Obsah
1. Jadrová energia 3
1.1. Energia „zakliata“ v hmote 3
1.2. Možné zdroje jadrovej energie 4
1.2.1. Jadrové batérie 4
1.2.2. Reťazové štiepne reakcie 4
1.2.3. Jadrová fúzia 4
2. Radiácia 5
2.1. Druhy radiácie 6
2.1.1. Častice α 6
2.1.2. Častice β 6
2.1.3. Lúče γ 6
2.1.4. Kozmické žiarenie 6
2.2. Vplyv radiácie na organizmus 7
2.2.1. Akútny syndróm mäknutia mozgu 7
2.2.2. Choroba z ožiarenia 7
2.2.3. Rakovina 7
2.2.4. Mutácie 8
3. Jadrový odpad 9
3.1. Produkcia jadrového odpadu 10
3.2. Spôsoby nakladania s jadrovým odpadom 10
3.2.1. Spracovanie 11
3.2.2. Ukladanie 11
4. Havárie a katastrofy 12
4.1. Chalk River, Kanada, 1952 12
4.2. Jaslovské Bohunice A1, 1977 12
4.3. Majak 13
4.4. Krasnojarsk-26 14
5. Záver 15
1. Jadrová energia
Človek spotrebováva energiu už od nepamäti. Objavenie nového zdroja či spôsobu transformácie energie pre ľudstvo takmer vždy znamenalo revolúciu, príchod nového veku. Keď sa človek naučil využívať oheň, mohol účinnejšie loviť korisť, chrániť sa pred nečasom a dravcami, neskôr vypaľovať keramiku, taviť kovy. Objav parného stroja znamenal začiatok priemyselnej revolúcie. Para poháňala stroje v baniach, továrňach, vlaky i parníky. Nástupom elektrickej energie začala vedecko-technická revolúcia, ktorej vďačíme za náš súčastný životný štandard. Každý z týchto objavov umožnil človeku pracovať kratšie a menej namáhavo, žiť pohodlnejšie. No každý z nich si vybral aj svoju daň na zdraví ľudí a životnom prostredí. Medzi najkontroverznejšie zdroje energie nepochybne patrí jadrová energia, najvýznamnejší objav 20. storočia.
1.1. Energia „zakliata“ v hmote
Roku 1905 odhalil nemecký fyzik Albert Einstein spojitosť medzi energiou a hmotou. Prišiel s myšlienkou, že hmota a energia sú len dve formy jednej existencie a že sa môžu premieňať jedna na druhú. Spojovacím ohnivkom medzi hmotou a energiou je okrídlený vzorec E = mc2. Znamená, že v 1 kg hmoty je ukrytá energia 25 miliárd kilowatthodín.
Vedci vypočítali, že človek spotreboval od objavu ohňa približne 5 miliónov miliárd (5 000 000 000 000 000) kWh energie. Znamená to, že na uspokojenie všetkých energetických potrieb človeka za posledných štvrť milióna rokov, teda od začiatku používania ohňa, by stačilo využiť energiu skrytú v 200 kg hmoty. Vedcom sa však dodnes nepodarilo objaviť spôsob, ako získať túto „zakliatu“ energiu. Pri spaľovaní dreva, uhlia a iných fosílnych palív získavame nanajvýš stomilióntinu percenta, ale ani v jadrových elektrárňach nedokážeme uvoľniť viac ako zlomok percenta skrytej energie.
* teoretická hodnota – predpokladáme, že elektráreň využívajúca fúziu by mala približne rovnakú účinnosť ako tepelná elektráreň
1.2.Možné zdroje jadrovej energie
Poznáme 3 možné spôsoby získavania energie z atómového jadra. Sú to:
1.2.1. Jadrové batérie
Jadrové batérie využívajú teplo produkované rádionuklidmi pri spontánnych jadrových premenách. Môžu mať pri malej veľkosti pomerne veľký výkon a životnosť, napríklad jadrová batéria veľkosti pomaranča dokáže poskytovať výkon niekoľko wattov. Využívajú Seebeckov termoelektrický jav. Používajú sa v družiciach, automatických meteorologických staniciach a pod.
Aj zemské vnútro získava teplo pri spontánnych jadrových premenách, a tak tvoria aj podstatu geotermálnej energie.
1.2.2. Reťazové štiepne reakcie
Využívajú stacionárnu riadenú reťazovú štiepnu reakciu, pri ktorej sa jadrá ťažkých prvkov (235U, 238Pu) štiepia prúdom neutrónov a vznikajú ľahšie rádioaktívne jadrá a ďalšie neutróny. Tieto reakcie využívajú všetky jadrové elektrárne na svete a oni aj produkujú najväčšiu časť rádioaktívneho odpadu.
Lavínová štiepna reakcia bola použitá jadrových zbraniach, ktoré boli zhodené na Hirošimu (uránová bomba) a Nagasaki (plutóniová bomba) v roku 1945. Tieto bomby majú na svedomí smrť približne 300 000 ľudí bezprostredne po výbuchoch a ďalších desiatok tisíc na ich následky. Výbuchy a skúšky jadrových zbraní vyprodukovali tiež veľké množstvo jadrového odpadu.
