Spór wokół energetyki jądrowej

Zdzisław Celiński
docent doktor habilitowany, zastępca dyrektora Instytutu Badań Jądrowych w Świerku

 (Stary tekst z Problemów (79), szkoda by zniknął)

Ostre kontrowersje wokół energetyki jądrowej w wielu krajach zachodnich, a przede wszystkim próby ich przenoszenia na teren naszego kraju, uzasadniają konieczność spojrzenia na problematykę energetyki jądrowej chłodnym, pozbawionym irracjonalnych emocji okiem.

 

 

Przypomnijmy podstawowe argumenty za rozwojem energetyki jądrowej i czynniki praktycznie determinujące konieczność jej rozwoju.

Mimo wielu oporów i przeszkód, energetyka jądrowa rozwija się niezwykle szybko – jak żadna jeszcze z gałęzi techniki. Od roku 1954, przyjętego za początek ery energetyki jądrowej (uruchomienie pierwszej w świecie elektrowni jądrowej w Obnińsku o mocy 5 MW), do końca roku 1977 uruchomiono w 35 krajach świata 220 reaktorów, wytwarzających moc elektryczną 112 000 MW, dalszych 219 reaktorów znajduje się w budowie, a 142 w projektowaniu. Spójrzmy wstecz, jak rozwijała się energetyka jądrowa w różnych krajach, pozostawiając na boku ambitne programy jej dalszego rozwoju, podlegające z różnych przyczyn (kryzys energetyczny, recesja gospodarcza itd.) ciągłym fluktuacjom w dół i w górę.

 

Dlaczego energetyka jądrowa?

 

W ZSRR w 1975 roku moc w elektrowniach jądrowych wynosiła około 4000 MW, w roku 1977 – już 8440 MW. Udział elektrowni jądrowych w nowo instalowanej mocy elektrycznej wynosi obecnie około 20%. W Stanach Zjednoczonych w 1970 roku moc w elektrowniach jądrowych wynosiła 5000 MW, a w roku 1977 – 50 500 MW. W RFN w roku 1975 pracowało 10 elektrowni o mocy 3300 MW, w roku 1977 już 15 elektrowni o mocy 8700 MW. Podobnie jest i w innych krajach, przy czym energetyka jądrowa rozwija się nie tylko w krajach wysoko uprzemysłowionych. Elektrownie jądrowe pracują już w krajach takich, jak Argentyna, Indie, Korea Płd., Pakistan, Tajwan. Przewiduje się, że w roku 2000 połowa wytwarzanej na świecie energii elektrycznej będzie pochodzić z elektrowni jądrowych. Już w roku 1976 udział energii elektrycznej, wyprodukowanej w elektrowniach jądrowych w całej produkcji energii elektrycznej, wynosił: w Szwecji – 19%, Szwajcarii – 22%, Wielkiej Brytanii – 13%, USA – 9%, Francji – 10%.

Głównym bodźcem pobudzającym rozwój energetyki jądrowej w świecie są niewątpliwie względy ekonomiczne. Już w latach sześćdziesiątych energetyka jądrowa stawała się konkurencyjna ekonomicznie w stosunku do energetyki konwencjonalnej, a kryzys paliwowy z roku 1973 zdecydowanie przeważył szalę na jej korzyść. Pomimo że koszty inwestycyjne elektrowni jądrowej odniesione do 1 kW są wyższe niż w elektrowni konwencjonalnej, całkowity koszt wyprodukowania 1 kWh energii elektrycznej jest już znacznie niższy ze względu na niższy koszt paliwa. Istotne jest przy tym, że udział kosztów paliwa w koszcie energii elektrycznej wynosi w elektrowni jądrowej 10 – 30%, a w elektrowni konwencjonalnej 50 – 70%. Koszt energii elektrycznej wytwarzanej w elektrowni jądrowej jest mało czuły na wzrost kosztów paliwa.

Według danych z roku 1976, koszt 1 kWh energii elektrycznej wyprodukowanej w ZSRR w elektrowni konwencjonalnej wynosił 0,89 kop./kWh (elektrownia Krzyworożska, opalana węglem, 3000 MW), a w jądrowej 0,64 kop./kWh (elektrownia Nowoworoneżska). W USA odpowiednie liczby wynoszą 2,4 c/kWh i 1,4 c/kWh; we Francji – 12 i 7,5 c/kWh; w Anglii – 0,97 i 0,67 c/kWh; w Kanadzie – 1,3 i 1,0 c/kWh.

