Jadrové elektrárne a ich riziká
Jadrová energia
Nukleárna (jadrová) energia sa získava na základe štiepenia atómov uránu a plutónia. Na svete existuje asi 350 jadrových elektrární a tieto dodávajú viac ako 5% svetovej energie. Jadrové elektrárne neprodukujú škodlivé plyny a neprispievajú ku globálnemu otepľovaniu, ale vážnym rizikom sú nehody a likvidácia palivových tyčí.
Riziká jadrovej energie
Poruchy jadrových elektrární, ako napr. havária v Černobyle (Ukrajina) roku 1986, môžu státisíce ľudí vystaviť nebezpečenstvu ožiarenia a kontaminovať milióny štvorcových kilometrov pôdy.
Jadrová energia (atómová energia) je energia „uložená“ v jadre atómu, ktorá sa môže uvoľniť počas vhodnej jadrovej reakcie. Uvoľňuje sa vo forme pohybovej energie častíc, ktoré počas reakcií unikajú z jadra. Po rozštiepení jadra sa jeho časti odpudzujú veľkými elektrostatickými silami, čím získajú veľkú pohybovú energiu, ktorú postupne odovzdávajú atómom prostredia, ktorým prenikajú. Prostredie sa ionizuje a silne zohrieva. Takáto premena sa využíva v jadrových reaktoroch. Jadrová reakcia je premena jadra atómu, ktorá nastáva počas vzájomného pôsobenia s iným jadrom alebo elementárnou časticou. Pri jadrovej reakcií sa môže zmeniť nukleónové číslo, protónové číslo, ťažšie jadro sa môže rozštiepiť na menšie časti (štiepenie jadier), ľahké jadrá sa môžu zlučovať - termonukleárna reakcia.
V jadrovej elektrárni sa teplo z reaktora odvádza primárnym okruhom do generátora pary. Vyvinutá para sa sekundárnym okruhom privádza na turbogenerátor, z ktorého sa odvádza elektrická energia do elektrickej siete. Keďže v reaktore vznikajú rádioaktívne látky, musí byť elektráreň zabezpečená proti úniku týchto látok. Jadrové elektrárne majú reaktor, primárny okruh a generátor pary umiestnený v špeciálnej železobetónovej budove, ktorú možno v prípade jadrovej havárie vzduchotesne a vodotesne uzavrieť.
Jadrový reaktor je zariadenie, v ktorom prebieha reťazová jadrová reakcia a udržiava sa tak, aby sa jadrová energia uvoľňovala požadovanou rýchlosťou. Reťazová reakcia prebieha v aktívnej zóne reaktora, do ktorej sú vsunuté palivové články (uránové tyče) a regulačné (riadiace) kadmiové tyče. Táto zóna ja vyplnená moderátorom (spomaľovačom) neutrónov, ktorým najčastejšie býva grafit alebo ťažká voda (deutérium). Spomalením neutrónov sa zvyšuje pravdepodobnosť, že vyvolajú ďalšie štiepenie jadier. Reakciu spomaľujú aj regulačné kadmiové tyče, lebo silno pohlcujú neutróny. Uvoľnenú energiu odvádza chladiaci okruh, ktorý pozostáva zo sústavy rúrok prechádzajúcich aktívnou zónou, cez ktoré preteká plyn, kvapalina alebo ľahko taviteľný kov.
Štiepenie paliva sprevádza intenzívne neutrónové žiarenie a žiarenie gama, preto musí byť reaktor obložený účinnými ochrannými vrstvami - vodou proti neutrónom, betónom a olovom proti žiareniu gama.
Jadrová energia je z hľadiska ekológie najčistejšia elektrická energia. Hlavným rizikom jadrových elektrární je riziko havárie.