1.2.3. Jadrová fúzia
Jadrová fúzia je považovaná za energiu budúcnosti, pretože nezaťažuje prírodu rádioaktivitou, uvoľnená energia je približne 5 000 krát väčšia na kilogram paliva ako pri štiepnych reakciách a palivo je veľmi dobre dostupné – môže ním byť obyčajná voda. Každá energia (okrem geotermálnej) používaná ľuďmi pred uskutočnením reťazovej štiepnej reakcie má svoj pôvod v jadrovej fúzii, keďže prebieha v Slnku, ktoré je väčšinovým energetickým zdrojom Zeme.
Podstatou jadrovej fúzie je spojenie dvoch ľahších jadier, napríklad deutéria, pričom vzniká jedno ťažšie jadro a uvoľňuje sa veľké množstvo energie. Na zapálenie tejto reakcie však treba dosiahnuť teplotu vyše 20 miliónov stupňov, preto je jej riadené uskutočnenie mimoriadne náročné.
Z 1g deutéria možno získať energiu odpovedajúcu teplu, ktoré sa uvoľní spálením 7000 kg uhlia. Deutérium je možné získavať z morskej vody. Spálením všetkých zásob uhlia by sa uvoľnilo teplo, ktoré by sa dalo získať iba z 1,2 tony deutéria. Toto množstvo je obsiahnuté v 34 m3 morskej vody. Keďže svetový oceán obsahuje 1 370 000 000 km3 vody, môžeme z tohto množstva vody získať 40 000 000 krát viac tepla ako zo všetkých zásob uhlia na svete.
Ľuďom sa zatiaľ podarilo dosiahnuť len neriadenú termonukleárnu fúziu, a to v termonukleárnej (vodíkovej) bombe. Prvá vodíková bomba bola odpálená Spojenými štátmi v novembri 1952. Teplota, potrebná na zapálenie fúznej reakcie sa získava pomocou štiepnej atómovej bomby.
Niektorí vedci tvrdia, že sa im podarilo uskutočniť studenú fúziu, čiže fúziu pri bežnej teplote, ale nikto z nich nevedel svoj pokus zopakovať. 2. Radiácia
Radiácia (syn. žiarenie) je elektromagnetické žiarenie, čiže akékoľvek elektromagnetické vlny, od dlhých vín (rádiové vlny) po lúče γ. Bežne sa však pod pojmom radiácia rozumejú častice a vlny vyžarované rádioaktívnymi prvkami. Na túto užšiu definíciu radiácie sa budem odvolávať i ja v tejto práci.
Radiácia zachránila životy miliónom ľudí pri použití na diagnostikovanie a liečenie chorôb. Rovnako má na svedomí i milióny predčasných úmrtí, zákerných chorôb a nežiadúcich mutácii. Podľa vedeckých odhadov zomrelo na následky ožiarenia niekoľkonásobne viac ľudí, ako bezprostredne pri výbuchoch v Hirošime a Nagasaki. Nebezpečenstvo radiácie spočíva najmä v tom, že ju nedokážeme bezprostredne vnímať našimi zmyslami. Ak ožiarený spozoruje, že niečo nie je v poriadku, je už väčšinou neskoro.
Radiácia je sprievodným javom rádioaktivity. Vzniká ako dôsledok jadrových premien prvkov na iné prvky. Vo forme žiarenia sa uvoľňuje takmer všetka energia pri jadrových reakciách. Aby sme mohli lepšie pochopiť účinky radiácie na ľudský organizmus a životné prostredie, musíme poznať aspoň základné vlastnosti jednotlivých druhov rádioaktívneho žiarenia
2.1.Druhy radiácie
V rádioaktívne látky vyžarujú tri základné druhy radiácie. Sú to:
2.1.1. Častice α
Alfa častica je rýchlo letiace jadro hélia. Pozostáva z dvoch protónov a dvoch neutrónov. Pre relatívne vysokú veľkosť a hmotnosť sa dá táto častica zastaviť hárkom papiera. Alfa častica rýchlo stráca energiu a v hmote môže preniknúť len do malej hĺbky, napriek tomu je ale veľmi energická a ak sa pri kontakte s ľudskou bunkou pohybuje dostatočne rýchlo, môže preniknúť cez stenu bunky a spôsobiť vážne poškodenie jej vnútru. V skutočnosti má alfa radiácia na množstvo dodanej energie horší biologický dopad, než ktorákoľvek iná forma žiarenia. Nedávne štúdie ukázali, že vplyv alfa častíc na chromozómy je pri rovnakej energii tisíc krát väčší ako gama žiarenie.
2.1.2. Častice β
Skoro dvetisíc krát menšia než alfa častica je beta častica, ktorá je má negatívny náboj a je identická s elektrónom. Beta častica môže preniknúť oveľa hlbšie do hmoty ako alfa, môže prejsť cez mnoho buniek tela, kým stratí energiu a zastaví sa.
