Under de tidiga morgontimmarna den 26 april 1986 exploderade kärnkraftverket i Tjernobyl i Ukraina (tidigare Sovjetunionen) och skapade vad många anser vara den värsta kärnkrafts katastrof som världen någonsin har sett.
Även efter många års vetenskaplig forskning och myndighetsutredning finns det fortfarande många obesvarade frågor om Tjernobyl-olyckan - särskilt när det gäller de långsiktiga hälsoeffekterna som den enorma strålningsläckan kommer att få på dem som utsattes.
Var är Tjernobyl?
Chernobyl Kärnkraftverk ligger cirka 130 mil norr om staden Kiev, Ukraina och cirka 20 km söder om gränsen till Vitryssland, enligt World Nuclear Association. Det består av fyra reaktorer som designades och byggdes under 1970- och 1980-talet. En konstgjord reservoar, ungefär 8,5 kvadrat miles (storlek) och matas av Pripyat-floden, skapades för att ge kylvatten till reaktorn.
Den nybyggda staden Pripyat var den närmaste staden till kraftverket på knappt 3 mil bort (3 km) och höll nästan 50 000 människor 1986. En mindre och äldre stad, Tjernobyl, var cirka 15 mil bort och hem för cirka 12 000 invånare. Resten av regionen var främst gårdar och skogsmark.
Kraftverket
Tjernobyl-anläggningen använde fyra sovjet-designade RBMK-1000-kärnreaktorer - en design som nu universellt erkänns som i sig bristfällig. RBMK-reaktorer var av en tryckrörskonstruktion som använde ett anrikat U-235 urandioxidbränsle för att värma vatten, vilket skapade ånga som driver reaktorns turbiner och genererar elektricitet, enligt World Nuclear Association.
I de flesta kärnreaktorer används vatten också som kylvätska och för att moderera kärnkärnans reaktivitet genom att ta bort överskottsvärme och ånga, enligt World Nuclear Association. Men RBMK-1000 använde grafit för att moderera kärnans reaktivitet och för att hålla en kontinuerlig kärnreaktion som inträffar i kärnan. När kärnkärnan värmdes och producerade mer ångbubblor blev kärnan Mer reaktiv, inte mindre, att skapa en positiv feedback-slinga som ingenjörer kallar en "positiv-void koefficient."
Vad hände?
Explosionen inträffade den 26 april 1986 under en rutinmässig underhållskontroll, enligt U.N. Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR). Operatörerna planerade att testa de elektriska systemen när de stängde av vitala styrsystem, i strid med säkerhetsföreskrifterna. Detta fick reaktorn att nå farligt instabila och låga effektnivåer.
Reaktor 4 hade stängts av dagen innan för att utföra underhållskontroller till säkerhetssystem under potentiella strömavbrott, enligt Kärnenergiorganet (NEA). Även om det fortfarande är viss oenighet om den faktiska orsaken till explosionen, tror man allmänt att den första orsakades av ett överskott av ånga och den andra påverkades av väte. Överskottet ånga skapades av minskningen av kylvattnet som orsakade att ånga byggdes upp i kylrören - den positiva tomrumskoefficienten - som orsakade en enorm kraftöverflöde som operatörerna inte kunde stänga av.
Explosionerna inträffade klockan 23:23 den 26 april, förstörde reaktorn 4 och inledde en blomstrande brand, enligt NEA. Radioaktivt skräp av bränsle- och reaktorkomponenter regnade över området medan brand spriddes från husets reaktor 4 till angränsande byggnader. Giftiga ångor och damm transporterades av den blåser vinden och förde klyvningsprodukter och ädelgasinventariet.
Radioaktivt nedfall
Explosionerna dödade två anläggningsarbetare - den första av flera arbetare som dog inom några timmar efter olyckan. Under de närmaste dagarna, när akutbesättningarna desperat försökte innehålla bränderna och strålningsläckorna, dödade dödsfallet när anläggningsarbetare gav efter för akut strålningssjuka.
Den ursprungliga branden kvävdades ungefär klockan 17.00, men den resulterande grafitdrivna branden tog 10 dagar och 250 brandmän för att släcka den, enligt NEA. Toxiska utsläpp pumpades dock ut i atmosfären i ytterligare 10 dagar.
Det mesta av strålningen frigjord från den misslyckade kärnreaktorn var från klyvningsprodukter jod-131, cesium-134 och cesium-137. Jod-131 har enligt UNSCEAR en relativt kort halveringstid på åtta dagar, men intas snabbt genom luften och tenderar att lokalisera i sköldkörteln. Cesiumisotoper har längre halveringstid (cesium-137 har en halveringstid på 30 år) och är ett problem i år efter att de släppts ut i miljön.
Evakueringar av Pripyat började den 27 april - cirka 36 timmar efter olyckan inträffade. Vid den tiden klagade många invånare redan på kräkningar, huvudvärk och andra tecken på strålningssjuka. Tjänstemän stängde av ett område på 30 mil (30 km) runt anläggningen senast den 14 maj och evakuerade ytterligare 116 000 invånare. Inom de närmaste åren rådde 220 000 fler invånare att flytta till mindre förorenade områden, enligt World Nuclear Association.
Hälsoeffekter
Tjugoåtta av arbetarna i Tjernobyl dog under de första fyra månaderna efter olyckan, enligt US Nuclear Regulatory Commission (NRC), inklusive några heroiska arbetare som visste att de utsatte sig för dödliga strålningsnivåer för att säkra anläggningen från ytterligare strålningsläckor.
