A Paksi Atomerőmű földrengés-veszélyeztetettségéről

Az erőmű közvetlen közelében aktív tektonikai törésvonal van, és a számított mérnöki kockázatok ismeretlen mértékű hibát tartalmaznak

A Paksi Atomerőmű földrengésbiztonsága a földtani szakmát vagy 30 éve folyamatosan foglalkoztató kérdés, amely újabban nagyobb figyelmet a tervezett erőmű bővítés, a Paks2 projekt miatt kapott. Az engedélyezési eljárás során a beruházó 2014 és 2016 között, 8 milliárd forintért új vizsgálatokat végeztetett, számos új, a korábbinál pontosabb információval szolgálva az új és a meglévő erőművi blokkok földrengésbiztonságáról. A Paks2 beruházás engedélyeztetési folyamata során készült összefoglaló jelentések 2017 áprilisa óta elérhetők az Skip Navigation LinksMVM Paks II. Zrt honlapján. További közérdekű adatok az Átlátszó oldalán jelentek meg, 2017 júliusában.

paks-foldrengesek.jpg

Nézzük, mit jelenthet a Paksi Atomerőmű földrengésbiztonsága, mit lehet megtudni (és mit nem) a geológiai és geofizikai jelentésből, és a kapcsolódó szakértői anyagokból.

A Paksi Atomerőmű földrengésbiztonsága

Az atomerőművek földrengésbiztonsága nem egyszerű kérdés, többféle válasz létezik.

A mérnöki válaszok általában magabiztosak: mindent meg lehet oldani, csak pénz és idő kérdése, hiszen számos atomerőmű működik földrengésveszélyes helyeken.

A földtudományi válaszok inkább bizonytalanok és óvatosak: gyakran a tudományos módszerek szélsőértékein túl, azok vakfoltjában van a kutatandó időintervallum, nincsenek 100 százalékos biztonsággal kijelenthető válaszok, hiszen a Föld viselkedése múltbeli, részleges adatokból csak korlátosan jelezhető előre.

A fentieket figyelembe véve a földrengésbiztonság kérdését felbontva, az alábbi alkérdések szerint érdemes vizsgálni.

  1. Törésvonalak létezése az erőmű környékén
  2. A törésvonalak aktivitása
  3. Várható hatások és a rombolás mértéke

Törésvonalak léte az erőmű környékén

A földrengések törésvonalakat hoznak létre, vagy korábbi törésvonalak mentén alakulnak ki. Az első vizsgálandó kérdés tehát, hogy az erőmű helyszínének környékén vannak-e tektonikai törésvonalak?

Ebben a kérdésben a földtudományi szakma 1-2 évtizede egységes állásponton van: az atomerőmű környékén jól kimutathatóan északkelet-délnyugati irányú törésvonalak találhatók. Az elmúlt évek kutatásai alapján sokat pontosodott a kép, és a hivatalos jelentés is egyértelműen fogalmaz:

A felszíni és a mélyfúrási geofizika, valamint a fúrások földtani eredményei alapján
megbízhatóan definiálni lehetett az 50 km-es körzetben található vetős szerkezeteket,
különös pontossággal a tervezett telephely alatt húzódó, és a Kapos-vonalból kiágazó
Dunaszentgyörgy-Harta (DH) vetőt.
paks-vetorendszer.jpg
Újdonságnak a törésvonalak létezésében annyi számít, hogy az új kutatásokkal nagy pontossággal és részletezettségben meghatározható volt az erőmű területe alatt áthaladó törésrendszer geometriája.

Törésvonalak aktivitása

A Paks környéki törésvonalak aktivitásának megítélése komoly odafigyelést igényel. Vannak egyértelműen tudható információk, és vannak vitatott megállapítások, amelyek azonban esetleges igazolást nyerve az erőmű engedélyezését kérdőjelezhetik meg.