Poważnym stymulatorem rozwoju energetyki jądrowej w wielu krajach zachodnich są względy polityczne – dążenie do uniezależnienia się od dostaw ropy z zagranicy, szczególnie z nie ustabilizowanych politycznie rejonów świata.

Wreszcie bardzo ważnym czynnikiem zmuszającym do szybkiego rozwoju energetyki jądrowej są wyniki prognoz energetycznych, wskazujące, że bez dużego udziału energetyki jądrowej już w najbliższej przyszłości stanie się niemożliwe zapewnienie ludzkości wystarczających ilości energii.

Jeśli chodzi o Polskę, to czynnikami zmuszającymi nas do rozwijania energetyki jądrowej są:

  • ·         niedobory innych paliw energetycznych,
  • ·          względy ekonomiczne,
  • ·          konieczność ochrony środowiska.

Polityka lat sześćdziesiątych odwlekania rozwoju energetyki jądrowej w Polsce, argumentowana obfitością węgla („Polska na węglu leży”), na dłuższą metę nie okazała się słuszna. Bardzo szybko ujawniły się bariery wzrostu wydobycia węgla kamiennego (ogromne nakłady inwestycyjne potrzebne na budowę nowych kopalń i długie terminy ich uruchamiania, deficyt siły roboczej, trudności transportowe itd.), które uniemożliwiają wzrost jego wydobycia, niezbędnego do pokrycia szybko rosnącego zapotrzebowania na energię. Już w latach dziewięćdziesiątych powstanie ogromna „luka energetyczna”, której nawet maksymalne zwiększenie wydobycia węgla brunatnego nie będzie w stanie wypełnić. Dzisiaj jedyny ratunek pokrycia deficytu energii widzi polska energetyka w szybkim, w latach dziewięćdziesiątych, rozwoju energetyki jądrowej. Prognozy bilansu paliwowo-energetycznego wskazują, że w roku 2000 powstanie konieczność pokrycia 23 000 MW mocy elektrycznej przez elektrownie jądrowe. O skali problemu świadczyć może następujące porównanie: w roku 2000 (a więc już za 21 lat!) elektrownie jądrowe muszą wyprodukować 134 mld kWh, tj. więcej niż w roku 1980 wyniesie produkcja całej polskiej elektroenergetyki. Budowa potrzebnych do tego kilkudziesięciu reaktorów jądrowych jest zadaniem ogromnym. Ale w warunkach Polski szybki rozwój energetyki jądrowej jest nieodzowną koniecznością warunkującą dalszy społeczno-gospodarczy rozwój kraju.

 

Energetyka jądrowa a środowisko

 

W czasie normalnej eksploatacji elektrownia jądrowa nie stanowi zagrożenia dla środowiska i ludności. Jest ona wyposażona w wiele wypróbowanych zabezpieczeń, które nie dopuszczają do rozprzestrzeniania się substancji radioaktywnych z reaktora (szczelne budynki o specjalnej konstrukcji, filtry, zamknięte obiegi chłodzenia itd.).

Dla warunków polskich zestawiono w tabeli 1 średnie roczne dawki dla członków populacji, otrzymywane od różnych źródeł promieniowania. Jako maksymalnie dopuszczalną rocznie dawkę (znacznie niższą od rzeczywiście szkodliwej) dla osób nie związanych z technikami jądrowymi międzynarodowe normy przyjmują 500 miliremów, a dla osób zawodowo narażonych – 5000 miliremów. Dawkę od elektrowni jądrowych określono w tabeli 1 na podstawie doświadczeń zagranicznych. Wskazują one, że wkład energetyki jądrowej do ogólnego poziomu promieniowania jest praktycznie niezauważalny – znacznie niższy od tzw. tła naturalnego, tj. naturalnego promieniowania z różnych źródeł, któremu od dziesiątków tysięcy lat poddane są wszystkie żywe organizmy na Ziemi.

Tabela 1. Średnie roczne dawki otrzymywane z różnych źródeł promieniowania przez członków populacji w Polsce.

Źródło Dawka roczna w miliremach
Środowisko
– tło naturalne

100

– opad promieniotwórczy

4

– energetyka jądrowa

0,003

Medycyna
– diagnostyka i terapia rentgenowska

72

– diagnostyka i terapia radioizotopowa

1

Narażanie zawodowe

1

Przedmioty powszechnego użytku zawierające substancje promieniotwórcze

2

Razem

180

 

Nie wszyscy natomiast wiedzą, że elektrownia opalana węglem jest również źródłem zanieczyszczenia środowiska substancjami promieniotwórczymi. Naturalne izotopy promieniotwórcze (głównie rad i jego pochodne), zawarte w węglu, zostają przy jego spalaniu wydalane do atmosfery, co umożliwia ich kontakt z organizmami żywymi. Pomiary wykazały, że ilość uwalnianych w ten sposób substancji promieniotwórczych może być wielokrotnie większa niż uwalnianych podczas pracy elektrowni jądrowej o podobnej wielkości. Oczywiście, zanieczyszczenia te nie dają również żadnych powodów do obaw, gdyż są znacznie niższe od dolnych granicznych wartości dopuszczonych przez najostrzejsze normy.