2.1.3. Lúče γ
Gama lúče je elektromagnetické žiarenie energie vyžarované jadrom rádioaktívnej látky. Ide teda o prúd fotónov. Má najväčšiu silu preniknutia a často sprevádza alfa a beta emisie. Röntgenové žiarenie je podobné gama lúčom.
2.1.4. Kozmické žiarenie
Kozmické žiarenie má menšiu vlnovú dĺžku ako lúče γ. Tvoria ho fotóny s vysokou energiou prichádzajúce z vesmíru. Spolu s prirodzenou rádioaktivitou hornín tvorí takzvanú radiáciu pozadia, ktorej boli živé organizmy vystavované nepretržite po milióny rokov.
Radiácia pozadia sa spolupodieľa na mutáciách, ktoré sú dôležitým činiteľom evolúcie. Spôsobuje ale taktiež určitú časť onkologických ochorení V Kerala (India) sa predpokladá, že neprirodzene vysoké množstvo tória nachádzajúceho sa v tamojšej pôde je zodpovedné za vysoký výskyt mongoloidnosti, mentálnej retardácie a iných vrodených poškodení
2.2. Vplyv radiácie na organizmus
Žiarenie poškodzuje organizmus ionizovaním, teda vylučovaním elektrického náboja atómov a molekúl tvoriacich bunky tela. Účinok žiarenia je kumulatívny, čo znamená, že ak je organizmus vystavený malým dávkam žiarenia po istý čas, dlhodobý biologický efekt (rakovina, leukémia, genetické zmeny) je takmer rovnako pravdepodobný ako pri vystavení jednej veľkej dávke.
Účinky radiácie sú závislé od druhu žiarenia. Gama žiarenie preniká tkanivami do veľkej hĺbky bez výraznej straty intenzity. Beta žiarenie môže preniknúť cez kožu a zničiť žijúce bunky. Alfa častice nemôžu preniknúť cez túto bariéru. Alfa i beta častice však spôsobujú najväčšie a nenávratné škody pri požití kontaminovanej stravy alebo vody, alebo pri dýchaní v prostredí s rádioaktívnymi látkami. Radiácia ohrozuje najmä deliace sa bunky. Ľudia sú zo všetkých živých bytostí na svete jedny z najcitlivejších voči karcinogénnym a mutagénnym účinkom žiarenia. Ľudské zárodky, plody, kojenci a malé deti sú mimoriadne citlivé na účinky žiarenia, pretože ich bunky sa rapídne delia. Účinky radiácie na organizmus sú tiež závislé na množstve radiácie.
2.2.1. Akútny syndróm mäknutia mozgu
Akútny syndróm mäknutia mozgu spôsobuje veľmi vysoká dávka ionizujúceho žiarenia (približne tritisíc remov a viac). O tento efekt sa vedci usilovali pri tvorbe neutrónovej bomby, ktorej výbuch ponechá budovy nedotknuté (hoci môžu zostať rádioaktívne po dlhé roky), ľudský mozog a nervové tkanivo sa však zničia. Štyridsaťosem hodín po výbuchu sa mozgové bunky zväčšia, čo spôsobí zväčšenie tlaku vnútri lebky. Výsledkom je dezorientácia, delírium, omráčenie, psychóza, ataxia (strata kontroly svalov) a horúčka, potom nasleduje krátke obdobie jasnosti, a potom náhla smrť.
2.2.2. Choroba z ožiarenia
Dávka šesťsto remov a viac spôsobuje akútnu chorobu z ožiarenia. Tisíce japonských svedkov výbuchov atómových bômb v roku 1945 zomreli na túto chorobu do dvoch týždňov. Takéto ožiarenie zabíja všetky aktívne sa deliace bunky tela: postihnutému vypadávajú vlasy, koža odpadáva vo veľkých kusoch, objavuje sa zvracanie a preháňanie. Po zničení bielych krviniek a krvných doštičiek postihnutí podľahnú infekcii alebo masívnemu krvácaniu.
2.2.3. Rakovina
Nižšie dávky žiarenia môžu spôsobiť leukémiu v dobe 5 až 10 rokov a rakovinu 12 až 60 rokov po ožiarení. Spojitosť medzi malými dávkami radiácie a nárastom výskytu leukémie a rakoviny dokázali nedávne štúdie.
Vznik rakoviny je podmienený radiačným poškodením regulačného génu, ktorý kontroluje bunkové delenie. Ak žiarenie poškodí genóm, niekedy to má za následok smrť bunky, niekedy bunka poškodenú časť dokáže opraviť. Ak je však poškodenie veľké, je zasiahnutý gén po oprave zmenený. Takáto bunka pokračuje v normálnych funkciách do uplynutia inkubačnej doby karcinogénu (približne 5 až 60 rokov). Potom sa začne nekontrolovane deliť. Tento nekontrolovaný a zväčša veľmi rýchly rast, ktorý vedie k tvorbe nádoru, sa nazýva rakovina. Vlastnou príčinou úmrtia na rakovinu je zlyhanie postihnutých orgánov. Spojitosť medzi radiáciou a rakovinou potvrdzujú mnohé dôkazy.