Najväčšia jadrová elektráreň na svete - Fukušima - sa nachádza v Japonsku. Má desať reaktorov a výkon okolo 8 GW. Najväčší podiel elektrickej energie vyrobenej v jadrových elekrárňach má Francúzsko, Belgicko, Maďarsko, Južná Kórea a Švajčiarsko
Spotreba elektrickej energie (k roku 2000)
| Krajina | mld. kWh |
| USA | 3255 |
| Čína | 1084 |
| Svet | 12 833 |
Urán
Urán je najdôležitejšie jadrové palivo pretože má najvyššiu energetickú úcinnosť. Najväčšie zásoby má Austrália, Kazachstan, Kanada, USA, Rusko, JAR, Uzbekistan, Niger a Brazília.
| Krajina | Produkcia uránu (U3O8) v kg |
| Kanada | 14 411 |
| Austrália | 8 814 |
| Svet | 42 300 |
Rádioaktívny odpad
Jedným z najchúlostivejších problémov je odstraňovanie rádioaktívneho odpadu. Vysoko rádioaktívny odpad je niekoľko tisíc rokov smrteľne nebezpečný. Vyhorené palivo jadrového reaktora obsahuje smrtiacu zmes rádioaktívnych látok: plutónia, stroncia a cézia. Spôsob jeho uskladnenia sa v jednotlivých štátoch odlišuje. V USA sa spracovaný odpad skladuje v dvojplášťových antikorových cisternách, zaliatych do meter hrubého betónu. Väčšina odpadu sa však vo forme vyhorených palivových tyčí v pôvodnom puzdre umiestňuje do špeciálnych bazénov v blízkosti atómových elektrární. Z dlhodobého hľadiska je takéto uskladnenie nemysliteľné. Vo Veľkej Británii sa jadrový odpad skladuje v kvapalnej forme (má podobnú farbu ako čaj) v oceľových nádržiach (podobných americkým), zaliatych do betónu. Rozpadom rádioaktívnych článkov sa uvoľňuje teplo. Oceľové nádrže sa chladia vodou, aby sa predišlo odpareniu kvapaliny a možnému úniku radiácie. Napriek tomu, že sa tieto nádrže používajú už 40 rokov, sú tiež len dočasným riešením. Azda najlepší súčasný spôsob uloženia odpadu je ten, keď sa rádioaktívny odpad zataví do sklených valcov a skladuje sa hlboko v zemi. V pokusnom zariadení v Marcoule vo Francúzsku sa táto metóda používa už od roku 1978.
Riziká reaktorov na Slovensku
Vážne riziká jadrových elektrární zostávajú stále tu. Čo sa stalo pred dvadsiatimi rokmi v Černobyle, môže sa zopakovať napríklad zajtra.
Vysoko rizikové reaktory nie sú len v Rusku alebo na Ukrajine, ale i na Slovensku. Štyri reaktory na Slovensku, ktoré fungujú v elektrárňach Jaslovské Bohunice V2 a Mochovce, sú modernejšieho typu VVER 440/213. Aj tie sú ale postavené podľa sovietskych projektov zo 70. rokov minulého storočia a na rozdiel od západoeurópskych reaktorov nemajú ani ochranný kontajnment, ktorý by zabránil úniku radiácie v prípade ťažkej nadprojektovej havárie, alebo ktorý by napríklad uchránil reaktor pred pádom veľkého lietadla. Riziko havárie sa zdá byť malé: podľa výročnej správy Slovenských elektrární z roku 2004 je to asi 1:250 000. Veľmi zložité zariadenia a ich obsluha však občas zlyhávajú. Odhady pravdepodobnosti naviac nepočítajú s vonkajšími rizikami, ktoré sú dnes aktuálne, ako je napríklad cielený útok teroristov.
Expertné štúdie ukazujú, že hoci sú slovenské reaktory iného typu ako tie v Černobyle, nie je možné vylúčiť reálne scenáre vzniku ťažkých havárií vedúcich k masívnemu úniku rádioaktivity, porovnateľnému s Černobyľom. Riziko ťažkej havárie nie je iba teoretickým výmyslom, ale reálnou možnosťou. Podľa zákona č. 541/2004 Zb. Ručia majitelia elektrární za škody iba do výšky 75 miliónov Euro, teda asi 2,8 miliardy korún. To je nepatrný zlomok možných škôd, ktoré sú len v Černobyľskom regióne odhadované na 200 miliárd Euro.