Zanieczyszczenie środowiska naturalnego przez elektrownię opalaną węglem i związane z tym zagrożenie zdrowia ludności zamieszkałej w okolicy elektrowni są nieporównanie wyższe niż w przypadku elektrowni jądrowej. Elektrownia węglowa o mocy 1000 MW wydala codziennie do atmosfery 250 ton dwutlenku siarki, 120 ton tlenków azotu, 20 ton popiołu.

Ochrona środowiska przed zanieczyszczeniami atmosfery, m.in. wprowadzanymi przez elektrownie węglowe, jest w Polsce bardzo poważnym problemem. O ile zapylenie atmosfery zmniejszono w ostatnich latach dzięki użyciu doskonalszych filtrów, to zanieczyszczenia gazowe (głównie dwutlenek siarki) stale rosną. Głównym środkiem zmniejszania stężenia SO2 w powietrzu jest dzisiaj budowa wysokich kominów. W ten sposób SO2 jest rozpraszany w powietrzu, tak że przy powierzchni ziemi jego zawartość nie przekracza normy. Pomiary wykazują, że pomimo tych środków na niektórych obszarach Polski (m.in. w Warszawie i w aglomeracji górnośląskiej) zawartość substancji szkodliwych już przekracza dopuszczalne normy. Nie jest więc możliwa budowa dalszych elektrowni i elektrociepłowni opalanych węglem. Jedynym możliwym wyjściem jest budowa elektrociepłowni i elektrowni jądrowych.

 

Bezpieczeństwo energetyki jądrowej

 

W ciągu przeszło 20-letniej historii energetyki jądrowej reaktory energetyczne przepracowały ponad 1500 reaktorolat (iloczyn liczby pracujących reaktorów przez liczbę lat ich pracy). W okresie tym nie wydarzyła się ani jedna awaria reaktorowa, prowadząca do śmiertelnych skutków w wyniku napromieniowania radioaktywnego. Wypadki śmiertelne, jakie zdarzały się również w trakcie budowy i eksploatacji elektrowni, miały wyłącznie konwencjonalny charakter (jak np. upadek ze znacznej wysokości, poparzenie, przygniecenie itp.).

Jakkolwiek reaktory jądrowe okazały się, jak dotychczas, 100-procentowo bezpieczne, przeciwnicy energetyki jądrowej wysuwają żądanie wstrzymania jej rozwoju wskutek zbyt dużego, ich zdaniem, zagrożenia ludności. Powołują się oni przede wszystkim na możliwość wystąpienia dużych awarii samego reaktora, które mogą prowadzić do zagrożenia życia i zdrowia ludności, przede wszystkim zamieszkałej w okolicy elektrowni.

Przeanalizujemy ryzyko związane z możliwą awarią w elektrowni jądrowej.

Wybuch jądrowy reaktora (podobny do wybuchu bomby atomowej) fizykalnie nie jest możliwy. Chociaż rdzeń reaktora może zawierać wystarczającą do tego ilość materiałów rozszczepialnych, to jednak geometria jego rozmieszczenia w reaktorze nie pozwala na gwałtowny wybuch.

W paliwie jądrowym w czasie pracy elektrowni wytwarzane są duże ilości silnie radioaktywnych materiałów (rdzeń elektrowni o mocy 1000 MW po dłuższym okresie pracy zawiera około 1010 curie). Najcięższym przypadkiem awarii reaktora byłoby wydostanie się w jakikolwiek sposób znacznej części tych materiałów na zewnątrz reaktora. Awaria taka pociągnęłaby za sobą poważne konsekwencje dla życia i zdrowia ludności w otoczeniu elektrowni jądrowej. W jaki sposób może dojść do uwolnienia materiałów radioaktywnych z rdzenia reaktora?

