Den 28. august 2003 bliver den russiske ubåd K-159 bugseret ud fra flådebasen Gremikha i det nordvestlige Rusland af en slæbebåd. Fire store flydepontoner er fæstnet til det 107 meter lange, rustne skrog, der sammen med flere andre atomubåde fra den kolde krig skal skrottes i Murmansk i det nordvestlige Rusland.
To dage senere bliver ubåden fanget i et uvejr ud for øen Kildin i Barentshavet. Op til fire meter høje bølger og vindstød på 17 sekundmeter river pontonerne ved boven løs, hvorefter ubåden tager vand ind og til sidst synker med ni besætningsmedlemmer ned til havbunden på 246 meters dybde.
Når ubåden skulle skrottes, skyldes det dens motor drevet af en atomreaktor, som stadig er fyldt med radioaktive stoffer. K-159 er ikke alene. Vraget af en anden russisk atomdrevet ubåd, K-27, blev sænket i 1982 og har siden befundet sig på omkring 30 meters dybde i havet ud for øgruppen Novaja Zemlja.
Fire udtjente atomreaktorer fra ubådene K-11, K-19 og K-140 samt isbryderen Lenin ligger også på de arktiske havbunde. Ubådene og reaktorerne udgør ca. 90 procent af det radioaktive materiale på bunden af de arktiske have. K-159 og K-27 indeholder tilsammen omtrent en fjerdedel af den mængde stråling, der blev sluppet ud i løbet af en hel måned, efter at Fukushimaværket i Japan smeltede ned i 2011.
Ubåden K-159 blev holdt oppe af fire pontoner, indtil den i 2003 sank i et kraftigt blæsevejr, mens den var på vej i havn for at blive skrottet.
Nu har saltvandet efterhånden ædt sig igennem skrogene og reaktorerne på havbunden, og hvis alt det radioaktive materiale bliver sluppet løs, står verden med en miljøkatastrofe i samme størrelsesorden, som dengang ulykken ramte Fukushimaværket.
Derfor vil Rusland nu, med hjælp fra Norge, foretage en storstilet redningsaktion. Fra 2022 skal vragene af K-159 og K-27 hæves op til overfladen, så det stærkt radioaktive indhold i ubådenes reaktorer kan blive bragt i sikkerhed, inden katastrofen forandrer miljøet og dyrelivet i havene nord for Norge og Rusland for altid.
Ubåde sejler på atomkraft
Atomubåde bliver drevet frem takket være spaltning af atomkerner – også kaldet fission – som frigiver stråling og energi. Energien opvarmer vand eller flydende metal ved et højt tryk, som via rør pumpes ind igennem en dampgenerator. Vandet i generatoren er under et lavere tryk, og derfor får varmen vandet til at fordampe. Dampen bliver brugt til at drive en turbine, der skaber elektricitet til ubådens motor.
Atomkraft afløste i 1950’erne diesel som drivkraft i ubåde, og i dag bliver omkring 200 atomreaktorer stadig brugt i skibe og ubåde verden over. Fordelen ved atomreaktorer i en ubåd er, at de ikke kræver ilt.
En dieseldrevet ubåd skal med jævne mellemrum, typisk efter få dage, op til overfladen for at trække luft ind. Det kræver kostbar tid og blotter desuden ubåden for fjender.
Ca. 18.000 radioaktive genstande er der i Barentshavet og Karahavet nord for Rusland. Ubåde er markeret med sort, flydende atomaffald med gult, og fast atomaffald med orange.
Til sammenligning kan atomubåden i princippet rejse dybt under havoverfladen på ubestemt tid og behøver kun at stige op for at tanke proviant til besætningen.
Men atomdrevne ubåde er ikke uden risiko. Slipper atombrændslet ud gennem reaktorens afskærmning, kan det have fatale konsekvenser.
Siden den kolde krig er syv sovjetiske og russiske atomubåde sunket ned på bunden af havet. Den måske berømteste ulykke skete i år 2000, hvor Kursk sank med 118 besætningsmedlemmer ombord. Ubåden blev under stor mediebevågenhed hævet fra havbunden i 2001.
Atomkraftværker i miniformat drev ubåde
De sunkne atomubåde K-27 og K-159 sejlede på energien fra spaltede uranatomkerner. Processen kaldes fission og er den samme, der bliver brugt i atomkraftværker på land. Fission skaber store mængder energi og kræver ingen ilt, og derfor kan ubåden være under vand i lange perioder.
Spaltning af uran frigiver energi
Uranatomer bliver spaltet og frigiver energi i form af varme og gammastråling. Varmen fra fissionen opvarmer vand eller flydende metal, der cirkuleres forbi reaktoren i rør.
