Atomolycka hotar på havsbotten

Långt nere under havsytan ligger två tickande radioaktiva bomber i form av rostiga atomubåtar från kalla kriget. Genom en djärv manöver och med hjälp av en specialbyggd katamaran ska en grupp ingenjörer bärga de två ­vraken innan de faller isär och ­därmed riskerar att orsaka en historisk katastrof.

Långt nere under havsytan ligger två tickande radioaktiva bomber i form av rostiga atomubåtar från kalla kriget. Genom en djärv manöver och med hjälp av en specialbyggd katamaran ska en grupp ingenjörer bärga de två ­vraken innan de faller isär och ­därmed riskerar att orsaka en historisk katastrof.

Ken Ikeda Madsen

Den 28 augusti 2003 bogseras den ryska ubåten K-159 ut från flottbasen Gremicha i nord­västra Ryssland. Fyra stora flytpontoner har fästs vid ubåtens 107 meter långa, rostiga skrov. Till­sammans med flera andra atomubåtar från kalla kriget ska den nu skrotas utanför Murmansk.

Två dagar senare råkar ubåten ut för ett oväder utanför ön Kildin i Barents hav. Upp till fyra meter höga vågor och vindbyar på 17 meter per sekund gör att pontonerna vid fören slits loss, varefter ubåten med nio besättnings­medlemmar börjar ta in vatten och slutligen sjunker till bottnen på 246 meters djup.

Anledningen till att ubåten skulle skrotas var att dess atomdrivna motor fortfarande var full av radioaktiva ämnen – något som K-159 inte är ensam om. Vraket av en annan rysk atomdriven ubåt, K-27, sänktes 1982 och har sedan dess legat på cirka 30 meters djup i havet utanför ögruppen Novaja Zemlja.

Fyra uttjänta kärnreaktorer på ubåt­arna K-11, K-19 och K-140 samt isbrytaren Lenin ligger också på havsbottnar i Arktis. Ubåtarna och reaktorerna utgör cirka 90 procent av det radioaktiva material som finns på de arktiska havens botten. K-159 och K-27 innehåller tillsammans omkring en fjärdedel av den mängd strålning som släpptes ut under en hel månad efter Fuku­shima­olyckan i Japan 2011.

© Photo courtesy of the Bellona Foundation

I dag har saltvattnet ätit sig igenom skroven och reaktorerna på havsbottnen. Om allt detta radioaktiva material skulle släppas ut står världen inför en miljökatastrof i storleksordning med haveriet av kärnkraftverket i Fukushima. Därför vill Ryssland nu, med Norges hjälp, genomföra en storstilad räddningsinsats.

Med början 2022 ska vraken av K-159 och K-27 lyftas upp till ytan så att det kraftigt radioaktiva innehållet i ubåtarnas reaktorer kan föras i säkerhet innan katastrofen förändrar miljön och djurlivet i haven norr om Norge och Ryssland för all framtid.

Ubåtar drivna av kärnenergi

Atomubåtar drivs genom klyvning av atomkärnor, så kallad fission, som utvecklar strålning och energi. Energin värmer under högt tryck upp antingen vatten eller flytande metall, som via rör pumpas genom en ånggenerator. Vattnet i generatorn utsätts inte för lika högt tryck och därför får värmen vattnet att förångas. Ångan används för att driva en turbin som genererar el till ubåtens motor.

På 1950-talet ersatte kärnkraft diesel som drivmedel i ubåtar och än i dag används omkring 200 kärnreaktorer i fartyg och ubåtar runtom i världen. Fördelen med en kärnreaktor i en ubåt är att den inte kräver något syre.

En dieseldriven ubåt måste med jämna mellanrum – vanligen efter några dagar – stiga upp till ytan för att ta in luft, vilket kräver dyrbar tid och dessutom blottar ubåten för fiender.

Det finns cirka 18 000 radioaktiva föremål i Barents hav och Karahavet norr om Ryssland. Ubåtar är markerade med svart, flytande kärnavfall med gult och fast kärnavfall med orange.

© Ken Ikeda Madsen

I jämförelse kan en atomubåt befinna sig djupt under havsytan i princip hur länge som helst. Den behöver bara stiga upp för att skaffa förnödenheter åt besättningen.

Atomdrivna ubåtar medför emellertid en viss risk. Om kärnbränslet tränger ut genom reaktorns avskärmning kan det få ödesdigra konsekvenser.

Sedan kalla kriget har sju sovjetiska och ryska atomubåtar sjunkit till havets botten. Den kanske mest kända olyckan inträffade 2000, då Kursk sjönk med 118 besättningsmedlemmar ombord. Ubåten bärgades från havsbottnen under stor medie­bevakning 2001.

