Człowiek w zielonym kombinezonie ochronnym i masce przeciwgazowej; na masce górski krajobraz i symbol promieniowania jonizującego.

Cień Czarnobyla

Fot. Piotr Sokołowski
Polska, jak każde inne rozwijające się państwo potrzebuje energii. U nas w znacznej części otrzymujemy ją w klasycznych elektrowniach z blokami energetycznymi opalanymi węglem. Jednak o węglu powinniśmy jak najszybciej zapomnieć. Alternatywą jest atom, ale tego wielu z nas boi się jak ognia. Katastrofa w Czarnobylu, przypomniana głośnym ostatnio serialem "Czarnobyl" produkcji HBO jeszcze bardziej podsyca obawy. Czy faktycznie mamy się czego bać? Przyglądamy się czarnobylskim i atomowym mitom.

Bez względu na to, jaki jest nasz stosunek do energetyki atomowej, fakty są takie, że nasz kraj jest otoczony elektrowniami jądrowymi. Tego typu działające placówki znajdziemy w Czechach, na Słowacji, na Ukrainie, w Szwecji, czy w Niemczech. Przy czym nasi zachodni sąsiedzi już jakiś czas temu (po katastrofie w japońskiej Fukushimie) zadeklarowali rezygnację z atomu. Bezpośrednio po spowodowanej potężnym tsunami awarii w elektrowni Fukushima Daiichi, Niemcy wyłączyli osiem z siedemnastu działających w ich elektrowniach jądrowych reaktorów, a kanclerz Merkel zadeklarowała całkowitą rezygnację z atomu do 2022 roku. W takiej sytuacji pytanie „czy my mamy inwestować w atom?” wydaje się dość rozsądne. Przecież skoro tak rozwinięte państwo i potężna gospodarka rezygnują z tej formy generowania energii, to czy my mamy w nią w ogóle wchodzić Odpowiedzi dostarczy poniższy graf, przedstawiający miks energetyczny naszych zachodnich sąsiadów.

Miks energetyczny naszych zachodnich sąsiadów – zwróćcie uwagę na udział energetyki odnawialnej (graf. cleanenergywire.org)

Moce zainstalowane instalacji OZE w Niemczech mówią same za siebie. Niemcy w roku 2018 mieli większą moc samych tylko elektrowni wiatrowych od mocy elektrowni opalanych węglem kamiennym i brunatnym razem wziętych. Tym samym odpowiedź jest prosta – po prostu Niemców na to stać – w sensie energetycznym. Polska może w tej chwili co najwyżej pomarzyć o takich proporcjach energetyki odnawialnej do energetyki bazującej na paliwach kopalnych. Nasz problem polega jednak na tym, że mamy coraz mniej czasu – inwestowanie w rozproszone źródła energii, takie jak turbiny wiatrowe, panele solarne i inne OZE wymaga również inwestowania w inteligentne sieci energetyczne, których w Polsce na dobrą sprawę nie mamy.

Reklama

Niemcy mają już na tyle rozwiniętą energetykę ze źródeł odnawialnych, że mogą sobie pozwolić na rezygnację z atomu, poza tym wiele niemieckich siłowni nuklearnych to stare konstrukcje. W miksie energetycznym Polski ponad 80 procent energii wytwarzanej jest z węgla. Tymczasem z węgla musimy zrezygnować, a zapotrzebowanie na energię nie będzie maleć, wręcz przeciwnie. W 2019 moc polskiego systemu energetycznego to ok. 42 GW. Szacuje się, że w 2040 roku będziemy potrzebować ok. 73 GW, a roczna produkcja energii ma się zwiększyć z dzisiejszych 165 TWh do 232 TWh. Tak przynajmniej wynika z przedstawionych pod koniec 2018 roku założeń polityki energetycznej państwa. Oczywiście do założeń PEP 2040 nie ma się co przywiązywać, gdyż będą one co jakiś czas (zdaniem ministra Tchórzewskiego – co dwa lata) rewidowane. Dla naszych rozważań istotne jest to, że w miksie energetycznym 2040 17% energii ma być generowanej właśnie z elektrowni jądrowych. To wciąż mało, porównajmy to z kolejną mapką:

Polska jest otoczona elektrowniami jądrowymi (źródło: NIK na podstawie danych MAEA-PRIS)

Jak widać nasi sąsiedzi, w tym również Niemcy (mimo deklaracji całkowitej rezygnacji z atomu), wciąż z powodzeniem korzystają ze swoich elektrowni jądrowych. Kolejne siłownie są budowane, m.in. w Finlandii, czy nieoznaczonej jeszcze na powyższej mapce – Białorusi. Dlaczego o tym wspominam? Dlatego, że to czy w danym kraju powstanie elektrownia nuklearna czy też nie, powinno zależeć od racjonalnych decyzji uwzględniających przede wszystkim interes energetyczny państwa, na terenie którego dana siłownia nuklearna jest zainstalowana. Przy okazji interes energetyczny państwa nie powinien być sprzeczny z interesem ludzkości, co oznaczałoby jak najrychlejszą rezygnację z elektrowni węglowych. Niestety w tym przypadku, mimo faktu że znajdujemy się w przededniu katastrofy klimatycznej, interesy narodowe czy wręcz ograniczonej grupy społecznej bądź zawodowej przeważają nad interesem ogółu. Ogółu w sensie globalnym. Wróćmy jednak do atomu.

Na przykład dla Białorusinów budowa elektrowni jądrowej pod Ostrowcem w obwodzie grodzieńskim stanowi jeden z najważniejszych elementów programu uniezależnienia się Białorusi od rosyjskiego gazu. Z kolei Rosjanie, budowali Kaliningradzką Elektrownię Atomową z myślą nie tyle o zaspokojeniu potrzeb energetycznych obwodu kaliningradzkiego, co o – w znacznym stopniu – eksporcie i odsprzedaży energii krajom sąsiednim: Litwie, Polsce, a także Niemcom. Żadne z tych państw nie było jednak zainteresowane kupowaniem atomowej energii od Rosjan, co ostatecznie spowodowało w 2013 roku wstrzymanie budowy kaliningradzkiej siłowni. Dwa zupełnie różne przypadki, co je łączy? Technologia. W obu wymienionych elektrowniach atomowych planowano użycie reaktorów nuklearnych tego samego typu, tzw. WWER-1200 (Водо-Водяной Энергетический Реактор; w literaturze anglojęzycznej spotyka się oznaczenie VVER). Zawarte w nazwie określenie wodno-wodny oznacza, że woda pełni w tym typie reaktorów rolę zarówno chłodziwa, jak i moderatora neutronów. Zgodnie z zachodnią nomenklaturą WWER to nic innego jak reaktor wodny ciśnieniowy, czyli PWR (ang. Pressurized Water Reactor). Ponieważ WWER to reaktory wymyślone jeszcze w czasach ZSRR wciąż pokutuje twierdzenie, że są one równie niebezpieczne co reaktory w Czarnobylu. Ponieważ celem tego materiału jest rozprawienie się z atomowymi mitami, od tego zacznijmy.

Mit 1 – Każdy radziecki/rosyjski reaktor to konstrukcja niebezpieczna!

Mit ten to pokłosie katastrofy w Czarnobylu, gdzie w wyniku błędnych decyzji ludzi, splotu nieprzewidzianych okoliczności, a także nie do końca przemyślanej konstrukcji samego reaktora doszło do jednej z dwóch w historii katastrof nuklearnych o najwyższym, siódmym stopniu wg międzynarodowej skali zdarzeń jądrowych i radiologicznych (INES – International Nuclear and Radiological Event Scale). Elektrownia w Czarnobylu wykorzystywała radzieckie reaktory typu RBMK (Реактор Большой Мощности Канальный, czyli Reaktor Kanałowy Wielkiej Mocy, lekkowodny reaktor kanałowy dużej mocy z moderatorem grafitowym i chłodzeniem wodnym). Paradoksalnie ta konstrukcja miała sporo plusów, które zresztą zadecydowały o tym, że sowieckie władze wprowadziły tego typu rozwiązanie do wielu elektrowni jądrowych na terenie ZSRR.