Varmen starter dampgenerator
Den opvarmede væske løber fra reaktoren ind i en såkaldt dampgenerator, der ligesom reaktoren er gemt bag en kraftig metalafskærmning. Her får varmen vand til at fordampe.
Turbine driver ubådens motor
Dampen bliver ledt til en turbine, der driver den elmotor, som får ubådens skrue til at dreje rundt. Samtidig skabes der el til fx belysning og computere ombord.
Dampen fortættes og genbruges
Efter at dampen har presset sig forbi turbinen, bliver den nedkølet og fortættes dermed til væske. Den pumpes tilbage til dampgeneratoren, så hele processen kan gentage sig.
Stråling kan ramme dyreliv
De to ubåde K-27 og K-159 er siden deres forlis blevet besøgt af undervandsrobotter udstyret med kameraer, bl.a. i et samarbejde mellem Norge og Rusland i 2012. Skrogene er endnu relativt intakte, men de er skrøbelige, og derfor frygter forskere og myndigheder for fremtiden.
I 2017 udgav norske Direktoratet for strålevern og atomsikkerhet en rapport om K-159. Konklusionen er, at så længe ubåden ligger på havbunden, er der en risiko for, at vand trænger ind i dens reaktor, og det vil udløse en “nødsituation” i 246 meters dybde.
🎬 Dyk med ned og se vraget af ubåden K-27
I 2012 sendte en russisk-norsk ekspedition en undervandsrobot ned til vraget af atomubåden K-27, der befinder sig på ca. 30 meters dybde i Stepovogo-bugten.
Nu vil russerne ikke vente længere: De to ubåde skal hæves, og det bliver dyrt – prisen ventes at lande på 1,5 mia. danske kroner.
Men planen bliver nødt til at sættes i værk nu, inden radioaktive stoffer fra de to ubådes reaktorer lækker ud i Karahavet og Barentshavet, der er hjemsted for nogle af de største bestande i verden af fx sild, lodder og arktisk torsk – og desuden vigtige habitater for isbjørne, hvaler og mange andre dyr.
Radioaktive stoffer fra ubådene kan ikke blot skade miljøet og dyrelivet i Arktis. Selvom stofferne vil blive fortyndet i vandet, kan de nemlig alligevel ende som en farlig ret på middagsbordet.
Radioaktive isotoper som fx cæsium-137 og strontium-90 er vandopløselige og kan blive optaget af planteplankton, som bliver spist af dyreplankton, der igen bliver spist af fisk, som spises af større fisk osv.
Stofferne bliver optaget hurtigere, end de kan udskilles, og derfor bliver koncentrationen øget op gennem fødekæden. Processen kaldes også bioakkumulation. I værste fald kan så store mængder radioaktiv forurening blive optaget i fisk, at de er direkte sundhedsskadelige at spise.
Radioaktive stoffer ender på bordet
Radioaktive stoffer slipper ud i havet
Brændsel fra en atomreaktor slipper ud i havet, hvor det kan transporteres flere tusind km af strømme. Stoffet kan eksempelvis være cæsium-137, der binder sig til klorider (Cl-), ioner, som kan opløses i vand ligesom bordsalt (NaCl).
Plankton optager skadelige stoffer
Planteplankton, fx grønne cyanobakterier og grønne alger, der laver fotosyntese, optager cærsium-137 fra vandet. Herefter kan planteplankton blive spist af planteædende dyreplankton, som igen spises af kødædende dyreplankton.
Radioaktivitet hober sig op i fødekæden
Planktonet bliver spist af små fisk, der igen bliver spist af større fisk. Da fiskene optager de farlige stoffer hurtigere, end de kan udskilles, øges koncentrationen af stofferne for hvert nyt led i fødekæden – et
fænomen, der kaldes bioakkumulation.
Mennesker spiser radioaktive fisk
Overskrider ophobningen af radioaktive stoffer en bestemt grænseværdi, kan det over længere tid blive skadeligt for mennesker med et stort indtag af fisk. De radioaktive stoffer udsender såkaldt ioniserende stråling, som bl.a. kan forårsage kræft.
Radioaktiv stråling er ioniserende. Det betyder, at strålingen har høj nok energi til at løsrive elektroner fra atomer og molekyler. Det kan forårsage eksempelvis celleforandringer i kroppen, og dermed kan ioniserende stråling bl.a. give mennesker kræftsygdomme. Derfor kan udslip fra ubådene betyde, at det ikke længere er muligt at fiske i Barentshavet og Karahavet nord for Norge og Rusland.
Saltvand kan starte kædereaktion
Angrebsubåden K-159 sank til bunds ved et uheld, mens K-27 er et eksempel på Sovjetunionens praksis med at dumpe atomaffald på havbunden.
I alt befinder der sig omkring 18.000 radioaktive genstande i Barentshavet og Karahavet.
