Prečo skončili ponorky Thresher a Kursk na morskom dne? Andrej Žiarovský sa v podcaste VUJE #6 venuje sláve a katastrofám známych jadrových ponoriek

Sledujte a počúvajte na VUJE nosičoch:

Spotify bit.ly/3VpzUtR
YouTube bit.ly/4c5NVCD
Google podcast bit.ly/435WPvO

 

Medzi reaktorom v jadrovej elektrárni a reaktorom na jadrovej ponorke sú isté rozdiely. Jadrová elektráreň má isté možnosti regulácie výkonu – napríklad v rozsahu 90 – 100 % ako reaktory  typu VVER 440/V-213, umiestnené na Slovensku – nedá sa to však porovnať s rozsahom regulácie výkonu reaktora jadrovej ponorky.

Vďaka jadru dokáže takáto ponorka zotrvať pod hladinou niekoľko mesiacov bez toho, aby sa musela vynoriť. Súčasne ale musí byť jej reaktor schopný flexibilne a rýchlo zvyšovať aj znižovať svoj výkon.

„Aby sa zabránilo fenoménu xenónovej otravy, ktorá vzniká pri veľmi rýchlom znížení výkonu jadrového reaktora, ktorá mala podiel aj na černobyľskej katastrofe, musí sa jadrový  reaktor v kritickom čase odbúravania xenónu-135 odstaviť až na 20 hodín. Toto  je však  v prípade jadrovej ponorky nemožné,“ objasňuje v novom energetickom podcaste riaditeľ pre strategický rozvoj a medzinárodné projekty a člen predstavenstva VUJE, a. s., Andrej Žiarovský. 

Reaktory jadrových ponoriek preto využívajú  tzv. vysoko obohatené palivo, čiže palivo  s omnoho vyšším percentom izotopu uránu-235. Kým palivo pre elektráreň ho obsahuje len 3 – 5 percent uránu-235, v ruských  ponorkových reaktoroch je to 20 – 45 % a v amerických až 93,7, respektíve 97 percent.

Z toho potom vyplývajú aj rozdiely v životnosti palivových náplní. V jadrovej elektrárni sa časť (tretina alebo pätina) paliva v aktívnej zóne obnovuje každý rok, naopak, moderné ponorkové reaktory disponujú celoživotnou náplňou paliva postačujúcou na viac než tri desaťročia.

Ponorkové reaktory v minulosti prešli genézou vývoja od  palivovej náplne na 3,5 roka, cez reaktory, v ktorých  sa palivo menilo v strede životnosti po 16-tich rokoch, až po tie súčasné s celoživotnou náplňou. Z  technológií ponorkových a lodných reaktorov výrazne čerpajú  aj malé modulárne reaktory, o ktorých sa predpokladá, že  sa už v blízkej budúcnosti stanú dôležitou súčasťou energetického mixu.

Na pokraji jadrovej vojny

Prvou atómovou ponorkou na svete bola USS Nautilus s tlakovodným jadrovým reaktorom S2W. Zostrojili ju v roku 1954 Spojené štáty Americké a za jej vznikom stál šéf „operácií jadrových reaktorov“, admirál Hyman G. Rickover.

Spolu s USS Nautilus vznikla tiež USS Seawolf s experimentálnym reaktorom, chladeným tekutým sodíkom. Prevádzka sodíkového reaktora vnútri trupu ponorky však odhalila mnohé riziká a komplikácie a admirál Rickover preto po dvoch rokoch rozhodol o jeho nahradení tlakovodným reaktorom – a týmto počinom admirál určil ďalšie smerovanie vývoja jadrových ponoriek.

V roku 1957 vznikla prvá sovietska jadrová ponorka K-3 Leninskij Komsomol. Pri prevádzke sovietskych ponoriek sa však rýchlo prejavili technologické problémy a odlišné chápanie tomu, čo nazývame kultúra bezpečnosti.

„Zásadné rozdiely chápania kultúry jadrovej bezpečnosti v americkom námorníctve a v Sovietskom zväze sa dajú demonštrovať na príklade Kubánskej raketovej krízy z roku 1962,“ komentuje vyhrotené udalosti studenej vojny Andrej Žiarovský. V dôsledku rozmiestnenia sovietskych rakiet stredného doletu na Kube vznikla v tom čase medzinárodná kríza. Trvala 12 dní a považuje sa za moment, kedy sa svet nachádzal najbližšie k vypuknutiu totálnej jadrovej vojny.