Mnoho prvých röntgenológov pracovalo s primitívnymi prístrojmi a vysokými dávkami a zomrelo na chorobu z ožiarenia a rakovinu. Maria Curie a jej dcéra Irena, ktoré sú preslávené výskumami s prvkom rádium, zomreli na leukémiu. Približne päť rokov po útoku na mesto Hirošima sa objavila epidémia leukémie, ktorá do desiatich rokov dosiahla 30 krát väčšiu úroveň výskytu ako u obyvateľstva nevystaveného žiareniu. Výrazne zvýšená úroveň rakoviny a iných ochorení je zaznamenaná v blízkosti Černobyľu a v okolí Harrisburgu v Pennsylvánii, na území jadrovej nehody Three Mile Island. Postihnuté sú predovšetkým deti a mladí ľudia. Zvýšený počet výskytu rakoviny je zaznamenaný aj v okolí atómových elektrární a prepracovateľských závodov a u ľudí pracujúcich v uránových baniach.
Je dôležité si uvedomiť, že neexistuje „bezpečné“ množstvo ožiarenia, pretože na iniciovanie rakoviny je potrebný len jeden rádioaktívny atóm, jedna bunka a jeden gén. Väčšie ožiarenie spôsobuje len zvýšenie pravdepodobnosti.
2.2.4. Mutácie
Mutácie sú zmeny genómu, ktoré majú za následok zmenu niektorých vlastností alebo funkcií bunky. Pozitívne mutácie sú jedným z činiteľov evolúcie. Medzi negatívne mutácie patria mnohé ochorenia a syndrómy (Downov syndróm – mongoloidnosť) či vývojové degenerácie (mentálne i fyzické) a anomálie. Mutagénnym činiteľom nie je len radiácia, mutácie môžu spôsobiť i rôzne chemické látky, no radiácia (prirodzená i umelá) má na nich veľký podiel. Veľkým nebezpečenstvom v prípade mutácii je to, že sa nie vždy musia prejaviť, no prenášajú sa z generácie na generáciu v dominantnej i recesívnej forme.
Rovnako ako v prípade rakoviny bol dokázaný zvýšený počet porúch spôsobených mutáciami u organizmov, ktoré prijímali malé dávky žiarenia.
3. Jadrový odpad
V súvislosti s využívaním jadrovej energie sa môžu vyskytnúť dva rôzne druhy ohrozenia životného prostredia rádioaktivitou. Sú to:
· možné havárie samotných reaktorov a s nimi spojený únik rádioaktivity. Ako príklad sa dá uviesť havária v Windscale, (VB, 1957), Browns Ferry (USA, 1975), Jaslovských Bohuniciach A1 (ČSSR, 1977; utajená nehoda, došlo k roztaveniu časti aktívnej zóny) Three Mile Islande 1979 (Harrisburg, Pennsylvánia), Černobyle 1986.
· Havárie, nehody a úniky rádioaktivity spojené s jadrovým odpadom. Táto problematika má dlhodobý charakter, pretože rádioaktivita niektorých prvkov (urán, tórium) pretrváva niekoľko miliónov rokov.
Jadrový odpad delíme podľa skupenstva na plynný (napr. radón), kvapalný (voda) a pevný (palivové články, medicínske žiariče) a podľa aktivity na nízko, stredne a vysoko aktívny.
a) Nízko aktívny odpad vzniká v miestach manipulácie s rádioaktívnym materiálom. Sú to napríklad ochranné odevy, zariadenie jadrových elektrární, hlušina a zariadenia používané pri ťažbe uránu, voda z prevádzky reaktorov a chladiacich bazénov. Najčastejšie sa spracováva zmenšením objemu (lisovanie alebo spaľovanie) a skladovaním.
b) Stredne aktívny odpad tvoria napríklad kaly z filtrov, palivové obaly a použité priemyselné a medicínske zdroje žiarenia. Tieto odpady môžu vyžadovať izoláciu po veľmi dlhú dobu a sú obvykle fixované v matriciach z cementu alebo bitumenu pred ich uložením. Takéto odpady vyžadujú naviac účinné tienenie, aby nepredstavovali riziko v prípade nehody. Preto sú ukladané v plechových sudoch a dodatočne tienené betónom.
c) Vysoko aktívne odpady sú buď vyhorené palivo, alebo koncentrované odpady z prepracovania. V oboch prípadoch je potrebné silné tienenie ako aj isté obdobie na chladenie pre umožnenie odvodu zvyškového tepla. Toto sa obvykle deje v chladiacich bazénoch pri reaktoroch, alebo v centralizovanom sklade.
3.1.Produkcia jadrového odpadu
Životné prostredie poškodili v najväčšej miere rádioaktívne látky uvoľnené pri pokusných jadrových výbuchoch v atmosfére, pod povrchom a pod hladinou. Tieto skúšky boli medzinárodnými dohovormi zakázané.