Paliwem jądrowym jest dwutlenek uranu (UO2 – materiał ceramiczny o temperaturze topnienia około 2800°C), zamknięty w szczelnym pojemniku metalowym, najczęściej w postaci pręta. Dopóki temperatura paliwa nie jest wysoka, wytworzone produkty rozszczepienia pozostają uwięzione w paliwie. Do ich uwolnienia paliwo (wraz z koszulką) musi ulec stopieniu. Tak silny przegrzew paliwa jest wysoce nieprawdopodobny nie tylko ze względu na intensywne chłodzenie strumieniem przepływającej wody, ale również ze względu na istnienie tzw. ujemnego temperaturowego współczynnika reaktywności. Zapewnia on zmniejszenie intensywności reakcji rozszczepiania (a więc i produkcji ciepła) przy wzroście temperatury.

Główne niebezpieczeństwo stopienia paliwa stanowi tzw. ciepło powyłączeniowe. Duża ilość substancji radioaktywnych zgromadzona w rdzeniu stanowi silne źródło ciepła nawet po zatrzymaniu pracy reaktora, tj. po ustaniu reakcji rozszczepienia. Produkcja ciepła z czasem się zmniejsza, ale rdzeń musi być chłodzony jeszcze przez długi czas po wyłączeniu reaktora. Do awarii może dojść, gdy ciepło to z jakichkolwiek powodów nie może być odprowadzone z wodą chłodzącą.

Niebezpieczeństwa te rozeznano bardzo wcześnie i opracowano cały system bezpieczeństwa reaktorów jądrowych. W wyniku tego stopień bezpieczeństwa osiągnięty w energetyce jądrowej jest bezwzględnie najwyższy w porównaniu z innymi gałęziami techniki. Ale jednocześnie rozbudowany system bezpieczeństwa kosztuje – stąd koszt inwestycyjny (odniesiony do 1 kW mocy elektrycznej) elektrowni jądrowej jest znacznie wyższy niż elektrowni konwencjonalnej. W głęboko przemyślanej filozofii bezpieczeństwa reaktora przyjęto zasadę tzw. głębokiej ochrony z rozbudowanym systemem kolejnych zabezpieczeń („pozycji obronnych”). Wyzwolenie substancji radioaktywnych możliwe byłoby tylko w hipotetycznym, niezwykle mało prawdopodobnym przypadku – gdyby jednocześnie zawiodły kolejne niezależne od siebie, oparte na różnych koncepcjach technicznych, zabezpieczenia.

Pierwszą pozycją obronną jest sposób konstrukcji, budowy, a później eksploatacji reaktora jądrowego. Przy budowie elektrowni jądrowych używa się najlepszych materiałów i technologii dostępnych dzisiejszej technice. Tworzy się niezwykle ostre normy i wymagania techniczne na materiały i urządzenia. Muszą one pomyślnie przejść badania w warunkach awaryjnych. Obostrzony system inspekcji zapewnia wysoką jakość wykonania wszystkich elementów reaktora (nie bez racji produkcję urządzeń dla energetyki jądrowej uważa się za motor postępu technicznego w przemyśle, który zmuszony jest do opanowania nowoczesnych technologii, ścisłego przestrzegania bardzo ostrych norm i wymagań technicznych, wytwarzania materiałów o najwyższej czystości i ściśle określonych własnościach, opanowania wykonawstwa skomplikowanych urządzeń o wysokiej precyzji i bardzo małych tolerancjach). Personel jest doskonale wyszkolony, podlega okresowym kontrolom. Przy projektowaniu reaktora bierze się pod uwagę i przewiduje odpowiednie środki nie tylko dla przypadku zawsze możliwego błędu personelu obsługującego, ale również dla mało prawdopodobnych przypadków, jak trzęsienie ziemi, powodzie, pożary, fale uderzeniowe wywołane wybuchami, uderzenie spadającego samolotu, akcje sabotażowe czy terrorystyczne. Gdyby jednak z winy obsługi, nie zauważonej wady materiałowej lub innego powodu wystąpiły jakiekolwiek nieprawidłowości, na przeszkodzie rozwojowi awarii stoi druga „pozycja obronna”.