V reakcii na rozmiestnenie rakiet v tesnej blízkosti svojho územia Spojené štáty zahájili námornú blokádu Kuby 16. októbra 1962. K nasadeniu sovietskych atómových ponoriek v tejto kríze nedošlo, pretože všetky boli z dôvodu problémov s tesnosťou primárneho okruhu mimo službu. Proti stovkám lodí atlantickej flotily poslali sovieti tajne štyri klasické dieselelektrické ponorky, avšak vyzbrojené atómovými torpédami. Ani jedna z nich však nebola technicky v poriadku.

„Kapitáni o tom veľmi dobre vedeli, ale všetky chyby zatajili,“ opisuje Andrej Žiarovský priebeh udalostí. „Na ponorke B-11 dokonca v jednej chvíli fungoval iba jeden z troch motorov. Napriek tomu však títo ľudia po návrate do ZSSR dostali ocenenie za statočnosť. Keby sa to stalo v americkom námorníctve, boli postavení pred súd za ohrozenie posádky a celej lode.“

Reťazec havárií jadrových ponoriek

Od vzniku jadrových ponoriek ich na morskom dne skončilo osem - dve americké a šesť ruských. Avšak ani jedna nie z dôvodu zlyhania reaktora.

Prvá a dodnes najväčšia havária jadrovej ponorky sa stala v apríli 1963 na americkej USS Thresher, kedy počas skúšobného ponoru po generálnej oprave v priebehu pár minút zahynulo 129 ľudí. Dôvodom bol nekvalitný zvar na jednom z potrubí vedúcich ku chladeniu kondenzátora turbíny. Pri ponore v hĺbke tristo metrov došlo k ruptúre zvaru a ponorka začala naberať vodu. Čo by za normálnych okolností nebol fatálny problém. No pri pokuse o núdzové vynorenie sa vo vlhkom vzduchu, ktorý vyfukoval vodu zo záťažových nádrží, vytvorili kúsky ľadu. Tie potrubie upchali a ponorka následne klesla do hĺbky, kde došlo k tragickej implózii jej trupu. Trosky ponorky dodnes ležia v hĺbke viac než 2000 metrov.

Napriek tomu, že USA využívalo na monitorovanie sovietskych ponoriek akustický podmorský systém SOSUS založený na pasívnom sonare, ktorý odhalil aj detaily havárie USS Thresher, o päť rokov neskôr sa nepodarilo spoľahlivo objasniť vývoj udalostí na ponorke USS Scorpion triedy Skipjack. Tá sa potopila pri Azorských ostrovoch počas plavby do domovskej základne  New London v štáte Connecticut. Predpokladá sa, že došlo k tzv. hot run – samovoľnému spusteniu torpéda. Vtedy je nevyhnutné takéto torpédo urýchlene vystreliť, ale práve to sa zrejme posádke nepodarilo.

Sovietsky zväz stratil svoju prvú jadrovú ponorku až v roku 1970. Bola ňou K-8, rovnakej konštrukcie ako prvá K-3 (projekt 627 v kóde NATO November). Príčinou havárie bol požiar. „Na ruských reaktoroch typu VM-A, resp. podobných VM-4, došlo k viacerým požiarom a požiare na palubách jadrových ponoriek boli chronickým problémom sovietskeho námorníctva počas celej studenej vojny. Kým Američania za túto dobu mali štyri požiare a Francúzi len  jeden, na sovietskych ponorkách vieme až o sedemnástich prípadoch,“ približuje Andrej Žiarovský štatistiky incidentov, ktoré väčšinou spôsobila príliš horľavá hydraulická kvapalina.

A zvláštnym prípadom je potopenie sovietskej ponorky K-129 v roku 1968 v Tichom oceáne. Táto ponorka (projekt 629, kód NATO Golf) síce nemala jadrový pohon, no viezla na palube tri jadrové rakety. Sovietsky zväz sa pokúsil haváriu zatajiť a k vraku na oceánskom dne sa nehlásil. To využili Američania, ktorým sa podarilo identifikovať miesto potopenia a ponorku sa pokúsili vyzdvihnúť prostredníctvom špeciálne skonštruovanej lode Glomar Explorer.

