Accidentul nuclear de la Windscale

Accidentul de la Windscale, catalogat ca nivel 5 din 7 pe Scara internationala Nucleara, a fost cel mai grav accident nuclear dn istoria Marii Britanii. Incendiul din 10 octombrie 1957, a avut loc in Unitatea 1 a uzinei de pe coasta de nord-vest a Angliei, in Cumberland (acum Sellafield, Cumbria).

Cele doua reactoare moderate de grafit, numite mai tarziu „piloni”, au fost construite ca parte a proiectului de producere a bombei atomice de dupa Cel de-al Doilea Razboi Mondial. Pilonul 1 a fost pus in functiune in octombrie 1950, iar cel de-al doilea in iunie 1951.

După cel de-al doilea război mondial, guvernul britanic, care nu dorea să fie lăsat în urmă, a început un proiect de costruire a unei bombe atomice cât mai repede posibil.

Prin participarea lor la Tube Alloys și Proiectul Manhattan, oamenii de știință britanici aveau cunoștințe considerabile despre producerea de materiale fisionabile. Americanii au creat două tipuri: uraniu-235 și plutoniu și au urmărit trei metode diferite de îmbogățire a uraniului. A trebuit luată o decizie precoce cu privire la faptul că cercetarea ar fi trebuit să se concentreze asupra uraniului-235 sau a plutoniului. În timp ce toată lumea ar fi dorit să urmărească fiecare cale, așa cum au avut americanii, era îndoielnic dacă economia britanică de după război a rămas în urma unei bănci care să-și permită banii sau forța de muncă calificată. Oamenii de știință care au rămas în Marea Britanie au preferat uraniul-235, dar cei care lucrau în America erau ferm în favoarea plutoniului. Ei au estimat că o bomba de uraniu-235 va necesita de zece ori materialul fisionabil ca unul care utilizează plutoniu pentru a produce jumătate din echivalentul TNT. Estimările costului reactoarelor nucleare au variat, dar s-a considerat că o instalație de îmbogățire a uraniului ar costa de zece ori mai mult pentru a produce același număr de bombe atomice ca un reactor. Prin urmare, decizia a fost luată în favoarea plutoniului.

Reactoarele au fost construite într-un timp scurt, în apropierea satului Seascale, Cumberland. Ele erau cunoscute sub numele de Pilonul Windscale 1 și Pilonul Windscale 2, adăpostite în clădiri mari de beton la o distanță de câteva sute de metri distanță. Miezul reactoarelor a constat dintr-un bloc mare de grafit cu canale orizontale forate prin el pentru cartușele de combustibil. Fiecare cartuș a constat dintr-o tijă de uraniu de circa 30 centimetri (12 in), închisă într-o cutie de aluminiu, pentru a o proteja de aer, deoarece uraniul devine foarte reactiv când este fierbinte și se poate aprinde. Cartușul a fost înfășurat, permițând schimbul de căldură cu mediul înconjurător si răcirea tijelor de combustibil în timp ce erau în reactor. Tijele au fost împinse în partea din față a miezului, "fața de încărcare", bare noi fiind adăugate la o rată calculată. Acest lucru a împins celelalte cartușe din canal spre partea din spate a reactorului, eventual determinându-le să cadă pe spate, "fața de descărcare", într-un canal plin cu apă, unde s-au răcit și s-au putut colecta. Reacția în lanț din nucleu a transformat uraniul într-o varietate de izotopi, inclusiv plutoniu, care a fost separat de celelalte materiale folosind procesarea chimică. Deoarece acest plutoniu era destinat scopului armelor, arderea combustibilului ar fi fost menținută la un nivel scăzut pentru a reduce producția izotopilor mai grei de plutoniu, cum ar fi plutoniu-240 și plutoniu-241.

Designul inițial a făcut ca miezul să fie răcit ca reactorul B, care a folosit o cantitate constantă de apă turnata in canalele din grafit. A existat o îngrijorare considerabilă că un astfel de sistem a fost supus unor eșecuri catastrofale în cazul unui accident de pierdere a lichidului de răcire. Acest lucru ar duce la epuizarea reactorului în câteva secunde, potențial explodând. La Hanford, această posibilitate a fost rezolvată prin construirea unui drum de evacuare de 48 de kilometri (48 de kilometri) pentru a evacua personalul, dacă aceasta ar avea loc, abandonând locul. Constructorii au dorit un sistem de răcire pasiv în condiții de siguranță. În loc de apă, au folosit răcirea cu aer prin convecție printr-un coș înalt de 400 de picioare (120 m), care ar putea crea suficient flux de aer pentru a răci reactorul în condiții normale de funcționare. Hornul a fost aranjat astfel încât a tras aerul prin canalele din miez, răcind combustibilul prin aripioare poziționate pe cartușe. Pentru răcirea suplimentară, în fața miezului s-au amplasat ventilatoare uriașe, ceea ce ar putea crește considerabil debitul de aer.

În timpul construcției, Terence Price, unul dintre numeroșii fizicieni care au lucrat la proiect, a început să analizeze ce s-ar întâmpla dacă unul dintre cartușele de combustibil care au fost împinse în partea din spate a miezului ar fi deschis. Aceasta se poate întâmpla, de exemplu, dacă un cartuș nou introdus a fost împins prea tare, făcând ca cel din spatele canalului să cadă dincolo de canalul de apă relativ îngust și să lovească podeaua în spatele acestuia. În acest caz, uraniul fierbinte ar putea să se aprindă, praful de oxid fin de uraniu fiind aruncat în sus pe coșul de fugă. Când a ridicat problema într-o ședință și a sugerat adăugarea de filtre la coșuri, preocuparea a fost respinsă ca fiind prea dificil de rezolvat și nu a fost nici măcar înregistrată în procesul-verbal. Sir John Cockcroft, care a condus echipa de proiect, a fost destul de alarmat să comande instalarea unor filtre, ceea ce le obliga să fie construite pe teren, în timp ce hornurile erau încă construite și apoi au fost coborâte în poziție, de sus, după ce betonul fusese fixat. Acestea au devenit cunoscute sub denumirea de "Coccroft's Folly" (Greșeala lui Cockcroft) de muncitori și ingineri, datorită formei lor și plasate după construcție.

In cele din urmă, preocupările lui Price s-au întâmplat. Atât de multe cartușe au ratat canalul de apă, încât a devenit rutină ca personalul să treacă prin canalele de coș cu lopeți și să arunce cartușele înapoi în apă. În alte ocazii, cartușele de combustibil au rămas blocate în canale și au explodat în timp ce erau încă în miez. În ciuda acestor precauții și a filtrelor, cercetătorul Frank Leslie a descoperit radioactivitatea în jurul uzinei și al satului, dar această informație a fost păstrată secret, chiar și de către personalul de la stație.