Drugą pozycję stanowią różnego rodzaju reaktorowe systemy zabezpieczające. Wykrywają one wszelkie nieprawidłowości w pracy urządzeń i albo same podejmują działanie (np. wyłączenie reaktora przy poważniejszych nieprawidłowościach pracy), albo sygnalizują je obsłudze. Należą do nich m.in. linie pomiarowe temperatury (elementów paliwowych, wody chłodzącej), wydatku przepływu wody chłodzącej, szczelności urządzeń, poziomu promieniowania itd. wraz z członami wykonawczymi. Pozycja ta jest rozbudowana w głąb (zawiera kilka jak gdyby „linii obronnych”) obejmując szereg dublujących się zabezpieczeń. Tak np. zabezpieczenie (pasywne) przed wyzwoleniem substancji radioaktywnych zawiera cztery bariery ochronne. Pierwszą stanowi koszulka elementu paliwowego (metalowa gilza, szczelnie zaspawana, wielokrotnie sprawdzana na szczelność). Drugą jest zbiornik ciśnieniowy reaktora (stalowy zbiornik o ścianach kilkunastocentymetrowej grubości, zawierający rdzeń i wypełniony wodą, wytrzymuje ciśnienie wewnętrzne stu kilkudziesięciu atmosfer). Trzecią barierą jest powłoka bezpieczeństwa (tzw. containment – szczelny zbiornik stalowy obejmujący wszystkie urządzenia pierwszego obiegu reaktora, jak zbiornik ciśnieniowy z rdzeniem, pompy, rurociągi, wymienniki ciepła itd.). Wreszcie czwartą i ostatnią barierę stanowi powłoka betonowa (z betonu sprężonego) otaczająca powłokę bezpieczeństwa. We wszystkich stopniach działają czułe przyrządy, wykrywające natychmiast nieszczelności i przecieki.

 

W ciągu przeszło 20-letniej historii energetyki jądrowej nie wydarzyła się ani jedna awaria reaktorowa prowadząca do śmiertelnych skutków w wyniku napromieniowania radioaktywnego.

 

Trzecią „pozycję obronną” stanowią środki zabezpieczające przed skutkami awarii. Wychodzi się przy tym z założenia, że zawiodły środki przeciwdziałające awarii w 1 i 2 pozycji – nastąpiła awaria reaktora. Przebieg awarii należy teraz poddać kontroli i ograniczyć jej skutki celem zapobieżenia powstaniu zagrożenia przede wszystkim ludności zamieszkałej w pobliżu elektrowni. Analizuje się „scenariusze” różnych przypadków awarii i rozbudowuje się systemy bezpieczeństwa chroniące przed jej skutkami. Najpoważniejszą hipotetyczną awarią byłoby przerwanie rurociągu obiegu pierwotnego, ucieczka wody chłodzącej ze zbiornika reaktora, stopienie rdzenia w wyniku działania ciepła powyłączeniowego i braku chłodzenia oraz uwolnienie do atmosfery części materiałów radioaktywnych rdzenia. Przed rozwojem tego typu awarii i jej skutkami chroni specjalny, niezależny układ awaryjnego zalewania rdzenia oraz powłoka bezpieczeństwa.

O skuteczności systemów bezpieczeństwa świadczyć może fakt, że dotychczas, pomimo przepracowanych 1500 reaktorolat, w żadnym z reaktorów nie doszło nie tylko do stopienia rdzenia, ale nawet do jego przegrzania.

W wyniku tak silnie rozbudowanego systemu bezpieczeństwa w reaktorze jądrowym, tworzącego podwójne, potrójne i często poczwórne zabezpieczenia, poważniejsza awaria reaktora jest prawie niemożliwa. Zastanówmy się, co oznacza słowo „prawie”?

Absolutne bezpieczeństwo jest technicznie nieosiągalne nie tylko w energetyce jądrowej, ale również w każdej innej dziedzinie techniki. W naszym świecie wszystko jest możliwe; różny jest jedynie stopień prawdopodobieństwa wystąpienia określonych zjawisk. O zjawiskach, których wystąpienie uważamy za praktycznie niemożliwe, mówimy, że prawdopodobieństwo ich wystąpienia jest bliskie zera. Aby więc przejść od opisowego do ilościowego ujęcia zagadnienia bezpieczeństwa reaktora, należy określić wielkości prawdopodobieństwa wystąpienia różnego rodzaju awarii.

Nie ulega wątpliwości, że energetyka jądrowa wprowadza nowe zagrożenia cywilizacyjne ludności. Problem polega jedynie na tym, żeby ocenić, jak są one duże i czy mogą być one zaakceptowane przez społeczeństwa w zamian za korzyści, jakie niesie energia jądrowa.

Zagadnienie to zostało bardzo dokładnie przeanalizowane przez grapę uczonych amerykańskich z MIT (najwyżej ceniona i znana techniczna uczelnia amerykańska) pod kierunkiem profesora Rasmussena. W obszernym studium, opublikowanym w r. 1975 (znanym jako tzw. raport Rasmussena), oceniono ilościowo zagrożenie dla ludności związane z pracą wodnych reaktorów energetycznych, porównano je z innymi zagrożeniami wprowadzonymi przez cywilizację oraz zagrożeniami uwarunkowanymi kataklizmami przyrody (patrz tabela 2).

