Zagrożenia katastroficzne elektrowni jądrowych (NPP)

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-16 16:14

Dlaczego elektrownie jądrowe są potencjalnie niebezpieczne?

Oddziaływanie elektrowni jądrowej na środowisko, zależnie od technologii budowy i eksploatacji, może i powinno być znacznie mniejsze niż innych obiektów technologicznych: zakładów chemicznych, elektrociepłowni. Jednak promieniowanie w razie wypadku jest jednym z czynników niebezpiecznych dla środowiska, życia i zdrowia ludzi. W tym przypadku emisje są utożsamiane z emisjami wynikającymi z testów broni jądrowej.

Jakie jest oddziaływanie elektrowni jądrowych w warunkach normalnych i nienormalnych, czy możliwe jest zapobieganie katastrofom i jakie środki podejmuje się w celu zapewnienia bezpieczeństwa w obiektach jądrowych?

Pierwsze badania nad energetyką jądrową miały miejsce w latach 90. XIX wieku, a budowę dużych obiektów rozpoczęto w 1954 roku. Budowane są elektrownie jądrowe, aby pozyskiwać energię z rozpadu promieniotwórczego w reaktorze.

Obecnie stosowane są następujące typy reaktorów trzeciej generacji:

• lekka woda (najczęściej);
• ciężka woda;
• chłodzony gazem;
• szybki neutron.

W latach 1960-2008 na świecie uruchomiono około 540 reaktorów jądrowych. Spośród nich około 100 zostało zamkniętych z różnych powodów, w tym z powodu negatywnego wpływu elektrowni jądrowej na przyrodę. Do 1960 r. reaktory miały wysoki wskaźnik awaryjności ze względu na niedoskonałości technologiczne i niedostateczne opracowanie ram regulacyjnych. W kolejnych latach wymagania stały się bardziej rygorystyczne, a technologia ulepszona. Na tle zmniejszania się rezerw naturalnych surowców energetycznych, wysokiej efektywności energetycznej uranu, zbudowano bezpieczniejsze i mniej negatywne elektrownie jądrowe.

Do planowanej eksploatacji obiektów jądrowych wydobywana jest ruda uranu, z której drogą wzbogacania pozyskuje się radioaktywny uran. Reaktory wytwarzają pluton, najbardziej toksyczną istniejącą substancję pochodzenia ludzkiego. Obchodzenie się, transport i usuwanie odpadów z elektrowni jądrowych wymaga starannych środków ostrożności i bezpieczeństwa.

Elektrownie jądrowe, wraz z innymi kompleksami przemysłowymi, oddziałują na środowisko naturalne i życie człowieka. W praktyce wykorzystania obiektów energetycznych nie ma systemów w 100% niezawodnych. Analiza oddziaływania elektrowni jądrowych jest przeprowadzana z uwzględnieniem możliwych późniejszych zagrożeń i oczekiwanych korzyści.

Jednocześnie nie istnieje całkowicie bezpieczna energia. Oddziaływanie elektrowni jądrowej na środowisko zaczyna się od momentu budowy, trwa w trakcie eksploatacji, a nawet po jej zakończeniu. Na terenie lokalizacji elektrowni i poza nią należy przewidzieć wystąpienie takich negatywnych oddziaływań:

• Wycofanie działki pod budowę i urządzanie stref sanitarnych.
• Zmiana rzeźby terenu.
• Zniszczenie roślinności w wyniku budowy.
• Zanieczyszczenie atmosfery podczas piaskowania.
• Przesiedlenie mieszkańców na inne terytoria.
• Szkoda dla lokalnych populacji zwierząt.
• Zanieczyszczenia termiczne wpływające na mikroklimat terenu.
• Zmiany warunków użytkowania gruntów i zasobów naturalnych na określonym obszarze.
• Efektem chemicznym elektrowni jądrowych jest emisja do zbiorników wodnych, atmosfery i na powierzchnię gleby.
• Skażenie radionuklidami, które mogą powodować nieodwracalne zmiany w organizmach ludzi i zwierząt Substancje radioaktywne mogą przedostawać się do organizmu przez powietrze, wodę i żywność. Istnieją specjalne środki zapobiegawcze przeciwko temu i innym czynnikom.
• Promieniowanie jonizujące podczas likwidacji stacji z naruszeniem zasad demontażu i odkażania.

Jednym z najbardziej znaczących czynników zanieczyszczających jest efekt cieplny elektrowni jądrowych wynikający z eksploatacji wież chłodniczych, systemów chłodzenia i basenów zraszających. Wpływają na mikroklimat, stan wód, życie flory i fauny w promieniu kilku kilometrów od obiektu. Sprawność elektrowni jądrowych wynosi około 33-35%, reszta ciepła (65-67%) jest uwalniana do atmosfery.

Na terenie strefy sanitarnej w wyniku oddziaływania elektrowni jądrowej, w szczególności stawów chłodzących, wydziela się ciepło i wilgoć, powodując wzrost temperatury o 1-1,5° w promieniu kilkuset metrów. W ciepłym sezonie nad zbiornikami wodnymi tworzą się mgły, które rozpraszają się w znacznej odległości, pogarszając nasłonecznienie i przyspieszając niszczenie budynków. W chłodne dni mgła intensyfikuje warunki lodowe. Urządzenia natryskowe powodują jeszcze większy wzrost temperatury w promieniu kilku kilometrów.