Nieczynny już reaktor RBMK z bloku 2 elektrowni w Czarnobylu (fot. Carl Willis; https://carlwillis.wordpress.com/)

Zaletą tego typu reaktorów jest przede wszystkim to, że nie wymagają one wzbogaconego paliwa (ew. korzystają z lekko wzbogaconego uranu), dzięki temu są one uznawane za jedne z najbardziej ekonomicznych reaktorów nuklearnych na świecie. Konstrukcja reaktora RBMK jest w pewnym stopniu skalowalna, dzięki czemu można dość łatwo zwiększyć moc reaktora poprzez dodawanie kolejnych modułów. Ta cecha stanowi również wadę reaktorów RBMK, gdyż ową skalowalność uzyskano m.in. dzięki całkowitej rezygnacji z obudowy bezpieczeństwa. Właśnie brak obudowy bezpieczeństwa stał w sprzeczności z powszechnie uznawaną na świecie praktyką konstrukcji reaktorów nuklearnych, gdzie obudowa bezpieczeństwa to niezbędny element całego systemu barier powstrzymujących emisję promieniotwórczych izotopów do środowiska w razie awarii. Dla sowieckich interesów zaletą była natomiast łatwość przeładunku paliwa w trakcie pracy reaktora. Niewtajemniczonym wyjaśniam, że ta cecha oznacza łatwe (nie wymagające wyłączania reaktora) pozyskiwanie plutonu wykorzystywanego później do broni nuklearnej.

Reklama

Wady reaktorów RBMK jednak przeważały nad zaletami, a największą z nich był dodatni współczynnik reaktywności. Oznacza to wzrost mocy reaktora w wyniku wzrostu temperatury w jego wnętrzu. Uzyskujemy wtedy dodatnie sprzężenie zwrotne temperatury wnętrza reaktora i jego mocy. W przypadku innych popularnych w energetyce nuklearnej reaktorów typu PWR (rosyjski odpowiednik to WWER) czy BWR, w których woda jest zarówno chłodziwem jak i moderatorem, tendencja jest odwrotna, tj. w przypadku wzrostu temperatury liczba rozszczepień się zmniejsza i reaktor wygasa. Wynika to stąd, że przy wzroście temperatury woda zamienia się w parę wodną i przestaje spowalniać (moderować) neutrony, w efekcie mamy wygaszenie reakcji.

I jakkolwiek reaktory RBMK z czasów Czarnobyla to konstrukcje urągające regułom bezpieczeństwa w energetyce nuklearnej, to stanowią one niechlubny wyjątek. Rosjanie na potrzeby energetyki produkują również wspomniane wcześniej reaktory typu WWER, które są znacznie bezpieczniejszymi konstrukcjami. Gdyby taki reaktor znajdował się w Czarnobylu katastrofa nie miałaby miejsca. Inna sprawa, że do dziś działa na terenie Rosji 10 reaktorów RBMK – są to jednak już konstrukcje zmodernizowane, w których usunięto wiele wad ujawnionych w wyniku wydarzeń z końca kwietnia 1986 roku.

Mit 2 – Elektrownia atomowa promieniuje!

Rozumowanie wydaje się logiczne, skoro w elektrowni atomowej jako paliwa używa się materiałów rozszczepialnych, to promieniowanie przenikliwe w okolicy takiej placówki powinno być większe niż w miejscach, w których elektrowni atomowej nie ma, prawda? Nieprawda. Promieniowanie jonizujące towarzyszy nam od zawsze, izotopy promieniotwórcze istnieją na naszej planecie od momentu jej powstania, na dodatek jako organizmy żywe jesteśmy nieprzerwanie bombardowani promieniowaniem kosmicznym. Mimo to wciąż żyjemy.