De rådande vindarna vid tidpunkten för olyckan var från söder och öster, så mycket av strålningsröret reste nordväst mot Vitryssland. Icke desto mindre var sovjetiska myndigheter långsamma att släppa information om allvarligheten av katastrofen till omvärlden. Men när strålningsnivåerna väckte oro i Sverige ungefär tre dagar senare kunde forskare där dra slutsatsen om den ungefärliga platsen för kärnkatastrofen baserad på strålningsnivåer och vindriktningar, vilket tvingade sovjetiska myndigheter att avslöja krisen i sin helhet, enligt Förenta staterna nationer.
Inom tre månader efter Tjernobylolyckan dog totalt 31 personer av strålningsexponering eller andra direkta effekter av katastrofen, enligt NRC. Mellan 1991 och 2015 diagnostiserades så många som 20 000 fall av sköldkörtelfall hos patienter som var under 18 år 1986, enligt en UNSCEAR-rapport 2018. Även om det fortfarande kan finnas ytterligare fall av cancer som akutarbetare, evakuerade och invånare kan uppleva under hela deras livstid, är den kända totala frekvensen av cancerdödsfall och andra hälsoeffekter som är direkt relaterade till Tjernobyls strålningsläcka lägre än vad man ursprungligen fruktade. "Majoriteten av de fem miljoner invånare som bor i förorenade områden ... fick mycket små strålningsdoser jämförbara med naturliga bakgrundsnivåer (0,1 rem per år)," enligt en NRC-rapport. "I dag kopplar de tillgängliga bevisen inte starkt olyckan till strålningsinducerade ökningar av leukemi eller fast cancer, annat än sköldkörtelcancer."
Vissa experter har hävdat att osäker rädsla för strålningsförgiftning ledde till större lidande än den faktiska katastrofen. Till exempel, många läkare i hela Östeuropa och Sovjetunionen rådde gravida kvinnor att genomgå aborter för att undvika att fostra barn med födelsedefekter eller andra störningar, även om den faktiska nivån för strålningsexponering dessa kvinnor upplevde var troligtvis för låg för att orsaka problem, enligt World Nuclear Association. År 2000 publicerade FN en rapport om effekterna av Tjernobyl-olyckan som var så "full av underbyggda uttalanden som inte har något stöd i vetenskapliga bedömningar", enligt ordföranden för UNSCEAR, att den så småningom avskedades av de flesta myndigheter.
Miljöpåverkan
Strax efter att strålningsläckorna från Tjernobyl inträffade dödades träden i skogsområdena som omger växten av höga strålningsnivåer. Denna region blev känd som "Röda skogen" eftersom de döda träden fick en ljus ingefärafärg. Träden bulldozades så småningom och begravdes i diken, enligt National Science Research Laboratory vid Texas Tech University.
Den skadade reaktorn förseglades snabbt i en betongsarkofag avsedd att innehålla den återstående strålningen, enligt NRC. Men det pågår en intensiv vetenskaplig debatt om hur effektiv denna sarkofag har varit och kommer att fortsätta att vara in i framtiden. En kapsling som kallas den nya Safe Confinement-strukturen började byggas i slutet av 2006 efter stabilisering av den befintliga sarkofagen. Den nya strukturen, färdigställd 2017, är 843 fot (257 meter) bred, 531 fot (162 m) lång och 356 fot (108 m) lång och utformad för att helt omsluta reaktorn 4 och dess omgivande sarkofag under minst de nästa 100 år, enligt World Nuclear News.
Trots föroreningen av platsen - och de inneboende riskerna med att driva en reaktor med allvarliga konstruktionsfel - fortsatte kärnkraftsverket i Tjernobyl att arbeta för att möta Ukrainas kraftbehov tills dess sista reaktor, reaktor 3, stängdes i december 2000, till World Nuclear News. Reaktorerna 2 och 1 stängdes 1991 respektive 1996. Fullständig avveckling av webbplatsen förväntas vara klar 2028.
Anläggningen, spöksstäderna Pripyat och Tjernobyl, och det omgivande landet utgör en 1 000 kvadratkilometer stor "uteslutningszon", som är begränsad till nästan alla utom för forskare och myndigheter.
Trots farorna återvände flera människor till sina hem strax efter katastrofen, och några delade sina berättelser med nyhetskällor som BBC, CNN och The Guardian. Och 2011 öppnade Ukraina området för turister som ville se efterverkningarna av katastrofen från första hand.
Tjernobyl idag
Idag är regionen, inklusive inom uteslutningszonen, fylld med en mängd olika vilda djur som har frodats utan störningar från människor, enligt National Geographic och BBC. Blomstrande populationer av vargar, rådjur, lodjur, bäver, örnar, vildsvin, älg, björnar och andra djur har dokumenterats i de täta skogsområden som nu omger det tysta kraftverket. Icke desto mindre är det känt att en handfull strålningseffekter, såsom stuntade träd som växer i zonen med högsta strålning och djur med höga halter av cesium-137 i sina kroppar.
Området har återhämtat sig i viss utsträckning, men är långt ifrån att återgå till det normala ... Men i områdena precis utanför uteslutningszonen börjar människor återupptas. Turister fortsätter att besöka sajten, med besöksgraden på 30-40% tack vare en ny HBO-serie baserad på katastrofen. Och katastrofen som inträffade i Tjernobyl resulterade i några betydande förändringar för kärnkraftsindustrin: oro över reaktorsäkerhet ökade i östra Europa och i hela världen; de återstående RBMK-reaktorerna modifierades för att minska risken vid en annan katastrof; och många internationella program inklusive International Atomic Energy Agency (IAEA) och World Association of Nuclear Operators (WANO) grundades som ett direkt resultat av Tjernobyl, enligt World Nuclear Association. Och runt om i världen har experter fortsatt att undersöka sätt att förebygga framtida kärnkatastrofer.
Denna artikel uppdaterades 20 juni 2019 av Live Science-bidragsgivaren Rachel Ross.