Dnes je najväčším producentom rádioaktívneho odpadu jadrová energetika. Do konca roku 2000 jadrový priemysel vytvoril 200 tisíc ton vysoko rádioaktívnych použitých palivových tyčí. Ak sú pripočítané tekuté a pevné odpady, zvyšky pri úprave uránu a všetko čo s ním prišlo do styku, je celkové množstvo ešte oveľa vyššie.
3.2. Spôsoby nakladania s jadrovým odpadom
Existuje veľa spôsobov, ako naložiť s jadrovým odpadom, ale žiadny nie je dostatočne vhodný a bezpečný. Problém je, že niektoré prvky zostanú rádioaktívne viac ako štvrť milióna rokov, teda približne 12 tisíc generácií. Po celý tento čas musí byť tento odpad izolovaný od všetkých živých organizmov, od vody, zeme i vzduchu. Žiadna zo 44 krajín, ktoré majú jadrové reaktory, nepozná riešenie problému jadrového odpadu. Zatiaľ sú odpady uskladnené v dočasných skladiskách, alebo uložené v zemi v plytkých jamách. Vyhadzovanie rádioaktívneho odpadu sa deje často protizákonne mimo dohľadu kontrolných orgánov vypúšťaním do jazier, oceánov (napr. Írske more neďaleko britského Sellafieldu, do Tichého oceánu pri Farallonských ostrovoch neďaleko San Francisca v Kalifornii, do jazera Karachaj pri Čeľjabinsku v Rusku...) Štatistiky preto neudávajú reálne údaje o množstve jadrového odpadu. O vypúšťaní odpadu do mora sú aj priame dôkazy: Grigorij Pasko v roku 1993 nafilmoval, ako ruský námorný tanker vypúšťa rádioaktívny odpad a muníciu do Japonského mora. Dnes je vo väzení za údajnú špionáž. Amnesty International ho považuje za väzňa svedomia.
Rastúci počet území ľudia opustili kvôli rádioaktívnemu zamoreniu. Iba vietor a voda, mikróby, hmyz, semená, vtáky a ďalšie formy života, ktoré nevedia čítať výstražné nápisy sa voľne pohybujú z jedného miesta na druhé. Otázka, ako izolovať rádioaktivitu od života natrvalo, zostáva nezodpovedaná. 3.2.1. Spracovanie
Keďže je jadrový odpad zväčša zmesou rádioaktívnych i nerádioaktívnych látok, je výhodné oddeliť nerádioaktívne látky, aby sa s nimi mohlo manipulovať ako s akýmkoľvek iným chemickým odpadom. Tým sa výrazným spôsobom zníži objem rádioaktívneho odpadu. Ďalej je výhodné rozdeliť rádionuklidy podľa doby rozpadu. Niektoré rádioaktívne plyny stratia väčšinu svojej rádioaktivity po niekoľkých hodinách až dňoch. Časť z odpadov je kvapalná, a preto musí prejsť vitrifikáciou (uvedenie do pevného stavu).
Jednou z možností ako využiť vyhorené jadrové palivo je jeho prepracovanie. Predstavuje komplikované chemické oddelenie jednotlivých jeho zložiek. Získava sa tak niekoľko komerčne a vojensky zaujímavých látok, ako sú napríklad urán, ktorý sa opätovne využíva ako palivo do jadrových reaktorov alebo plutónium, ktoré sa využíva na výrobu jadrových bômb či miešaného oxidového paliva (MOX (UPuO2) - zmes oxidu uránu a plutónia,). Medzi prepracovateľské závody patrí napríklad Majak v Čeľabinskej oblasti Ruska, La Hague vo Francúzku či Selafield a Dounreay vo Veľkej Británii.
3.2.2. Ukladanie
Počas spracovania sa znižuje objem jadrového odpadu, no zvyšuje sa jeho rádioaktivita. Vysoko rádioaktívny odpad je niekoľko tisíc rokov smrteľné nebezpečný. Preto je potrebné jeho uskladnenie a dôsledná izolácia od jednotlivých zložiek krajinnej sféry, najmä od biosféry. Medzi najvhodnejšie formy patrí hlbinné úložisko. Rádioaktívny odpad sa zataví do sklených valcov a skladuje sa hlboko v zemi. Vo Francúzsku sa táto metóda používa už od roku 1978. Preniknutie odpadu an povrch sa všeobecne predpokladá najskôr o milión rokov. Za tento čas sa však rozpadne na nerádioaktívne látky. Odpad by mal byť ukrytý pod toľkými vrstvami, aby bol jeho únik v zohľadňovanom časovom období nemožný. Ale voda, zemetrasenia a iné geologické faktory budú neustále narušovať úložiská odpadu, čo viesť k zamoreniu pôdy, vody a vzduchu. Nemôžeme si byť ani istí, či sa naši potomkovia nebudú prekopávať do miest úložísk v budúcnosti vzdialenej stovky alebo tisícky rokov zo zvedavosti, alebo z nedostatku informácií.
