Mity i fakty o bezpieczeństwie jądrowym. Czego się boimy, a nie powinniśmy?

Współczesna energetyka jądrowa jest bezpiecznym źródłem energii, a świadomość tego faktu w społeczeństwie stale rośnie. Mimo to, wciąż można spotkać się z przestarzałymi przekonaniami i obawami na temat bezpieczeństwa elektrowni jądrowych. Od osób, które na co dzień nie mają styczności z energetyką jądrową, usłyszeć można pytania: Czy praca w takiej elektrowni jest bezpieczna? Czy do otoczenia emitowane jest szkodliwe promieniowanie? Czy reaktor jądrowy może wybuchnąć jak bomba? W artykule przyjrzymy się najczęstszym nieporozumieniom na ten temat i obalimy powszechnie powielane mity.

Mit #1: Elektrownia jądrowa jest źródłem dużej ilości niebezpiecznych odpadów?

Gdyby powyższe stwierdzenie było prawdziwe, to ludzkość, zamiast tonąć w plastikowych odpadach, byłaby zasypana zużytym paliwem jądrowym. Na dzień dzisiejszy na całej Ziemi działa bowiem 417 reaktorów jądrowych używanych do produkcji energii, a ich łączna zainstalowana moc to aż 377 046 MW elektrycznych. Ponadto, gdyby każdy z nas korzystał przez całe życie tylko z prądu pozyskanego z elektrowni jądrowych, to ilość wysokoaktywnych odpadów wygenerowanych podczas produkcji – przeliczona na jednego odbiorcę zmieściłaby się w dłoni.

Mit #2: Odpady promieniotwórcze z elektrowni jądrowych stanowią zagrożenie dla środowiska?

Pozostając w temacie odpadów promieniotwórczych, warto obalić kolejny mit. Owszem, same w sobie odpady są niebezpieczne, jednak poprawnie składowane nie stanowią żadnego zagrożenia dla ludzi ani środowiska. Co więcej, paliwo jądrowe wykorzystywane w elektrowniach może zostać poddane recyklingowi, a jedynie niewielka jego część wymaga specjalnego zabezpieczenia i długoterminowego składowania. Warto dodać, że w Polsce od lat istnieje Krajowe Składowisko Odpadów Promieniotwórczych. Położone jest ono w miejscowości Różan znajdującej się w odległości 90 km od Warszawy. Co istotne, nie składuje się w nim paliwa, lecz odpady pochodzące z medycyny, przemysłu i badań naukowych. Zdjęcie całej infrastruktury zamieszczono poniżej.

Mówiąc o wpływie elektrowni jądrowych na środowisko, warto wspomnieć, że pomagają one walczyć ze smogiem. Ten rodzaj produkcji prądu nie emituje do atmosfery szkodliwych substancji, takich jak tlenki azotu, dwutlenku siarki czy metali ciężkich.

Mit #3: Elektrownia jądrowa emituje do otoczenia szkodliwe promieniowanie?

Elektrownie jądrowe mają szereg zabezpieczeń, które sprawiają, że praca w nich i mieszkanie w ich pobliżu jest bezpieczne. Jednym z głównych rozwiązań konstrukcyjnych pozwalających na zapobieganie emisji są wielowarstwowe bariery ochronne. Kluczowym elementem każdej elektrowni jądrowej jest obudowa bezpieczeństwa, w której wnętrzu znajduje się reaktor. 

Obudowa bezpieczeństwa mierzy zazwyczaj 40 m szerokości i 60 m wysokości. Materiałem używanym do jej konstrukcji jest beton, wyłożony od wewnątrz stalową blachą. Grubość warstwy betonu dochodzi do nawet 2 m, a grubość blachy wynosi kilka lub kilkanaście milimetrów. 

Warto wspomnieć, że dawka promieniowania, którą otrzymujemy średnio na ziemi przez rok, wskutek pracy wszystkich elektrowni jądrowych nie przekracza 0,001 mSv. Dla porównania: roczna dawka promieniowania otrzymywana przez człowieka ze źródeł naturalnych (np. ze skał, gleb, przestrzeni kosmicznej) wynosi 2,5 mSv. Co ciekawe, elektrownie węglowe emitują do środowiska więcej radioizotopów niż elektrownie jądrowe, głównie przez spalanie węgla zawierającego naturalne pierwiastki promieniotwórcze, takie jak uran i tor. 

