Αξιωματούχοι της υπηρεσίας παρακολούθησης της ατομικής ενέργειας των Ηνωμένων Εθνών άρχισαν από την προηγούμενη εβδομάδα επιθεωρήσεις στον πυρηνικό σταθμό Ζαπορίζια της νότιας Ουκρανίας, όπου οι βομβαρδισμοί και οι μάχες έχουν αυξήσει τον κίνδυνο πυρηνικού ατυχήματος.

 Τα ρωσικά στρατεύματα έχουν καταλάβει το πυρηνικό εργοστάσιο - το μεγαλύτερο της Ευρώπης - από τον Μάρτιο ως μέρος του συνεχιζόμενου πολέμου τους στην Ουκρανία. Η διεθνής κοινότητα έχει εκδώσει αυστηρές προειδοποιήσεις ότι η καταστροφή ορισμένων από τους έξι αντιδραστήρες της Ζαπορίζια θα μπορούσε να οδηγήσει σε καταστροφικές καταστροφές όπως αυτές που συνέβησαν το 2011 στον πυρηνικό σταθμό της Φουκουσίμα στην Ιαπωνία.

Μετά από αυτό το ατύχημα, ένα δίκτυο σταθμών σε όλο τον κόσμο - που κατασκευάστηκε κυρίως για να επιβάλει μια συνθήκη που θα απαγορεύει τις δοκιμές πυρηνικών κεφαλών σε όλο τον κόσμο - βοήθησε στην παρακολούθηση και πρόβλεψη της κίνησης του ραδιενεργού νέφους που εκπέμπεται από τους κατεστραμμένους αντιδραστήρες. Το δίκτυο κατασκευάζεται και συντηρείται από την Προπαρασκευαστική Επιτροπή για τον Οργανισμό Συνθήκης για την Ολοκληρωμένη Απαγόρευση Πυρηνικών Δοκιμών.

Εάν συνέβαινε ένα ατύχημα στο εργοστάσιο της Ζαπορίζια, η Jolanta Kusmierczyk-Michulec θα μπορούσε να είναι μεταξύ των πρώτων ανθρώπων που θα το μάθει. Η Kusmierczyk-Michulec είναι επιστήμονας της ατμόσφαιρας στο Διεθνές Κέντρο Δεδομένων του CTBTO στη Βιέννη, το οποίο είναι επιφορτισμένο με τη διεξαγωγή προσομοιώσεων σε υπολογιστή της κίνησης ενός ραδιενεργού νέφους, προς τα εμπρός και προς τα πίσω στο χρόνο.

Το Nature μίλησε με την Kusmierczyk-Michulec για το πώς η δουλειά της θα μπορούσε να βοηθήσει τον κόσμο να αντιμετωπίσει ένα πιθανό ατύχημα στο σταθμό Ζαπορίζια.

Τι κάνει το δίκτυο πυρηνικής παρακολούθησης της CTBTO;

Το Διεθνές Σύστημα Παρακολούθησης είναι ένα δίκτυο σταθμών που κατασκευάζονται και συντηρούνται από το CTBTO για να διασφαλιστεί ότι καμία πυρηνική έκρηξη δεν θα παραμείνει απαρατήρητη. Για το σκοπό αυτό, χρησιμοποιούμε σταθμούς παρακολούθησης, οι οποίοι βασίζονται σε τρεις τεχνολογίες κυματομορφής — σεισμική, υδροακουστική και υπέρηχο — και χρησιμοποιούμε επίσης τεχνολογία [ανίχνευσης] ραδιονουκλεϊδίων. Αυτή η τεχνολογία είναι η μόνη που μπορεί να επιβεβαιώσει εάν μια έκρηξη που ανιχνεύεται και εντοπίζεται από άλλη τεχνολογία είναι ενδεικτική μιας πυρηνικής δοκιμής.

Και πώς εμπλέκεται η δουλειά σας;

Σε περίπτωση που ένας σταθμός ραδιονουκλεϊδίων ανιχνεύσει υψηλές τιμές ραδιονουκλεϊδίων, κάνουμε προσομοίωση προς τα πίσω [του πώς κινείται ο αέρας] για να έχουμε πληροφορίες σχετικά με την πιθανή πηγή αυτής της ανίχνευσης. Σε ειδικές περιπτώσεις, κάνουμε επίσης προσομοιώσεις προς τα εμπρός.

Χρησιμοποιούμε ένα μοντέλο ατμοσφαιρικών μεταφορών ανοιχτού κώδικα και δεδομένα από το μετεωρολογικό κέντρο ECMWF, το Ευρωπαϊκό Κέντρο Μεσοπρόθεσμων Προγνώσεων Καιρού και από το NCEP, τα Εθνικά Κέντρα Περιβαλλοντικής Πρόβλεψης των ΗΠΑ . Οι ερευνητές χρησιμοποιούν επίσης αυτόν τον τύπο μοντέλου για διάφορους άλλους σκοπούς, όπως για παράδειγμα την παρακολούθηση των ηφαιστειακών εκπομπών.

