V polovině 60. let 20. století se mezi jadernými fyziky z různých zemí začalo stále častěji diskutovat na téma, zda jsou systémy havarijního dochlazování reaktorů jaderných elektráren schopny zabránit šíření závažné havárie a roztavení aktivní zóny reaktoru. Americký fyzik Ralph Lapp, který se podílel na vývoji atomové bomby (Manhattanský projekt), zveřejnil v roce 1971 článek Úvahy o vertikálním jaderném prostupu (Thoughts on Nuclear Plumbing). Autor, který se později stal známým popularizátorem jaderné fyziky, v něm při popisu následků závažné fiktivní havárie v jaderné elektrárně s roztavením jaderného paliva poprvé uvádí termín „čínský syndrom“. Podle teoretických výpočtů by mohlo roztavené palivo v případě havárie propálit plášť reaktoru a základovou desku elektrárny. Extrémně nízká pravděpodobnost této události byla utvrzena vtipem, v němž se říká, že jaderné palivo je při závažné havárii v elektrárně schopno propálit Zemi naskrz a může proniknout až do Číny. Dne 16. března 1979 měl v USA premiéru film s názvem Čínský syndrom o havárii v americké jaderné elektrárně, při níž dochází k roztavení aktivní zóny. Je to snad ironie osudu, ale za 12 dní po jeho promítnutí došlo v americké elektrárně Three Mile Island ke skutečné závažné havárii s částečným roztavením aktivní zóny. Průběh havárie se v mnohém podobal scénáři filmu. Naštěstí se (na rozdíl od něj) obešel bez závěrečné katastrofy. Touto havárií se ustálil termín „čínský syndrom“ pro nepředpokládané, velmi závažné havárie s roztavením aktivní zóny a následným protavením nádoby reaktoru.
ÚKOLEM JE ZABRÁNIT ČÍNSKÉMU SYNDROMU Svět se však nechystal odmítnout jadernou energii. Projektanti se začali zabývat problémem, jak zabránit situaci, která by vznikla podle scénáře čínského syndromu. Tento úkol se týkal zejména evropských projektantů. Ti musí vyvíjet reaktory provozované na starém kontinentu s vysokou hustotou obyvatelstva. Projektanti francouzské společnosti AREVA a ruské společnosti ROSATOM našli zcela nezávisle podobnou odpověď na otázku: Jak zabránit čínskému syndromu? Nazvali ji „zařízení k lokalizaci taveniny“ nebo „lapač aktivní zóny“. Řadí ho do IV. nejvyšší třídy velmi členité ochrany. Lapač taveniny zamezuje, aby v případě závažné havárie pronikala radioaktivita mimo ochrannou obálku do okolního prostředí. Na vývoji lapače taveniny se v letech 1994–2006 podíleli ruští projektanti a konstruktéři, kteří jsou zaměstnáni u různých struktur v rámci skupiny ROSATOM a Ruského vědeckého centra Kurčatovský institut. Do projektu se promítly i výsledky výzkumů, které probíhaly v Rusku od konce 80. let. V projektu VVER-1200 se lapač taveniny nachází přímo pod reaktorem a představuje kovovou miskovitou konstrukci o celkové hmotnosti vyšší než 800 t. Lapač je vyplněn speciálním tzv. obětním materiálem. Jeho úkolem je v případě havárie zadržet roztavené palivo (tzv. corium) a zabránit jeho vytékání na betonový základ ochranné obálky budovy reaktoru. Stanovení optimálního poměru složek obětního materiálu si vyžádalo více než 2000 experimentů. Druhou velmi důležitou funkcí lapače je zajistit podkritičnost taveniny. Roztavené palivo a úlomky částí konstrukce reaktoru se v případě havárie nacházejí v lapači v podmínkách, při nichž nemůže dojít k řetězové reakci. Třetí funkcí lapače taveniny je snížit tvorbu vodíku v případě vzniku závažných havárií, což pomáhá zamezit výbuchu v budově reaktoru.
KONSTRUKCE LAPAČE AKTIVNÍ ZÓNY Samotná nádoba lapače je dvojitá: tloušťka první stěny činí 60 mm, druhé 30 mm. Prostor mezi stěnami je vyplněn betonem, který je stabilní i při vysokých teplotách. Uvnitř jsou umístěny kazety s obětním materiálem – granulovanou keramickou směsí oxidu železa a oxidu hliníku. Tato směs je patentově chráněna a byla vyvinuta na základě dlouholetých testů. A právě tento obětní materiál reaguje s taveninou a vytváří doplňkovou ochrannou bariéru, která zabraňuje roztavení vnější stěny lapače.
U LAPAČE TAVENINY PROJEKT PŘEDPOKLÁDÁ SAMOSTATNÉ CHLAZENÍ VODOU Vůbec poprvé byly lapače taveniny instalovány na čínské elektrárně Tianwan. Dva bloky této elektrárny byly uvedeny do provozu v roce 2007. Lapač taveniny je instalován také na indické jaderné elektrárně Kudankulam, jejíž spuštění proběhne v průběhu tohoto roku. V Rusku použili lapač taveniny poprvé v nových blocích jaderných elektráren Leningradská-2 a Novovoroněžská-2. Na Leningradské JE-2 byl ještě před instalací samotného lapače rozpracován speciální projekt zaměřený na postup prací při instalaci lapače. Celý proces instalace se rozložil do 485 samostatných kroků, rozpracovaných až do nejmenších detailů. Navíc byl celý proces montáže lapače taveniny také vyprojektován ve virtuálním formátu 4-D, kde byly všechny kroky zaneseny jak v místě, tak v čase. Po prostudování tohoto projektu věděl každý pracovník, který se na montáži podílel, co má dělat v určitý moment. K montáži lapače je třeba vysoká profesionalita v oblasti stavebních prací. Protože společnost ROSATOM provádí sériovou výstavbu nových bloků, je technologie montáže lapače propracována do nejmenších podrobností. Příkladem může být první blok Novovoroněžské JE-2, kde bylo těleso lapače o hmotnosti 137 t instalováno za necelou půlhodinu. Dnes je lapač taveniny součástí všech projektů společnosti ROSATOM v Rusku i v zahraničí jako hlavní záruka toho, že nenastane situace podle scénáře „čínského syndromu“. Design reaktoru VVER-1200 poskytuje spolehlivou ochranu pro případ jakýchkoli, i nepředvídaných událostí.