Średnia globalna dawka naturalna (wg. Karam A.P, Leslie S.A, Anbar A.: The effects of changing atmospheric oxygen concentrations and background radiation levels on radiogenic DNA damage rates. Health Physics, 2001, Vol. 81, No 3.p. 545-553) wynosi 2,4 mSv/rok (milisiwerta na rok). Siwert (Sv) jest jednostką stanowiącą tzw. równoważnik dawki pochłoniętej i jest to bardzo duża jednostka, zwykle w energetyce nuklearnej operuje się milisiwertami (0,001 Sv) lub jeszcze mniejszymi jednostkami. W każdym razie gdybyśmy mieszkali w pobliżu prawidłowo zbudowanej i działającej elektrowni jądrowej, jej wpływ na podaną wyżej średnią globalną dawkę (2,4 mSv/rok) byłby w zasadzie pomijalny, rzędu 0,001 mSv/rok. Dla porównania średnia roczna dawka otrzymana przez statystycznego mieszkańca Polski jest wyższa od średniej globalnej i wynosi 3,35 mSv/rok, a udział procedur medycznych w tej średniej wynosi aż 0,86 mSv rocznie (zdjęcia rentgenowskie, tomografia itp.). Spójrzmy zresztą na następujący wykres:

Udział różnych źródeł promieniowania jonizującego w średniej rocznej dawce skutecznej (3,35 mSv) przypadającej na statystycznego mieszkańca Polski (graf. „Nie bójmy się energetyki jądrowej”, doc. dr inż. Strupczewski)

O tym jak bardzo nieuzasadniona jest obawa przed promieniowaniem generowanym przez sprawnie działającą i prawidłowo zbudowaną elektrownię nuklearną niech świadczy również to, o ile większe promieniowanie dochodzi do nas ze źródeł naturalnych. Izotopy promieniotwórcze wchłaniamy wraz z pożywieniem i to zaczynając od mleka matki (każde mleko zawiera m.in. potas, w tym również promieniotwórczy izotop tego pierwiastka K-40). W efekcie nasze własne ciała promieniują, wystarczy że położysz się obok bliskiej osoby, a otrzymasz dawkę rzędu 0,33 mSv/rok – tak, 33-krotnie wyższą od wpływu prawidłowo działającej elektrowni nuklearnej, nawet gdyby Twój dom znajdował się przy ogrodzeniu tej placówki.

Osobiście jestem zwolennikiem tzw. hipotezy hormezy radiacyjnej, czyli postulatu korzystnego wpływu małych, występujących naturalnie od zarania dziejów, dawek promieniowania jonizującego na organizmy żywe, w tym również na człowieka. Poprawność tej hipotezy została zresztą wykazana w wielu doświadczeniach. Niewielkie promieniowanie jonizujące pobudza podział komórek, zmniejsza prawdopodobieństwo zachorowania na nowotwory złośliwe i inne choroby o podłożu genetycznym, pojawia się również odpowiedź radioadaptacyjna zwiększająca odporność komórek żywych na znacznie wyższy poziom promieniowania. Skoro wiele doświadczeń potwierdza hormezę radiacyjną, dlaczego wciąż uważa się ją za hipotezę? Głównie ze względu na trudności w obiektywnym mierzeniu biologicznych efektów oddziaływania niewielkich dawek promieniowania jonizującego w otwartym środowisku.

Reklama

Wspomniałem wcześniej o średniej globalnej dawce rocznej, w Polsce średnia jest wyższa od globalnej, a są na naszej planecie miejsca, gdzie naturalnie występująca promieniotwórczość jest znacząco większa. Przykładem może być miasto Ramsan położone w Iranie nad brzegiem Morza Kaspijskiego – to lubiany przez wielu nadmorski kurort wypoczynkowy, ani tubylcom, ani turystom nie przeszkadza bardzo wysoka promieniotwórczość naturalna w tamtym regionie – przeciętny mieszkaniec Ramsan otrzymuje rocznie dawkę 260 mSv. Ponad stukrotnie przekraczającą średnią globalną i kilka tysięcy razy większą od tego, co powoduje znajdująca się w bezpośrednim sąsiedztwie sprawna elektrownia nuklearna. No dobrze, sprawna, a co z awarią?


Na następnej stronie piszemy o awariach w Czarnobylu i Fukushimie oraz ich skutkach, o problemie odpadów jądrowych oraz porównujemy atom do węgla.

0
Zamknij

Choć staramy się je ograniczać, wykorzystujemy mechanizmy takie jak ciasteczka, które pozwalają naszym partnerom na śledzenie Twojego zachowania w sieci. Dowiedz się więcej.