Tabela 2. Wypadki śmiertelne w USA w roku 1969 wg przyczyn (Rasmussen, 1975).

Przyczyna

Liczba zabitych

Średnie indywidualne ryzyko śmierci

Katastrofy samochodowe

55 791

3•10-4

Upadki

17 827

9•10-5

Pożary

7 451

4•10-5

Utonięcia

6 181

3•10-5

Zatrucia

4 516

2•10-5

Katastrofy lotnicze

1 778

9•10-6

Porażenie prądem elektr.

1 148

6•10-6

Katastrofy kolejowe

884

4•10-6

Cyklony, huragany

208

8•10-7

Pioruny

160

5•10-7

Inne

16 012

 

Wypadki reaktorowe

0

2•10-10[1]

Razem ok. 115 000

 

O ile narażenie życia człowieka z powodu innych przyczyn można prosto określić na podstawie rocznych statystyk wypadków ze skutkiem śmiertelnym, to metoda ta w przypadku awarii reaktorów niosących podobne skutki jest nieprzydatna, gdyż liczba takich awarii w ciągu ćwierćwiecza pracy reaktorów energetycznych równa się dokładnie zeru. Przyjęto więc inną metodę oceny zagrożenia. Oszacowano niezawodność poszczególnych zabezpieczeń i na tej podstawie prawdopodobieństwo sekwencyjnego ich wypadnięcia, co prowadzić powinno do poważnej awarii reaktora. W wyniku takiego postępowania oszacowano, że dla warunków amerykańskich prawdopodobieństwo stopienia rdzenia wynosi 1:20 000 na reaktor i rok (wartość ta liczona była około 5 lat temu, dzisiaj jest niższa z uwagi na stale wprowadzane ulepszenia w systemach bezpieczeństwa). Jednocześnie określono, że jedynie 1 na 10 przypadków stopienia rdzenia może wywołać poważniejsze skutki dla ludności w okolicy reaktora, a tylko 1 na 100 przypadków może pociągnąć za sobą więcej niż 10 ofiar śmiertelnych (porównajmy to ze statystyką katastrof lotniczych i liczbą ich ofiar).

Szansa wystąpienia ciężkiego wypadku reaktorowego (przy 100 pracujących reaktorach), który by pociągnął za sobą co najmniej 10 ofiar śmiertelnych, wynosi rocznie 1:30000 (ryc. 1). Wypadek taki (dla warunków amerykańskich) jest nieporównanie mniej prawdopodobny niż wywołująca ten sam skutek katastrofa lotnicza (prawdopodobieństwo 100 000 razy większe), uwolnienie chloru z zakładów chemicznych (prawdopodobieństwo 10 000 razy większe) czy też przerwanie zapory wodnej (prawdopodobieństwo większe około 1000 razy).

 

Ryc. 1. Częstość występowania wypadków spowodowanych przez ludzi, z N zejściami śmiertelnymi (dane dla Stanów Zjednoczonych).

 

Średnie ryzyko śmierci w wypadku samochodowym mieszkańca USA było w roku 1969 milion razy większe niż ryzyko śmierci w wyniku awarii reaktora (tabela 2). Ponad 100 000 osób ginie rocznie w USA wskutek różnego rodzaju nieszczęśliwych wypadków. W wypadku z reaktorem energetycznym nikt jeszcze nie zginął (nie tylko w USA, ale i na całym świecie), chociaż w samych Stanach Zjednoczonych naliczono tylko w roku 1974 ponad 800 awarii reaktorowych. Były to niewielkie awarie – w żadnej z nich nie doszło do przegrzania rdzenia, nie mówiąc już o jego stopieniu. W żadnej nie doszło do większego – ponad dopuszczalne granice – uwolnienia substancji radioaktywnych.

Najcięższa dotychczas awaria reaktora energetycznego wydarzyła się w roku 1975 w elektrowni Browns Ferry (USA). Wskutek niedbałego obchodzenia się z ogniem powstał pożar w kanałach kablowych, w wyniku czego większość urządzeń zabezpieczających została unieruchomiona. Reaktor jednak został wyłączony, a systemy chłodzenia odprowadzające ciepło powyłączeniowe zadziałały prawidłowo. Powstały duże szkody materialne, ale nikt nie poniósł uszczerbku na zdrowiu, rdzeń nie uległ przegrzaniu, substancje radioaktywne nie zostały uwolnione. Jest interesujące, że na wypadek ten powołują się zarówno obrońcy, jak i przeciwnicy energetyki jądrowej. Przeciwnicy wskazują na słabe punkty w systemach bezpieczeństwa, które pozwoliły na jednoczesne wypadnięcie kilku zabezpieczeń, obrońcy wskazują na słuszność przyjętych zasad bezpieczeństwa, gdyż nawet pożar w elektrowni, który unieruchomił siedem z dwunastu systemów zabezpieczeń, nie przeszkodził pięciu pozostałym prawidłowo zadziałać i nie dopuścić do przegrzania rdzenia.