Blandt dem regnes K-27 for en af de alvorligste kilder til et potentielt udslip. Ubåden indeholder to reaktorer med højt beriget brugt atombrændsel, og reaktorerne var en usædvanlig type med køling baseret på flydende metal i stedet for vand.
I værste fald kan K-27’s reaktorer derfor starte en kædereaktion, der i sidste ende kan forurene havet i en grad, der vækker mindelser om Tjernobyl og Fukushima.
Forskere har undersøgt forskellige scenarier – fx jordskælv, terrorhandlinger og skader under hævning af ubåden. Deres konklusion er, at indtrængen af havvand i reaktorerne kan igangsætte en kædereaktion, der frigiver store mængder radioaktivt materiale til ikke blot havmiljøet, men også atmosfæren.
Vand fungerer som en såkaldt neutronmoderator, som kan øge aktiviteten i reaktoren.
En sådan kædereaktion kan udløses, hvis blot fem-seks liter vand trænger ind i reaktoren på styrbordssiden, mens 18-20 liter trænger ind på bagbordssiden.
Det russiske atomagentur, Rosatom, overvejer forskellige teknologier til at bjærge de to atomubåde. Da atomubåden Kursk blev hævet i 2001, fik agenturet hjælp af det hollandske firma Mammoet.
Det var Mammoet, som i 2016 løftede den 110 meter høje og 36.000 tons tunge stålkonstruktion kaldet New Safe Confinement på plads over reaktor 4 på Tjernobylkraftværket i Ukraine, hvor konstruktionen skal beskytte mod fremtidige radioaktive udslip.
Katamaran skal bjærge ubåde
Det er ikke lykkedes Illustreret Videnskab at få Rosatom i tale om de præcise planer for at hæve de to ubåde, men ifølge flere russiske nyhedskilder, bl.a. nyhedsbureauet TASS, er det førende bud, at et 137 meter langt katamaranskib forsynet med op til 14 kæmpe gribekløer skal løfte ubådene op.
Gribekløerne bliver sænket ned i vandet mellem skibets to pontoner ved hjælp af hydrauliske spil. Når de er sænket ned til havbunden, griber de fat om skroget og trækker det op igen.
Brugen af hele 14 gribekløer sker for at sikre, at hele ubådens længde er dækket forsvarligt under hævningen, så skroget ikke risikerer at knække, hvorefter havvand kan trænge ind i reaktorerne.
Når ubåden er næsten oppe ved havoverfladen, sejler en pram hen til ubåden og fører et sænkbart dæk ind under den. Herefter bliver luft pumpet ind i tanke i dækket, som derfor hæver sig op over vandet, hvor ubåden nu hviler sikkert. Til sidst kan prammen sejle ubåden i land, så atombrændslet kan indkapsles forsvarligt i store stålcylindre.
Flydende kraftværk stævner ud
Oprydningen i de arktiske have ser ud til at blive et mangeårigt projekt. Det russiske militære nyhedsmedie Interfax-AVN skrev i 2020, baseret på interviews med eksperter hos Rosatom, at bjærgningen af ubådsvragene i Arktis vil vare ind i 2030’erne.
Det er ikke en dag for hurtigt. Kurchatov-instituttet i Moskva vurderede i 2014 i forbindelse med en undersøgelse af K-159, at afskærmningen af ubådens reaktor i bedste fald vil bukke under inden for 30 år, men i værste fald kan det ske inden for ti år.
I mellemtiden har Rusland allerede søsat et helt andet sejlende atomprojekt: I 2018 stævnede det flydende atomkraftværk Akademik Lomonosov ud på sin jomfrurejse fra havnen i Skt. Petersborg.
Fartøjet kom forbi finske, svenske, danske og norske kyster, inden det ankom til Murmansk i det nordvestlige hjørne af Rusland. Det flydende kraftværk hviler på en 144 meter lang pram.
I 2001 blev vraget af ubåden Kursk hævet fra bunden af Barentshavet, efter den sank pga. en eksplosion under en militærøvelse året før.
Akademik Lomonosov er udstyret med to trykvandsreaktorer på hver 35 megawatt elektrisk effekt – nok til at levere strøm og varme til tusindvis af husstande. Det mobile atomkraftværk skal relativt hurtigt kunne sejles derhen, hvor behovet for strøm i de fjerne egne af det nordlige Rusland er størst på et givent tidspunkt.
Greenpeace har kaldt Akademik Lomonosov et "Tjernobyl på is", mens de russiske ingeniører bag det flydende atomkraftværk fejrer det som et teknisk vidunder, der endda kan hjælpe med blandt andet at udfase kulkraft langs Ruslands kyst.
Trods den fortsatte risiko for udslip fra K-159 og K-27 fortsætter russerne altså ufortrødent med at bruge atomkraft som energikilde i de kolde, arktiske have.