Poznaj atom

Czy energetyka jądrowa jest bezpieczna dla środowiska?

Czwartek 26 kwietnia 2012

Elektrownie jądrowe są obecnie najbardziej wydajnym źródłem czystej energii, w pełni przyjaznej dla środowiska. Nie emitują tlenków węgla, siarki i azotu, które są odpowiedzialne za występowanie kwaśnych deszczy i powstawanie efektu cieplarnianego, powodujących zatrucie atmosfery ziemskiej. Niewielu zdaje sobie sprawę, że pierwiastki promieniotwórcze takie jak uran, tor, rad, potas są zawarte również w węglu. W efekcie, elektrownia opalana węglem kamiennym o mocy 1000 MW rocznie emituje do środowiska ok. 30 ton toru oraz ok. 2 tony uranu pod postacią pyłów, żużli oraz popiołów.

Dzięki dużej koncentracji energii w paliwie jądrowym 1 gram uranu może stanowić ekwiwalent 1,5 tony węgla kamiennego. Elektrownia jądrowa o mocy 1000 MW potrzebuje około 30 ton paliwa jądrowego rocznie, natomiast elektrownia opalana węglem kamiennym o takiej samej mocy potrzebuje rocznie 4 mln ton węgla. Skąd zatem negatywne nastawienie do elektrowni jądrowych, skoro obecnie wykorzystywane elektrownie węglowe są znacznie bardziej szkodliwymi dla środowiska źródłami energii?
W przypadku eksploatacji elektrowni jądrowej, podobnie jak we wszystkich innych miejscach których ma się do czynienia z promieniowaniem jonizującym o dużym natężeniu, istnieje ryzyko wystąpienia szkodliwych efektów obcowania z tym zjawiskiem. Dlatego też podstawowym działaniem, które podejmuje się podczas całego okresu jej funkcjonowania jest minimalizacja tegoż ryzyka. W przypadku elektrowni jądrowych tworzone są takie systemy zabezpieczeń, które powodują, że ryzyko utraty zdrowia, życia czy szkody w środowisku naturalnym związane z tą metodą wytwarzania energii elektrycznej powinno być niższe niż ryzyko związane z wykorzystywaniem innych metod pozyskiwania energii.
U podstaw wszelkich systemów bezpieczeństwa stosowanych w elektrowniach jądrowych leży zasada tzw. głębokiej ochrony. Stosowanie tego założenia polega na stworzeniu kolejnych, fizycznych barier na drodze między wysokoaktywnym paliwem znajdującym się we wnętrzu reaktora, a środowiskiem poza obudową bezpieczeństwa. Normalnie pracująca elektrownia jądrowa emituje do środowiska tak znikome ilości promieniowania, że w praktyce nie da się ich zmierzyć stojąc przy ogrodzeniu elektrowni z licznikiem Geigera-Mullera. Są to wartości poniżej 0,001 mSv/rok (biorąc pod uwagę moc dawki), czyli 400x mniej niż różnica między poziomem promieniowania tła (czyli promieniowania naturalnego) we Wrocławiu i Krakowie.

Wewnątrz nowoczesnej elektrowni jądrowej, a taką właśnie planuje się wybudować w Polsce, bezpieczne są zarówno paliwo, reaktor jak i najbliższe otoczenie elektrowni. W społecznej percepcji ryzyko wiąże się z możliwością awarii elektrowni, transportem paliwa oraz składowaniem odpadów promieniotwórczych. Ale czy faktycznie należy się tego obawiać? Kontakt ze świeżym paliwem reaktorowym nie stanowi większego zagrożenia. Jego aktywność jest tak niska, że przed zautomatyzowaniem procesu załadunku reaktora, pracownicy bez szkody dla zdrowia, używali jedynie zwykłych, szmacianych rękawiczek – w dodatku nie w celu ochrony dłoni, lecz by nie zabrudzić prętów paliwowych. Zatem najistotniejszymi zagadnieniami związanymi z transportem paliwa są maksymalny poziom ochrony przed ingerencją osób z zewnątrz i zachowanie podkrytyczności (przewożenie paliwa w ilości, która nie wywoła samoistnie reakcji rozszczepienia).

Większe zagrożenie niesie silnie promieniotwórcze wypalone paliwo reaktorowe. Dlatego do jego transportu używa się specjalnie zaprojektowanych pojemników o bardzo dużej wytrzymałości oraz konstrukcji zabezpieczającej przed promieniowaniem i odpornej na ciepło emitowane przez wypalone pręty paliwowe. Wytrzymałość pojemników została potwierdzona licznymi testami (zrzucanie z dużych wysokości, testy zderzeniowe z pociągiem, eksplozje, przekłuwanie, zgniatanie, palenie). Po każdym z takich testów pojemniki wciąż mogły pełnić swoją rolę – chronić ludzi i środowisko przed promieniowaniem zawartości.

Składowiska odpadów promieniotwórczych są również należycie chronione i zapewniają bardzo wysoki poziom bezpieczeństwa. Mogą mieć różną budowę i lokalizację, w zależności od typu odpadów, jaki ma do nich trafić. Składowiska odpadów nisko- i średnioaktywnych budowane są na powierzchni ziemi lub na małej głębokości. W tym przypadku aktywność odpadów jest taka mała, a czas ich rozpadu tak krótki, że wystarczy zaledwie kilka podstawowych barier bezpieczeństwa (materiały wiążące, specjalne pojemniki itd.), aby wyeliminować wszelkie zagrożenia. W przypadku odpadów wysokoaktywnych konieczna jest budowa głębokich składowisk geologicznych (500-800 m pod ziemią), czyli dołożenie dodatkowych barier: beton, skała macierzysta składowiska, duża głębokość. O tym, że powyższe zabezpieczenia są wystarczające świadczy fakt, że naturalne składowisko odpadów promieniotwórczych w Oklo w Gabonie (pozostałość po naturalnych reaktorach jądrowych, które pracowały tam 1,5 mld lat temu) znajdowało się zaledwie kilkanaście metrów pod powierzchnią ziemi, bez żadnych dodatkowych osłon. Przez 1,5 mld lat odpady nie wydostały się stąd na powierzchnię (obecnie prawie nic po nich juz nie zostało, bo niemal wszystkie dawno się rozpadły), co potwierdziły badania geologiczne. Bezpieczeństwo składowisk głębokich potwierdziła w 2011 r. Komisja Europejska, na której zlecenie wykonano odpowiednie badania. Jednak co ciekawe – składowanie odpadów promieniotwórczych wcale nie jest jedynym rozwiązaniem. Możliwa jest też opcja by kraj eksploatujący reaktory jądrowe, a kupujący paliwo za granicą oddawał je po wypaleniu producentowi – to korzystanie z paliwa na zasadzie leasingu. Po wykorzystaniu wraca ono do producenta gdzie może zostać przerobione i wykorzystane w innych celach, na przykład do wyrobu paliwa MOX (mieszane paliwo uranowo-plutonowe: UO2+PuO2), mogącego ponownie zasilić reaktor jądrowy. Polska może skorzystać z tej możliwości dzięki członkostwu w Światowym Partnerstwie Energii Jądrowej.


Fot: WeiterWinkel, na licencji Creative Commons

Facebook