Strålning kan drabba djurlivet

Sedan de två ubåtarna K-27:s och K-159:s förlisningar har de besökts av undervattensrobotar utrustade med kameror, bland annat i ett samarbete mellan Norge och Ryssland 2012. Skroven är fortfarande relativt intakta, men med tanke på att de är ömtåliga hyser forskare och myndigheter farhågor för fram­tiden.

2017 publicerade norska Direktoratet for strålevern og atomsikkerhet en rapport om K-159. Deras slutsats var att så länge ubåten ligger på havsbottnen så finns det en risk att vatten ska tränga in i reaktorn, vilket skulle orsaka ett ”nödläge” på 246 meters djup.

🎬 Dyk med ned og se vraget af ubåden K-27

Nu vill ryssarna inte vänta längre. De två ubåtarna ska bärgas – och det kommer att bli dyrt. Kostnaden förväntas landa på motsvarande två miljarder kronor.

Planen måste dock sättas i verket med en gång, innan radioaktiva ämnen från ubåtarnas reaktorer läcker ut i Karahavet och Barents hav, som har några av världens största bestånd av sill, lodda och arktisk torsk och som utgör viktiga habitat för isbjörn, val och många andra djur.

Radioaktiva ämnen från ubåtarna riskerar inte bara att skada miljön och djurlivet i Arktis. Trots att ämnena späds ut i vattnet kan de utgöra en fara på middagsbordet. ­Radioaktiva isotoper som cesium-137 och strontium-90 är vattenlösliga och kan därmed tas upp av växtplankton, som äts av djurplankton, som i sin tur äts av fiskar, som äts av större fiskar och så vidare.

Eftersom dessa ämnen tas upp snabbare än de kan utsöndras ökar koncentrationen högre upp i näringskedjan i en process som kallas bioackumulation. I värsta fall kan så stora mängder radioaktiva föroreningar tas upp i fiskar att de är direkt hälsovådliga att äta.

När vattenlösliga radioaktiva ämnen släpps ut i haven ansamlas de i plankton och havslevande djur genom en process som kallas bioackumulation. På så sätt kan skadliga mängder av dessa ämnen hamna i vår mat.

© Ken Ikeda Madsen & Shutterstock

Radioaktiva ­ämnen släpps ut i havet

Bränsle från en kärnreaktor släpps ut i ­havet, där strömmar kan föra det tusentals kilometer bort. Det kan bland annat röra sig om cesium-137, som ­binder till klorider (Cl-), vattenlösliga joner som till exempel bordssalt (NaCl).

© Ken Ikeda Madsen & Shutterstock

Plankton tar upp skadliga ämnen

Foto­syntetiserande växtplankton, bland annat cyano­bakterier och grönalger, tar upp cesium-137 ur vattnet. Därefter äts växtplanktonen av ­växtätande djur­-plankton som i sin tur äts upp av köttätande djurplankton.

© Ken Ikeda Madsen & Shutterstock

Radioaktivitet ansamlas i ­näringskedjan

Planktonet äts av små fiskar, som i sin tur äts av större fiskar. När ­fiskarna tar upp de ­farliga ämnena snabbare än de kan utsöndras ökar koncentrationen av ­ämnena för varje nytt led i näringskedjan, ett ­fenomen som kallas ­bioackumulation.

© Ken Ikeda Madsen & Shutterstock

Människor äter radioaktiv fisk

Om ansamlingen av radioaktiva ämnen ­överskrider ett visst gränsvärde kan det med tiden bli skadligt för människor som äter mycket fisk. De radio­aktiva ämnena avger så kallad joniserande ­strålning, som bland ­annat kan orsaka cancer.

Radioaktiv strålning är joniserande, vilket innebär att strålningen har så hög energi att den kan slita loss elektroner från atomer och molekyler. Det kan ge upphov till cellförändringar i kroppen. Joniserande strålning kan därmed orsaka bland annat cancersjukdom hos människor. Därför skulle utsläpp från ubåtarna kunna göra det omöjligt att fiska i Barents hav och Kara­havet norr om Norge och Ryssland.

Vatten kan starta kedjereaktion

Attackubåten K-159 sjönk till botten av en olyckshändelse, medan K-27 är ett exempel på Sovjetunionens praxis att dumpa kärnavfall på havsbottnen. Det finns cirka 18 000 radioaktiva föremål i Barents hav och Karahavet.