Az új geofizikai mérések alapján egyértelmű,  hogy a törések a földtörténeti negyedkorban (kvarter), azaz utolsó kb. 2.5 millió évben még aktívak voltak. Ilyen aktivitást igazoló szeizmikus szelvények vannak az erőmű közvetlen környezetében is. A negyedkori tektonikai aktivitás a földtani időskálán nagyon fiatalnak és földtani értelemben aktívnak számít!

A törések jelenkori, azaz a 10.000 éven belüli aktivitás vita tárgyát képezi. Közvetett bizonyítékok léteznek arra, hogy a törések aktívak voltak az utolsó 10.000 évben, azaz a holocénben is. Az Átlászó által nyilvánosságra hozott "Magyari-jelentés" Paks környékén olyan, a felszínen megjelenő töréseket dokumentált, amelyeket holocén üledék tölt ki. Ez 5000-15.000 éve történt tektonikai aktivitást jelent. Azonban a jelentésben dokumentált törések kapcsolata a vetőzónával közvetett, és nem egyértelmű keletkezésük tektonikus oka sem, vagyis nem zárható ki más, talajmozgással, suvadással összefüggő keletkezési ok sem.

A napjainkban történő szeizmikus aktivitásra a törésvonal menti földrengések utalnak. A Paks környéki földrengéseket több mint 20 éve monitorozza külön erre a célre kiépített szeizmológiai hálózat, lásd további adatokkal együtt a www.foldrenges.hu-n. A megtörtént földrengések adatai alapján Paks 50 kilométeres körzetében a szeizmicitás alacsonyabb, mint az országos átlag, de 100 kilométeres távolságon belül már nem ilyen nyugodt a kép. Az erőmű veszélyeztetettségének megítélésében fontos, hogy a paksi vetőzóna északkeleti meghosszabbítása szeizmikusan aktív (Akasztó, Csengőd, Kecskemét, Nagykőrös), bár itt alacsony magnitúdójú földrengések tapasztalhatók. A zónában a legnagyobb, 5-6 közé eső magnitúdójú  földrengés Kecskeméten volt 1911-ben, azonban erről nem állnak rendelkezésre modern műszeres adatok.

Az MVM is elismeri az erőmű alatti törésvonalak aktivitását, azonban vitatja, hogy a törésvonal szignifikáns és maradandó felszíni elmozdulást lenne képes létrehozni. Ilyet eddig a múltbeli adatokból a kutatások sem mutattak ki, és a felszíni elmozdulás hiányában az erőmű engedélye a nemzetközi szabványok szerint kiadható.

Az aktív vető megléte nem kérdőjelezi meg a telephely alkalmasságát, ez akkor lenne így, ha a vetőről bebizonyosodna, hogy képes szignifikáns és maradó felszíni elmozdulást létrehozni. Ugyanakkor a széleskörű vizsgálatok (földtani és geomorfológiai térképezés, űrgeodézia, vízi szeizmika) alapján kizárható, hogy a vető jelentős (szignifikáns) maradó (permanens) felszíni elmozdulást lenne képes okozni, vagyis kizárható, hogy a vető kapabilis lenne.

A törésvonalak aktivitását a fentiek alapján minden érintett elismeri, vita az aktivitás intenzitásáról folyik. Az MVM álláspontja azt jelenti, hogy mivel a felszínen nem található markáns tektonikai elmozdulás, a törészóna által jelentett szeizmológiai kockázat mérnöki eszközökkel kezelhető.

Várható hatások és a rombolás mértéke

A kérdés tehát, hogy egy aktív vető fölé épített atomerőmű mérnöki eszközökkel földrengésbiztossá tehető-e Pakson? Ehhez vizsgálni kell, hogy milyen jellegű és méretű földrengések várhatók Paks környékén, és azok milyen kockázatot jelentenek.

Egy telephely földrengés-veszélyeztetettségét a jövőben valószínűsíthető földrengés hatásaként fellépő talajgyorsulás adja meg.