Chłodnie parowe z chłodzeniem wodnym odparowują do 15% latem i do 1-2% zimą, tworząc pochodnie kondensatu pary, powodując 30-50% spadek oświetlenia słonecznego na sąsiednim terytorium, pogarszając widoczność meteorologiczną o 0,5- 4 km. Oddziaływanie elektrowni jądrowej wpływa na stan ekologiczny i skład hydrochemiczny wód sąsiednich zbiorników wodnych. Po odparowaniu wody z układów chłodniczych w tych ostatnich pozostają sole. Aby utrzymać stabilny bilans soli, część twardej wody należy wyrzucić i zastąpić wodą świeżą.

W normalnych warunkach eksploatacji zanieczyszczenie radiacyjne i efekt promieniowania jonizującego są zminimalizowane i nie przekraczają dopuszczalnego tła naturalnego. Katastrofalny wpływ elektrowni jądrowej na środowisko i ludzi może wystąpić podczas wypadków i wycieków.

Nie zapominaj o zagrożeniach spowodowanych przez człowieka, które są możliwe w energetyce jądrowej. Pomiędzy nimi:

• Sytuacje awaryjne związane ze składowaniem odpadów jądrowych. Produkcja odpadów promieniotwórczych na wszystkich etapach cyklu paliwowo-energetycznego wymaga kosztownych i skomplikowanych procedur ponownego przetwarzania i unieszkodliwiania.
• Tak zwany „czynnik ludzki”, który może spowodować awarię, a nawet poważny wypadek.
• Wycieki w zakładach przetwarzających napromieniowane paliwo.
• Możliwy terroryzm nuklearny.

Standardowy okres eksploatacji elektrowni jądrowej wynosi 30 lat. Po likwidacji stacji wymagana jest budowa trwałego, skomplikowanego i drogiego sarkofagu, który będzie musiał być serwisowany przez bardzo długi okres czasu.

Zakłada się, że oddziaływanie elektrowni jądrowej w postaci wszystkich powyższych czynników powinno być kontrolowane na każdym etapie projektowania i eksploatacji elektrowni. Specjalne kompleksowe środki mają na celu przewidywanie i zapobieganie emisjom, awariom i ich rozwojowi, aby zminimalizować konsekwencje.

Ważna jest umiejętność przewidywania procesów geodynamicznych na terenie stacji, normalizacji promieniowania elektromagnetycznego i hałasu oddziałującego na personel. Do lokalizacji kompleksu energetycznego teren jest wybierany po dokładnym uzasadnieniu geologicznym i hydrogeologicznym, przeprowadzana jest analiza jego budowy tektonicznej. Podczas budowy zakłada się staranne przestrzeganie ciągu technologicznego prac.

Zadaniem nauki, usług i działań praktycznych jest zapobieganie awariom, tworzenie normalnych warunków pracy elektrowni jądrowych. Jednym z czynników ochrony środowiska przed oddziaływaniem elektrowni jądrowych jest regulacja wskaźników, czyli ustalenie dopuszczalnych wartości określonego ryzyka i ich przestrzeganie.

Aby zminimalizować wpływ EJ na otoczenie, zasoby naturalne i ludzi, prowadzony jest kompleksowy monitoring radioekologiczny. Aby zapobiec błędnym działaniom pracowników elektrowni, przeprowadzane są wielopoziomowe szkolenia, szkolenia i inne działania. W celu zapobiegania zagrożeniom terrorystycznym stosuje się środki ochrony fizycznej, a także działalność specjalnych organizacji rządowych.

Nowoczesne elektrownie jądrowe są budowane z zachowaniem wysokiego poziomu bezpieczeństwa i ochrony. Muszą spełniać najwyższe wymagania organów regulacyjnych, w tym ochronę przed skażeniem radionuklidami i innymi szkodliwymi substancjami. Zadaniem nauki jest zmniejszenie ryzyka oddziaływania elektrowni jądrowej w wyniku awarii. Aby rozwiązać ten problem, opracowywane są reaktory, które są bezpieczniejsze w konstrukcji i mają imponujące wewnętrzne wskaźniki samoobrony i samokompensacji.

Promieniowanie naturalne istnieje w przyrodzie. Jednak dla środowiska intensywne narażenie elektrowni jądrowej na promieniowanie w razie wypadku, a także termiczne, chemiczne i mechaniczne, jest niebezpieczne. Bardzo pilny jest również problem z utylizacją odpadów promieniotwórczych. Dla bezpiecznego istnienia biosfery potrzebne są specjalne środki i środki ochronne. Stosunek do budowy elektrowni jądrowych na świecie jest niezwykle niejednoznaczny, zwłaszcza po wielu poważnych katastrofach na obiektach jądrowych.

Percepcja i ocena energii jądrowej w społeczeństwie nigdy nie będzie taka sama po tragedii w Czarnobylu w 1986 roku. Następnie do atmosfery dostało się do 450 rodzajów radionuklidów, w tym krótkożyciowy jod-131 i długożyciowy cez-131, stront-90.

Po awarii niektóre programy badawcze w różnych krajach zostały zamknięte, normalnie funkcjonujące reaktory zostały prewencyjnie zakończone, a poszczególne państwa nałożyły moratorium na energetykę jądrową. Jednocześnie około 16% światowej energii elektrycznej wytwarzane jest przez elektrownie jądrowe. Rozwój alternatywnych źródeł energii może zastąpić elektrownie jądrowe.