Nedávno bolo vybudované unikátne úložisko technologického odpadu pod fínskou jadrovou elektrárňou Loviisa (2 x 445 MW, cca 90 km východne od Helsínk), ktoré pojme celkove 2500 hermeticky uzatvorených 200 litrových sudov so zlisovanými rádioaktívnymi materiálmi (odevy, rukavice, minerálna vata a pod.). Celková kapacita podzemného komplexu v 100 metrovej hĺbke v nepriedušnom masíve Rapakivi je približne 100 tisíc m3. Ďalších 30 tisíc m3 tekutých rádioaktívnych látok pojmú obrovské podzemné nádrže. Sudy s ukladaným materiálom sú transportované do podzemia pomocou nákladných automobilov niekoľkokilometrovou špirálou. Úložisko jadrového odpadu pod Loviisou sa bude zapĺňať pri súčasnom objeme produkovaných materiálov viac než 40 rokov. Potom bude hermeticky uzatvorené a prístupové chodby k nebezpečnému obsahu budú zasypané.
Na Slovensku je pre nízko a stredne aktívny odpad vybudované republikové úložisko rádioaktívnych odpadov, kde je skladovaný odpad. nielen z produkcie jadrových elektrární, ale aj odpady z výskumu a medicínskeho prostredia. Tento odpad je zaliaty vo veľkých betónových kockách a je uložený na vhodnom mieste dlhodobo na približne 300 rokov.
4. Havárie a katastrofy
So spracovaním jadrového odpadu súvisia mnohé riziká. Únik rádioaktivity do živého prostredia môže byť spôsobené poruchou na zariadeniach, nehodou pri prevoze rádioaktívnych látok či ľudskou chybou, alebo, čo býva najhoršie, hrubým zanedbaním povinnosti či nepochopiteľnou ľahostajnosťou príslušných orgánov k zdraviu obyvateľstva a problémom životného prostredia. Jednotlivé faktory často spolu súvisia a synergicky sa podieľajú na vzniku havárie.
Uvedené štyri havárie som nevyberal podľa ich účinku na životné prostredie. Prvé dve havárie sú ukážkovým zlyhaním techniky a ľudského faktora, ďalšie dve sú dlhodobo trvajúcou katastrofou spôsobenou najmä bezohľadnosťou na najvyšších miestach.
4.1. Chalk River, Kanada, 1952
Vedúci experimentálneho reaktoru si behom skúšok náhle všimol, že časť regulačných tyčí je úplne vytiahnutá. Zišiel preto o poschodie nižšie, kde našiel operátora, ktorý otváral ventily a vysúval tým z reaktora celé bloky regulačných tyčí. Ihneď vydal pokyn na ich zasunutie, ale niektoré zostali zaseknuté v hornej polohe. Ďalší operátor sa dopustil chyby a vypustil vzduch z tlakového systému, ktorý mal regulačné tyče poháňať. Reaktor, ktorého výkon stále rástol, bol nakoniec zastavený zaplavením paliva vodou. Voda však začala vrieť a niektoré palivové tyče popraskali. Do priestorov budovy sa vylialo viac než 4 milióny litrov kontaminovanej vody. Neznáma časť z týchto látok unikla do životného prostredia. Reaktor sa napolo roztavil a musel byť zlikvidovaný.
4.2. Jaslovské Bohunice A1, 1977
Túto haváriu som vybral preto, že o nej médiá neinformovali a preto sa ju bývalému režimu podarilo utajiť. Táto havária bola dôvodom odstavenia bloku A1 v Jaslovských Bohuniciach.
Ide o haváriu klasifikovanú podľa MAAE 4. stupňom INES (sedemstupňová stupnica; Černobyľská havária má stupeň 7). Členovia obsluhy bez prerušenia prevádzky reaktoru menili palivové články a v náhlivosti do reaktoru spustili aj článok upchatý tesniacim silikagélom. Chladiaci plyn ním preto nemohol prúdiť a palivový článok sa začal taviť. Pretavila sa i stena kanáliku, v ktorom bol článok zasunutý a nastal únik rádioaktívnej vody. Jej nedostatok spôsobil, že sa začali taviť ďalšie palivové články. Nakoniec sa ich roztavila približne štvrtina. 4.3. Majak
Majak sa nachádza na ázijskej strane pohoria Ural približne 1 400 kilometrov východne od Moskvy, v blízkosti mesta Čeljabinsk. Bol jednou z prvých a najdôležitejších súčastí sovietskeho jadrového programu. Stavba „Chemického kombinátu Majak“ začala v novembri 1945. V júni 1948 bol spustený prvý reaktor na výrobu plutónia. Prvá sovietska jadrová bomba, ktorá vybuchla v auguste 1949, bola postavená z plutónia z Majaku. Od tej doby sa stal Majak kľúčovým sovietskym (neskôr ruským) závodom na výrobu plutónia do jadrových zbraní a prepracovanie vyhoreného jadrového paliva. Dnes spracováva jeho prepracovateľský závod RT-1 vyhorené jadrové palivo z reaktorov typu VVER-440 (V1,V2 Jaslovské Bohunice), rýchlych množivých reaktorov, ako aj jadrových ľadoborcov a ponoriek.