Av dem räknas K-27 som en av de allvarligaste källorna till ett potentiellt utsläpp. Ubåten innehåller två reaktorer med höganrikat använt kärnbränsle, och reaktorerna var en ovanlig typ med kylning baserad på flytande metall i stället för vatten.

I värsta fall riskerar K-27:s reaktorer att starta en kedjereaktion som skulle kunna förorena havet i en grad som väcker minnen från Tjernobyl och Fukushima.

© Louis Lanzano/AP/Ritzau Scanpix

Forskare har tittat närmare på olika scenarier som jordskalv, terrordåd och skador vid bärgning av ubåten. Deras slutsats är att inträngning av havsvatten i reaktorerna riskerar att starta en kedjereaktion som skulle frige stora mängder radioaktivt material inte bara till havsmiljön utan också atmosfären.

Vatten fungerar som en så kallad neutronmoderator, som kan öka reaktorns aktivitet. En sådan kedjereaktion kan starta om bara fem–sex liter vatten tränger in i reaktorn på styrbordssidan, medan 18–20 liter tränger in på babordssidan.

Den ryska kärnkraftinspektionen Ros­atom överväger olika tekniker för att bärga de två atomubåtarna. När atomubåten Kursk bärgades 2001 fick Rosatom hjälp av det nederländska företaget Mammoet.

Det var Mammoet som år 2016 lyfte den 110 meter höga och 36 000 ton tunga stålkonstruktionen New Safe Confinement på plats över Reaktor 4 på Tjernobylkraftverket i Ukraina, som ska skydda mot radioaktiva utsläpp.

Katamaran ska bärga ubåtar

Illustrerad Vetenskap har inte fått någon information från Rosatom om de exakta planerna för bärgningen av de två ubåtarna. Men enligt flera ryska nyhetskällor, bland annat nyhetsbyrån Tass, ska ubåtarna troligen lyftas upp av en 137 meter lång katamaran försedd med 14 stora gripklor.

Gripklorna ska med hjälp av hydrauliska vinschar sänkas ner i vattnet mellan fartyg­ets två pontoner. När gripklorna har sänkts ner till bottnen fattar de tag om skrovet och drar upp ubåten.

Anledningen till att man använder så många som 14 gripklor är att man vill se till att hela ubåten lyfts upp, så att skrovet inte riskerar att brytas. Då skulle havsvatten kunna tränga in i reaktorerna.

När ubåten nästan är uppe vid ytan ska en pråm föra in ett sänkbart däck under ubåten. Därefter pumpas luft in i tankar i däcket, som då höjer sig över vattnet och ger ubåten säkert stöd. Slutligen kan pråmen segla ubåten i land där kärnbränslet ska kapslas in i stora stålcylindrar.

Flytande kraftverk stävar ut

Uppröjningen i de arktiska haven tycks bli ett tidskrävande projekt. 2020 skrev det ryska militära nyhetsmediet Interfax-AVN, baserat på intervjuer med experter på Ros­atom, att bärgningen av ubåtsvraken i Arktis kommer att pågå in på 2030-talet.

Det är inte en dag för tidigt. I samband med en undersökning av K-159 år 2014 bedömde Kurtjatovinstitutet i Moskva att avskärmningen av ubåtens reaktor i bästa fall kommer att brista om 30 år. I värsta fall kan det ske redan under de närmaste tio åren.

Under tiden har Ryssland redan sjösatt ett helt annat seglande atomprojekt. 2018 stävade det flytande kärnkraftverket Akademik Lomonosov ut på sin jungfrufärd från hamnen i Sankt Petersburg. Fartyget passerade Finland, Sverige, Danmark och Norge innan det kom till Murmansk i Rysslands nordvästra hörn. Det flytande kraftverket vilar på en 144 meter lang pråm.

© Unknown

Ombord på Akademik Lomonosov finns två tryckvattenreaktorer med vardera 35 mega­watts effekt, tillräckligt för att förse tusentals hushåll med el och värme. Det mobila kärnkraftverket ska relativt snabbt kunna seglas till platser där elbehovet i avlägsna delar av norra Ryssland vid en viss tidpunkt är som störst.

Greenpeace har kallat Akademik Lomonosov ”ett Tjernobyl på is”, medan de ryska ingenjörerna bakom det flytande kärnkraftverket beskriver det som ett tekniskt under som kan bidra till att bland annat fasa ut kolkraften längs Rysslands kust.

Trots den fortsatta risken för utsläpp från K-159 och K-27 fortsätter ryssarna alltså att använda kärnkraft som energikälla i de kalla arktiska havsområdena.