. Sedan kopplades de två valvbågarna ihop genom ett antal noga planerade moment.
Tidigare hade man byggt två parallella betongspår som ledde fram till den skadade reaktorbyggnaden. När sarkofagen var färdigställd föstes den med hjälp av hydrauliska domkrafter fram över den gamla inneslutningen av reaktor fyra, en process som tog 15 dagar. Faktum är att sarkofagen är världens största flyttbara konstruktion.
På den västra sidan hade den fyra meter tjocka stålväggen försetts med en öppning formad efter reaktorbyggnadens konturer. Efter att konstruktionen rullats på plats stängdes de öppna delarna av väggen via fjärrstyrda paneler. I sarkofagens innertak finns ett system med avancerade kranar som ska göra det möjligt att ta ut delar av det radioaktiva materialet som finns kvar inne i reaktorn och hantera det på ett säkert sätt, så att det kan läggas i ordentligt förvar. Det handlar bland annat om hela den nedsmälta härden, inklusive kärnbränslet. Det är dock oklart när något sådant arbete kan komma igång.
Förhoppningen är kanske snarare att när sarkofagen når sin tekniska livslängd om hundra år ska vetenskapen ha hittat nya effektiva sätt att hantera det radioaktiva avfallet.
Om du vill se en film som visar hur sarkofagen glider på plats hittar du den här.
Rostfritt stål är många gånger förstahandsvalet i tuffa krävande miljöer. Om du vill veta mer om hur rostfritt stål kan hjälpa dig att uppnå dina mål, kontakta gärna någon av våra kunniga säljare. Du hittar kontaktuppgifterna här.