Majak má okrem prepracovateľského závodu aj závod na nakladanie s jadrovým odpadom, medzisklad a prototypové zariadenia na výrobu miešaného oxidového paliva (MOX - jadrové palivo na báze zmesi oxidu plutónia a uránu) pre reaktory VVER-1000 a zariadenie na vitrifikáciu kvapalných rádioaktívnych odpadov. Navyše tu v súčasnosti USA financujú stavbu závodu na likvidáciu jadrových hlavíc a plánuje sa rozšírenie výroby MOX paliva.
Jeho história je plná havárií, zamorenia a utajovania:
· V rokoch 1949 až 1956 vypúšťal Majak stredne a vysoko rádioaktívny tekutý jadrový odpad zo svojho prepracovateľského závodu priamo do rieky Teča. Celkove bolo vypustených neuveriteľných 76 miliónov m3 rádioaktívneho odpadu. Viac ako 124 000 ľudí žijúcich pri rieke, ktorá je hlavným zdrojom pitnej vody, dostalo vysoké dávky radiácie. Keď bol zistený rozsah zamorenia, bolo presídlených okolo 7 500 dedinčanov. Avšak príliš neskoro - okolo 8 000 ľudí zomrelo na následky tejto bezohľadnosti.
· 29. septembri 1957 sa v Majaku stala druhá najväčšia jadrová katastrofa v dejinách ľudstva (po Černobyle). V dôsledku zlyhania chladiaceho systému explodovala oceľová nádrž obsahujúca 300 m3 vysoko rádioaktívneho odpadu. Územie s rozlohou 23 000 km2 a obývané 260 000 obyvateľmi zasiahlo 20 miliónov Curie. (Hodnoty radiácie uvoľnenej pri černobyľskej katastrofe podľa rôznych medzinárodných expertov sa pohybujú medzi 50 až 150 miliónmi Curie.) Evakuovaných bolo iba 10 200 obyvateľov. Dnes sa toto územie nazýva Východouralská rádioaktívna stopa. Kvôli vojenskej bezpečnosti bola táto havária držaná v prísnej tajnosti.
· V polovici 60. rokov boli dve prírodné jazerá neďaleko továrne vybrané ako vhodné skladiská odpadu. . Počas dlhého a horúceho leta časť jazera Karachaj vyschla a rádioaktívny prach z odkrytého dna, zasiahol vďaka silnému vetru oblasť s rozlohou 2 200 km2. Na časti tohto územia obývanom asi 40 000 obyvateľmi dosiahla rádioaktivita 0,1 až 0,3 Curie na km2.
· Ďalšie havárie a nehody, nezodpovedné narábanie s odpadom a dennodenné fungovanie atómovej a chemickej továrne Majak kontaminovali oblasť v celkovej dĺžke neuveriteľných 400 kilometrov.
Miestni lekári sú presvedčení, že radiácia, ktorej sú obyvatelia v okolí továrne vystavení, je väčšia ako radiácia, ktorej boli vystavené obete výbuchu Černobyľskej jadrovej elektrárne. Výskyt leukémie sa od spustenia továrne v jej okolí zvýšil o 41 %, priemerný vek žien sa v roku 1993 pohyboval na hranici 47 rokov (celoštátny priemer bol 72 rokov), muži sa v regióne dožívali v priemere 45 rokov zo 69. Nemeckí vedci, ktorí uskutočnili v roku 1996 v dedinke Musliumovo štúdiu, skúmali niekoľko vzoriek potravín a našli v nich neuveriteľne vysoké hodnoty rádioaktivity – 17 000 bequerelov na kilogram u rýb a 8 000 bequerelov na kilogram u zeleniny (v Európe sú z trhu sťahované výrobky už pri prekročení hranice 600 bequerelov). Roku 1994 Čeľjabinský provinčný inštitút pre verejné zdravie a životné prostredie uskutočnil prieskum neinfekčných chorôb v niektorých mestách. Výsledky v mestách Karabaš a Magnitogorsk boli až do tej miery zlé, že provinčné Ministerstvo životného prostredia klasifikovalo tieto mestá ako ekologicky katastrofálne zóny. Deti z mesta Karabaš boli dokázateľne menšie ako priemerné deti a trpeli niekoľkonásobne častejším výskytom vrodených porúch, chorôb kože a tráviacich orgánov. Medzi ďalšími ľuďmi, ktorí boli vystavení vysokým úrovniam radiácie v regióne Čeľjabinsk boli pracovníci fabriky Majak, ľudia žijúci v blízkosti Majaku a ľudia, ktorí sa podieľali na čistiacich a obnovovacích prácach. Po odštartovaní prevádzky továrne Majak bola priemerná ročná dávka u robotníkov v reaktore i v chemickom závode 940 mSv, respektíve 1 130 mSv (milisievertov) . V súčasnosti je tento limit stanovený Medzinárodnou komisiou pre rádiologickú ochranu na hranicu 1 mSv na rok.