Loď mala v rámci tajného projektu Azorian ruskú ponorku vydvihnúť aj s raketovým arzenálom z hĺbky viac než 5000 metrov. To sa takmer aj podarilo, mechanická porucha ale spôsobila, že tesne pred dosiahnutím hladiny sa dve tretiny trupu ponorky odtrhli a trosky opäť klesli na dno. Práve kvôli utajeniu projekt Azorian nebol uskutočnený námorníctvom, ale bol zverený výstrednému americkému miliardárovi a vynálezcovi Howardovi Hughesovi, o ktorom bol natočený film Letec (The Aviator) v hlavnej úlohe s Leonardom DiCapriom.

Katastrofa menom Kursk

Až do osemdesiatych rokov minulého storočia s príchodom vyššej bezpečnosti nedošlo k žiadnej ďalšej strate atómovej ponorky.

Tragédie sa udiali až tesne pred rozpadom Sovietskeho zväzu. „Sovietskej strategickej ponorke K-219 (projekt 667A) v roku 1986 pri plavbe v Atlantiku vybuchla jedna z rakiet a ponorka sa následne potopila. Na špeciálnej ponorke K-278 Komsomolec (kód NATO Mike) s titánovým trupom došlo v roku 1989 k požiaru hneď na dvoch miestach súčasne a ani ju sa nepodarilo zachrániť. Zaujímavosťou je, že táto ponorka dodnes drží rekord v ponore do hĺbky až 1027 m,“ hovorí sa v podcaste.

Už v nedávnej minulosti sa v Barentsovom mori potopila ruská ponorka K-141, známa pod menom Kursk. Zahynula celá jej posádka o 118 ľuďoch. Existujú dve teórie príčiny katastrofy: prvá uvádza ako príčinu exspiráciu torpéda, z ktorého mal po uplynutí životnosti unikať prchavý peroxid vodíka, spôsobujúci explóziu.

Odlišnú príčinu tragédie však prezentoval ruský admirál Riazancev. Príčinou skazy malo byť síce opäť ono torpédo, ale admirál Riazancev dospel k záveru, že nehodu spôsobilo pochybenie posádky pri manipulácii s chúlostivým peroxidovým torpédom. Posádka nebola vycvičená na jeho obsluhu  a  nevedela (alebo ignorovala), že stlačený vzduch privedený do systémov torpéda mal byť špeciálne filtrovaný, a rovnako sa vyžadovali odborné znalosti pri zasúvaní do torpédometu.

Práve tam pravdepodobne zrejme došlo k poškodeniu torpéda a následnému úniku peroxidu vodíka, ktorý zreagoval s nečistotami a mosadznými komponentmi. Výrazne exotermická reakcia viedla k výbuchu, navyše, zlozvyk nechávať otvorené ventilačné klapky spôsobil, že tlaková vlna výbuchu sa dostala do celej prednej polovice plavidla a zabila aj posádku veliteľského mostíka.

Ponorka sa stala neovládateľnou, klesla na dno, a dielo skazy dokonal druhý zničujúci výbuch o dve minúty neskôr. V zadnej časti ponorky zostalo aj po druhom výbuchu nažive 15 ľudí pod velením kapitán-poručíka Dmitrija Kolesnikova, ktorí boli v ponorke uväznení ešte asi osem ďalších hodín. Haváriu napokon ale neprežil nik.

Aké sú ešte špeciálne prípady omylom zatopených ponoriek USS Guittaro, K-429 (dokonca dvakrát) či vyradenej ponorky K-159? Aké boli osudy zámerne potopených ponoriek?

To všetko v rámci historických faktov, sprevádzajúcich havárie a nehody jadrových ponoriek s príčinami si môžete od Andreja Žiarovského vypočuť aj na Spotify a Google Podcast v rubrike Jadrová energia alebo na YouTube kanáli našej spoločnosti VUJE, a. s. bit.ly/3TrTYdq