Kontrolná miestnosť tretieho reaktora v Černobyľskej elektrárni.
Jadrová bezpečnosť
Zrozumiteľné vysvetlenie jadrovej bezpečnosti ponúkajú dokumenty Medzinárodnej agentúry pre atómovú energiu, napr. INSAG 12, ktorý je revíziou dobre známeho INSAG 3 „Základné bezpečnostné princípy jadrových elektrární“. Tento dokument popisuje základné ciele a princípy jadrovej bezpečnosti. Ciele hovoria o tom, čo sa má dosiahnuť, čo sa myslí pod zaistením jadrovej bezpečnosti. Princípy zase o tom, ako tieto ciele dosiahnuť. Stačí však len to, že JZ priamo nepôsobí nepriaznivo? Že za celú dobu jeho prevádzky až do jeho vyradenia (likvidácie) nedôjde k havárii, alebo nadmernému ožiareniu personálu? Iste nie. Je to samozrejme náš prvoradý cieľ, avšak je potrebné znížiť, resp. minimalizovať už samotnú pravdepodobnosť, že sa takáto udalosť stane. Ďalším, tzv. technickým bezpečnostným cieľom je teda prevencia vzniku nehôd a havárií. Má sa zaistiť, aby aj v prípade veľmi nepravdepodobných udalostí nedošlo k žiadnym, alebo len minimálnym radiačným dopadom - ožiareniu, kontaminácii a výpustiam (alebo úniku) rádioaktívnych látok do okolia . Stačí nám však pri zabezpečovaní jadrovej bezpečnosti minimalizácia rizika? V súvislosti s prijateľnosťou alebo neprijateľnosťou rizika sa vynára otázka: „Ako bezpečné je dostatočne bezpečné?“. Odpoveď na to je neľahká. V málo ktorom ľudskom odbore je totiž pre bezpečnosť robené toľko, ako v jadrovom priemysle. Je to pochopiteľné. Rozsah škôd v prípade zlyhaní plynúcich so zanedbania by bol katastrofálny. Od prevádzkovateľa sa vyžaduje neustála snaha po zvyšovaní jadrovej bezpečnosti. Aplikovaním princípu tzv. ochrany do hĺbky, štandardne používaného v jadrovej elektrárni by sme mohli v bežnej praxi prísť k maximálnej možnej bezpečnosti. V skutočnosti sa z praktických a finančných dôvodov evidentne uspokojíme s oveľa väčšou mierou rizika. V jadrovej energetike si to však nemôžeme dovoliť, a preto princíp ochrany do hĺbky v projekte elektrárne aplikujeme.
Ako zvýšiť bezpečnosť?
Existujú účinné opatrenia, ktoré nevyžadujú prakticky žiadne, alebo len minimálne finančne náklady. Môžu smerovať do lepšej organizácie práce, jasnejšieho rozdelenia zodpovednosti, skvalitnenia dokumentácie, ale aj zmien postojov a prístupov. Podstatná je pritom snaha zlepšovať sa. Hoci to môže to znieť prázdne alebo zaváňať zašlou ideológiou a pseudobudovateľským úsilím. Avšak, existuje viacero poučení a negatívnych príkladov zo sveta. Prevádzkovateľ, resp. jeho manažment a personál sa uspokojí s existujúcou úrovňou bezpečnosti, povie si (väčšinou podvedome) niečo v tomto zmysle: „ Tak, teraz sme dosiahli, čo bolo treba, čo sme si naplánovali, veľa sme sa snažili, pracovali na zlepšení, realizovali veľa bezpečnostných vylepšení. Teraz už budeme len zabezpečovať bežnú prevádzku, veď sme už podľa WANO indexu v prvej dvadsiatke na svete“. Práve toto uspokojenie je však nebezpečné a znamená začiatok zhoršenia a ústupu z pozícií a dokonca môže predchádzať katastrofe. Preto bez ohladu na to koľko to bude stáť stavajmä elektrárne také bezpečné, ako sa len dajú. Alebo ak nevieme zaručiť ich bezpečnosť, tak ich nestavajme vôbec.