4.4. Krasnojarsk-26
Krasnojarsk-26, najväčší podzemný jadrový komplex na svete, bol vybudovaný začiatkom 50. rokov na Stalinov príkaz. Budovalo ho pomocou najprimitívnejších nástrojov približne 65 tisíc väzňov z gulagov. Tento „Ťažobný a chemický kombinát“ pozostáva z asi 3 500 miestností a hál v hĺbke od 250 do 300 metrov pod zemou. Komplex pozostával z troch jadrových reaktorov určených na výrobu plutónia potrebného na výrobu jadrových zbraní) a jedného prepracovateľského závodu na výrobu paliva MOX. K únikom rádioaktivity dochádzalo často, najmä vinou ľahostajnosti zodpovedných:
· V rokoch 1959 až 1992 sa chladiaca voda z primárneho okruhu dvoch starších reaktorov vypúšťala priamo do rieky Jenisej. Rádioaktívne zamorených bolo viac ako 500 kilometrov brehov tejto rieky.
· Od roku 1963 sa rádioaktívny odpad injektuje do skaly do hĺbky 190 až 475 metrov. Dôsledky tejto „techniky“ doteraz neboli detailne preskúmané, avšak nemožno vylúčiť, že tekutý rádioaktívny odpad uniká z „úložiska“ do životného prostredia a kontaminuje vodu v rieke Jenisej.
· Tekuté rádioaktívne odpady sa prepravujú z prepracovateľského závodu do „úložiska“ cez 20 km dlhé potrubie. Z dôvodu veľkých strát cez trhliny v potrubí je okolie ťažko kontaminované.
Ruský jadrový zákon zakazuje uskladnenie jadrového odpadu z iných krajín. Avšak ruské Ministerstvo jadrovej energetiky v súčasnosti vyvíja tlak na zmenu tohto zákona. Predstavitelia ministerstva dúfajú, že západní zákazníci by boli ochotní platiť 1000 dolárov za kilogram uloženého vyhoreného jadrového paliva.
5. Záver
Rozsah znečisťovania životného prostredia vplyvom energetiky je veľmi veľký. Mnohé jeho dôsledky sú dobre známe i v dnešnej dobe a preskúmané sú do pomerne veľkých podrobností. Ako príklad možno uviesť problematiku spaľovania uhlia a s tým spojenú produkciu skleníkových plynov. Rovnako sú známe i spôsoby, ako možno toto poškodzovanie eliminovať. V prípade, že by od dnešného dňa nebol spálený už ani kilogram žiadneho fosílneho paliva, životné prostredie by sa dostalo do pôvodného stavu za pomerne krátky čas (niekoľko generácii.)
Inak je to v prípade jadrovej energetiky. Jadrové elektrárne sú síce prezentované ako zdroje čistej energie, ale v prípade havárie je rozsah environmentálnej katastrofy niekoľkonásobne väčší a, čo je horšie, i trvalejší. Keďže mnohé vysoko rádioaktívne látky zostávajú žiaričmi mnoho miliónov rokov, prostredie zostáva poškodené na veľmi dlhý čas. Ľudstvo by preto malo obozretnejšie pristupovať k energii ukrytej v atómovom jadre a zachovať tak Zem i pre tých, čo prídu po nás, pre našich potomkov.
Elvíra
Štvrtok, 21. novembra 2024
Zaujímavosti o referátoch
Ďaľšie referáty z kategórie
Jadrový odpad
| Dátum pridania: | 24.11.2004 | Oznámkuj: | 12345 |
| Autor referátu: | opry | ||
| Jazyk: |  |
Počet slov: | 4 135 |
| Referát vhodný pre: | Gymnázium | Počet A4: | 16.7 |
| Priemerná známka: | 2.95 | Rýchle čítanie: | 27m 50s |
| Pomalé čítanie: | 41m 45s | ||
Zdroje: Adams S. a kol. : Svet vedy a techniky, Slovart, Bratislava, 1992 , Herchel, J. a kol : Fyzika IV, SPN, Bratislava, 1988, Mikulčák, J. a kol. : Matematické, fyzikálne a chemické tabľky pre stredný školy, SPN, Bratislava, 1989, Mironová, Natália I.: Prehľad problémov životného prostredia a zdraviav oblasti Južného Uralu, Ekologic Publishing Limited, Brusel, 1992, Ružička, M. - Kolek, J. - Jurko, A. : Ekologické problémy biosféry, Ekológia (ČSSR), 1982, Seko L. a kol. : Geografia pre 4. ročník gymnázií, SPN, Bratislava, 2003, Varleyová, C. - Milesová, L. : Zemepisná encyklopédia, Mladé letá, Bratislava, 1997, www.fns.uniba.sk/zmz/zmz/je/radioaktivita.htm, www.greenpeace.sk, www.inex.cz/referaty, www.infovek.sk/predmety/enviro, www.referaty.sk, www.sjforum.sk, www.studentske.sk/fyzika/Nuklearna_energia.htm, www.volny.cz/kostka2000/Havarie.html, www.zmz.sk/Prirucka.htm
Podobné referáty
|
Jadrový odpad | VŠ | 2.9671 | 435 slov |