Gwoli ścisłości należy dodać, że cała omawiana tutaj filozofia bezpieczeństwa i statystyka wypadków reaktorowych odnosi się jedynie do cywilnych reaktorów energetycznych. W reaktorach pracujących dla celów wojskowych (produkcja plutonu, napędy jądrowe) wydarzyło się w samych tylko Stanach Zjednoczonych w latach pięćdziesiątych i sześćdziesiątych kilka wypadków śmiertelnych. Reaktory te pracują jednak dla innych celów, w innych reżimach technologicznych i podlegają odmiennym zasadom bezpieczeństwa.

Zagadnienie usuwania odpadów radioaktywnych jest przedstawiane przez przeciwników energetyki jądrowej jako zagadnienie dotychczas nie rozwiązane i wprowadzające największe zagrożenia. Jak sytuacja wygląda w rzeczywistości?

 

Ryc. 2. Częstość występowania wypadków spowodowanych kataklizmami naturalnymi, z N zejściami śmiertelnymi (dane dla Stanów Zjednoczonych).

 

Odpady radioaktywne powstają we wszystkich ogniwach tzw. cyklu paliwowego, w samej elektrowni w czasie jej pracy (głównie stałe i ciekłe osady w filtrach) oraz przy wymianie elementów konstrukcyjnych reaktora. Ich usuwanie należy niewątpliwie do najpoważniejszych problemów energetyki jądrowej, gdyż część z nich pozostaje aktywna jeszcze przez dziesiątki tysięcy lat. Koncepcja ich usuwania, przyjęta dzisiaj na całym świecie, przewiduje składowanie odpadów (odpowiednio opakowanych i zabezpieczonych) w głębokich sztolniach po wyeksploatowanych kopalniach soli. Lokalizacja taka jest uzasadniona faktem, że kopalnie soli od milionów lat odcięte są od wód gruntowych, co gwarantuje, że odpady nie zostaną z przepływającą wodą wyniesione na powierzchnię. Po wypełnieniu sztolni zostaje ona zasypana tak, że nie będzie potrzeby stałego jej nadzoru.

Wysokoaktywne odpady powstają w zasadzie jedynie przy przerobie paliwa. Stanowią one około 1% objętości wszystkich odpadów, zawierając jednocześnie około 99% ich aktywności. Elektrownia o mocy elektrycznej 1000 MW „wytwarza” 1-2 m3 wysokoaktywnych odpadów w ciągu roku. Obliczono, że wszystkie odpady wysokoaktywne w postaci już zestalonej, jakie w latach 1975-2000 powstaną we Francji z przerobu paliwa wypalonego w reaktorach energetycznych (powyżej 100 reaktorów), zajmą objętość nie większą od objętości basenu pływackiego. Jednocześnie nie należy zapominać, że problem składowania odpadów wysokoaktywnych nie jest problemem nowym – ma już za sobą 30-letnią historię. Odpady powstawały przy produkcji plutonu dla potrzeb militarnych. Szacuje się, że w samych Stanach Zjednoczonych zmagazynowano około 200 000 m3 tego typu odpadów, a więc kilkaset razy więcej niż ilość zawarta w elementach paliwowych wszystkich amerykańskich reaktorów energetycznych.

Nie można dać satysfakcjonującej odpowiedzi ludziom, zaniepokojonym ryzykiem wnoszonym przez energetykę jądrową. W efekcie końcowym problem sprowadza się bowiem do tego, czy społeczeństwo skłonne jest zaakceptować bardzo niewielkie (w porównaniu z innymi zagrożeniami wprowadzonymi już przez cywilizację) ryzyko, czy też decyduje się nie ponosić żadnego ryzyka związanego z energetyką jądrową i pogodzić się z chronicznym, stale pogłębiającym się deficytem energii (cieplnej i elektrycznej) wraz ze wszystkimi wypływającymi stąd konsekwencjami (recesja gospodarcza, zatrzymanie, a nawet cofnięcie rozwoju społeczno-gospodarczego, pogorszenie jakości życia itd.).