A talajgyorsulás megadja, hogy a talajmozgás milyen erőhatásoknak teszi ki az épületeket a rengés alatt. Ez ugyanaz a gyorsulás, amit a gravitációban g=9.81 m/s2 értékkel mindenki ismer, vagy fizikaórán mechanikában tanult.

A gyorsulás értékének kiszámításához ismerni kell a régió szeizmicitását és a földrengés forrászónáinak jellemzőit, valamint a területre érvényes csillapodási összefüggéseket.

A talajgyorsulás kiszámításakor egyedi, máshol nem alkalmazott modellt állítottak fel, amely alapján a várható gyorsulás középértéke 0.5g a földrengést kiváltó közetben, és 0.34g a felszínen. Az erőművet építő mérnököknek ezeket a gyorsulásokat figyelembe véve kell az épületek, a gépészet és a nukleáris berendezések tűrőképességét meghatározni és megépíteni.

A számítások legnagyobb kockázata az alkalmazott interpolációk és becslések nagy száma, és hiányzik a számításokban lévő hibahatár értékelése és megadása.

A földrengések következtében kialakuló másodlagos hatások közül a talajfolyósodás veszélyének meghatározása is fontos lépés a kockázatok meghatározásában.

Talajfolyósodás: a földrengéseket kísérő rezgéshullámok hatására a talaj tömörödni kezd, a szemcsék közötti hézagok térfogata lecsökken. Ha ezek a pórusok korábban vízzel voltak telítve, akkor a pórusvíz nyomása megnő. Amennyiben ez a terhelés rövid időn belül többször is előfordult, tipikusan egy földrengés során, akkor a pórusvíz nyomása elérheti a felette lévő talajrétegek nyomását és a talaj úgy kezd viselkedni, mint egy viszkózus folyadék. A folyósodás hatására a talaj elveszti teherhordó szilárdságát és deformálódik.

A vizsgálati területet a Duna által lerakott 20-30 méter vastag üledék, folyóvízi homok és kavics, amelynek felszínét futóhomok lepel borítja. A vizsgálatok és az elvégzett számítások szerint nem zárható ki a talajfolyósodás bekövetkezése. A jelentős pórusvíznyomás növekedésen túl több helyen is számolni kell a nagyobb vastagságban történő megfolyósodással, amelyek elsősorban az öntéshomokban jelentkezhetnek.

Eredmények: amit tudunk és amit nem

A fenti alapján tudjuk, hogy:

  • Az erőmű közvetlen közelében aktív tektonikai törésvonal a földtörténeti negyedkorban (az utolsó 2.5 millió év) vetőket hozott létre.
  • Kevés és közvetett bizonyíték van a törészóna aktivitására és intenzitására az utolsó 10.000 évben, és nem meghatározható a törésvonal aktivitásának legkésőbbi időpontja sem.
  • Nem található egyértelmű felszíni tektonikai elmozdulás a legfelsőbb és legfiatalabb rétegekben.
  • A paksi törésvonal északkeleti folytatásában kis erősségű jelenidejű földrengésekkel jelzett, de szeizmikusan aktív terület van.
  • A várható földrengések okozta talajgyorsulás értékeit nagy bizonytalansággal lehetett csak kiszámolni, és nem ismert a számításokban lévő hibahatár sem.
  • A folyami üledékes kőzet miatt valós kockázat, hogy a földrengés következtében a talaj elveszti tartószilárdságát, azaz talajfolyósodás következik be.

Az atomerőmű földrengésbiztonságát meghatározó három kérdés közül tehát kettőre (törésvonalak létezése az erőmű környékén, és a törésvonalak aktivitása) a kutatások alapján határozott válasz adható: a Paksi Atomerőmű közvetlen közelében aktív tektonikai törésvonal van. A várható hatások és a rombolás mértéke, azaz az aktív törésvonal jövőbeli szeizmikus intenzitásának meghatározása, és a mérnöki kockázatok kiszámítása azonban korlátokba ütközik, és csak hibával terhelten végezhető el, mely hibák mértéke nem ismert.