Mit #4: Czy reaktor jądrowy może wybuchnąć jak bomba?

Mimo tego, że działanie reaktora jądrowego opiera się na tych samych reakcjach rozszczepienia jąder, które zachodzą w broni atomowej, nie jest on w stanie wybuchnąć tak jak bomba atomowa. Reaktor i broń jądrową dzieli szereg różnic, między innymi budowa, geometria i konstrukcja. Bomba atomowa jest zaprojektowana specjalnie do osiągnięcia masy krytycznej w ułamku sekundy - pozwala to na nagłe skoncentrowanie ogromnej ilości energii w małej objętości, co doprowadza do wybuchu. W reaktorze natomiast konstrukcja zapobiega gwałtownemu wzrostowi reaktywności. Rdzeń reaktora jest “rozproszony” - oznacza to, że paliwo nie jest zgromadzone w jednym miejscu, a znajduje się w oddzielnych elementach paliwowych. Pomiędzy tymi elementami znajdują się inne materiały takie jak moderator, chłodziwo i pręty kontrolne. To właśnie one uniemożliwiają nagły wzrost intensywności zachodzenia reakcji łańcuchowej.

Kolejną kluczową różnicą jest stopień wzbogacenia paliwa. Naturalny uran wydobywany z ziemi składa się głównie z dwóch izotopów - uranu-238 (około 99,3% zawartości) oraz uranu-235 (około 0,7% zawartości). To właśnie izotop uranu-235 jest łatwo rozszczepialny i z tego powodu stosuje się go w reaktorach. Ponieważ naturalny uran zawiera małe ilości uranu-235 trzeba go wzbogacić. Reaktory energetyczne posiadają paliwo o poziomie wzbogacenia uranu ok. 3-5%. Taki poziom wzbogacenia nie pozwala na osiągnięcie gwałtownej, niekontrolowanej reakcji. W przypadku broni jądrowej poziom wzbogacenia uranu sięga aż ponad 90%. Sprawia to, że wykorzystanie paliwa reaktorowego do zbudowania broni jądrowej jest niemożliwe.

Mit #5: Ludzie nie chcą mieszkać w pobliżu elektrowni jądrowych?

Gdyby ludzie nie chcieli mieszkać w pobliżu elektrowni jądrowych, to miasta takie jak Toronto, czy Lyon nie istniałyby. W odległości do 50 km od tych miast działa bowiem elektrownia jądrowa. Elektrownia jądrowa w regionie daje szereg korzyści, między innymi oferuje stabilne miejsca pracy, pozwala na rozwój lokalnej infrastruktury oraz może wpływać na niższe ceny prądu.

W Polsce badania prowadzone przez Ministerstwo Klimatu i Środowiska pokazały, że lokalne poparcie dla budowy elektrowni jądrowej w gminie Choczewo jest na poziomie 70-80%.  Kolejnym przykładem jest sytuacja w Bełchatowie - potencjalnej lokalizacji dla kolejnych elektrowni jądrowych. W przeprowadzonym niedawno sondażu ponad 90% ankietowanych mieszkańców miasta wyraziło poparcie dla tej inwestycji.

Podsumowanie

Wiele mitów na temat bezpieczeństwa energetyki jądrowej wynika z niewiedzy lub dawnych błędów. Energetyka jądrowa to bezpieczne i sprawdzone źródło energii, a otwartość na zrozumienie podstaw działania elektrowni jądrowych stanowi fundament bezpiecznego rozwoju energetycznego. 

Źródła: PRIS; IAEA; gov.pl; www.nrc.gov; swiadomieoatomie.pl; ncbj.edu.pl; brookings.edu; Tucker, C. (2019). How to Drive a Nuclear Reactor. Springer.

Materiał został przygotowany przez Koło Naukowe Energetyków Jądrowych URANIUM, AGH.
Magdalena Teske