Jeśli dla rozwiązania dzisiejszych problemów energetycznych chce się szukać jedynie rozwiązań, które nie zawierają żadnego ryzyka, to jest pewne, że problemów tych się nie rozwiąże.

Analiza Rasmussena wykazała, że skutki najgorszego typu awarii – stopienia rdzenia, nie są zbyt groźne, a nawet w najgorszym przypadku nie są groźniejsze od innych konwencjonalnych źródeł zagrożenia. Z punktu widzenia interesów ogólno-społecznych można wątpić, czy należy inwestować duże środki w dalsze zwiększanie bezpieczeństwa reaktorów, które i tak są bezpieczne, zamiast przeznaczyć je na zwalczanie konwencjonalnych źródeł zagrożenia, pochłaniających najwięcej ofiar. Tam środki te dałyby natychmiastowy, znacznie większy efekt. Np. zrealizowanie projektu „bezpiecznego” samochodu uratowałoby od śmierci dziesiątki tysięcy istnień ludzkich rocznie.

 

Kompleks Hiroszimy

 

U podstaw niepokoju, strachu, często wręcz negatywnego stosunku do wszelkiej działalności związanej z energetyką jądrową, leży tzw. kompleks Hiroszimy. Narodziny energetyki jądrowej wiążą się bowiem z bombą atomową. W odczuciu wielu ludzi ciągle jeszcze energetyka jądrowa kojarzy się bardziej z niszczycielskim zastosowaniem broni jądrowej niż z jej pokojowym wykorzystaniem.

Alarmujące wystąpienia na temat niebezpieczeństw, jakie niesie z sobą rozwój energetyki jądrowej, są nieuzasadnione. Miały one jednak tę pozytywną stronę, że zmusiły do bardzo starannego przeanalizowania wszelkich możliwych ujemnych skutków i przygotowania środków zaradczych. W żadnej z dziedzin techniki nie zrobiono tyle dla zapewnienia bezpieczeństwa, co w technice jądrowej.

Warto zwrócić uwagę, że uprzedzenia do techniki jądrowej, istniejące od jej narodzin, spowodowały z gruntu inne niż w klasycznych technikach podejście do zagadnień bezpieczeństwa. W każdym nowym urządzeniu w konwencjonalnej technice środki bezpieczeństwa początkowo niezbyt rozbudowane, są z czasem (jako rezultat występujących awarii – nieraz z wypadkami śmiertelnymi) ulepszane i rozbudowywane. W technice jądrowej rzecz ma się dokładnie odwrotnie. Od razu narzucono bardzo ostre rygory bezpieczeństwa i rozbudowano odpowiednie urządzenia. Z czasem, po zdobyciu odpowiedniego doświadczenia, niektóre z nich okazują się zbędne i ulegają likwidacji.

Większość społeczeństw krajów rozwiniętych dokonała już wyboru. Wypadł on na korzyść energetyki jądrowej. Rzeczywisty obraz nastrojów i poglądów opinii publicznej wypacza niezbyt liczna, ale za to bardzo hałaśliwa, grupa przeciwników energetyki jądrowej. Używają oni chwytliwych, demagogicznych haseł, grają na emocjach, operują irracjonalnymi argumentami, strasząc widmem „śmierci atomowej”. Tam, gdzie odbyła się konfrontacja w postaci np. referendów, jak to było w kilku stanach USA (referendum zorganizowane z inicjatywy przeciwników energetyki jądrowej w roku 1976), zwyciężyła „milcząca większość” społeczeństwa, która nie chce zrezygnować z rozwoju gospodarczego kraju nawet za cenę ryzyka, którym ją straszono.

Artykuł ten można zakończyć dwoma stwierdzeniami :

  • ·         energetyka jądrowa nie jest bardziej niebezpiecznym dla człowieka i jego naturalnego otoczenia elementem cywilizacji ludzkiej niż wiele innych elementów od dawna zaakceptowanych przez społeczeństwo – a nawet, jak wykazują analizy i dotychczasowe doświadczenie, jest znacznie bezpieczniejsza;
  • ·         w warunkach polskich (a także większości krajów świata) rozwój energetyki jądrowej jest koniecznością, warunkującą dalszy postęp społeczny i gospodarczy kraju, z którą jej przeciwnicy będą musieli się pogodzić.

Zdzisław Celiński


[1] oszacowane przy 100 reaktorach pracujących

Reklamy
Ten wpis został opublikowany w kategorii Uncategorized. Dodaj zakładkę do bezpośredniego odnośnika.

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie na Facebooku

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie na Google+

Komentujesz korzystając z konta Google+. Wyloguj / Zmień )

Connecting to %s