Πώς βοήθησε το CTBTO στην παρακολούθηση του νέφους από το ατύχημα στη Φουκουσίμα;

Ο πυρηνικός σταθμός Fukushima Daiichi απελευθέρωσε ραδιενέργεια στην ατμόσφαιρα, την οποία το Διεθνές Σύστημα Παρακολούθησης παρατήρησε στο βόρειο ημισφαίριο για περίπου τρεις μήνες. Ανιχνεύθηκαν ραδιενεργά ευγενή αέρια, όπως το ξένο, και ραδιενεργά σωματίδια.

Κατά τη διάρκεια της εκδήλωσης της Φουκουσίμα, κάναμε μοντελοποίηση ατμοσφαιρικών μεταφορών για να δείξουμε πού πήγαιναν οι αέριες μάζες. Μπήκα στο CTBTO το 2012, αμέσως μετά το ατύχημα, αλλά παρόλα αυτά έκανα πολλές προσομοιώσεις που σχετίζονται με αυτό. Ήταν μια από τις περιπτώσεις που μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε για επιστημονικούς σκοπούς και για έρευνα.

Πώς θα μάθαμε αν υπάρχει ανίχνευση ραδιενέργειας που απελευθερώνεται από το εργοστάσιο της Ζαπορίζια; Το δίκτυό σας έχει σταθμούς κοντά;

Το γεγονός ότι ένας σταθμός είναι κοντά στην πηγή δεν σημαίνει ότι αυτός ο σταθμός θα παρατηρήσει κάτι, επειδή οι τροχιές μάζας αέρα είναι αρκετά περίπλοκες.

Η CTBTO συνεργάζεται με τον Διεθνή Οργανισμό Ατομικής Ενέργειας στο πλαίσιο του IACRNE, της Διυπηρεσιακής Επιτροπής Ραδιολογικών και Πυρηνικών Εκτάκτων Καταστάσεων [η οποία ιδρύθηκε μετά το πυρηνικό ατύχημα του Τσερνομπίλ το 1986 στην Ουκρανία και συντονίζει τη διεθνή ετοιμότητα και αντίδραση σε μια ραδιολογική καταστροφή].

Για το CTBTO, το κρίσιμο καθήκον απόκρισης στην περίπτωση πυρηνικών ή ραδιολογικών καταστάσεων έκτακτης ανάγκης είναι η παροχή δεδομένων σε πραγματικό χρόνο. Είναι πολύ πιθανό η διεθνής κοινότητα να μάθει για το ατύχημα μέσω του IACRNE.

Υπάρχουν καιρικά μοτίβα που επικρατούν γύρω από τη νότια Ουκρανία που θα καθόριζαν πώς πιθανότατα θα κινηθεί το νέφος;

Η απάντηση δεν είναι τόσο ξεκάθαρη. Οι αέριες μάζες μπορούν να ταξιδέψουν πολύ, για μεγάλο χρονικό διάστημα. Μετά από λίγες μέρες, μπορεί να φτάσουν σε αρκετά μεγάλη απόσταση, ανάλογα με τις καιρικές συνθήκες, τις κατευθύνσεις του ανέμου και την ταχύτητα του ανέμου. Οι επικρατούσες καιρικές συνθήκες δεν είναι επαρκής δείκτης, ειδικά σε εκείνη την περιοχή με αρκετά μεταβλητή κατεύθυνση ανέμου.

Για να δώσουμε μια αξιόπιστη απάντηση, θα χρειαστεί να κάνουμε μια προσομοίωση προς τα εμπρός χρησιμοποιώντας μοντελοποίηση ατμοσφαιρικών μεταφορών και πραγματικά δεδομένα καιρού. Είναι πιθανό ότι αν επαναλάμβανα την προσομοίωση δύο μέρες αργότερα, οι αέριες μάζες θα κινούνταν με διαφορετικό τρόπο.

Έχετε πραγματοποιήσει προσομοιώσεις πρακτικής για το πώς θα κινούνταν ένα νέφος που προέρχεται από το εργοστάσιο της Ζαπορίζια;

Το IDC [Διεθνές Κέντρο Δεδομένων] δεν εξασκείται ειδικά για κανένα τέτοιο γεγονός, αλλά έκανα μερικές προσομοιώσεις ως άσκηση πριν μιλήσουμε, οπότε ξέρω ότι η κατεύθυνση του ανέμου είναι πολύ μεταβλητή. Από τις 29 Αυγούστου, ένα υποθετικό λοφίο θα είχε κινηθεί προς τα νοτιοανατολικά και μετά από λίγες ημέρες θα στρεφόταν προς τα ανατολικά. Αλλά αυτό το αποτέλεσμα βασίστηκε στα δεδομένα πρόβλεψης, πράγμα που σημαίνει ότι σε ένα πραγματικό γεγονός η προσομοίωση θα πρέπει να επαναληφθεί με τα αναλυόμενα δεδομένα για μεγαλύτερη εμπιστοσύνη, μόλις αυτά είναι διαθέσιμα.