Černobyľ

Charakteristika postihnutej oblasti a problému:

JADROVÁ ENERGETIKA, ČERNOBYĽ

Atómová vojna už nie je taká nebezpečná po období studenej vojny ako napríklad atómová elektráreň, v ktorej vznikne požiar. Určité riziko prináša aj mierové využitie atómovej energie. Aj keď atómové elektrárne a jadrové zariadenia patria z bezpečnostného hžadiska k najprísnejšie sledovaným, nie je možné ani u nich ako u každého technického diela vylúčiť možnosť zlyhania, technickú poruchu či žudský omyl. Na jednej strane je treba vidieť, že atómové elektrárne predstavujú dnes alternatívny zdroj energie, ktorý umožní žudstvu riešiť krízu spôsobenú postupným vyčerpávaním fosílnych palív. Za normálnej prevádzky je atómová elektráreň nielen pomerne bezpečné zariadenie, ale aj omnoho menej ohrozuje prírodné prostredie, ako uhožné elektrárne, pri ktorých vznikajú haldy uhlia. Niektoré krajiny, ako napríklad Francúzsko a Belgicko, ktoré vyrábajú takmer tri štvrtiny výroby elektrickej energie práve z atómových elektrární a ich skúsenosti jasne ukazujú na prednosti tohoto spôsobu získavania energie. Na druhej strane počas prevádzky stoviek atómových reaktorov na celom svete, výskumných aj energetických, došlo k množstvu drobných aj väčších porúch a v niektorých prípadoch aj k úniku rádioaktívnych látok do okolitého prostredia. K najväčším haváriám atómových elektrární patrí známa porucha na americkej elektrárni v Harrisburgu v roku 1979 a na ukrajinskej elektrárni v Černobyle. V obidvoch prípadoch došlo k havárii v dôsledku vonkajšieho zásahu do prevádzky elektrárne, ako zlyhanie technického i žudského faktoru a zhodou niekožko málo pravdepodobných, a preto neočakávaných udalostí. Na medzinárodnom stretnutí o atómovej bezpečnosti vo Viedni 25. augusta 1986 podala sovietska delegácia tieto informácie o
Černobyle : dňa 25. apríla 1986 začali pracovníci černobyžskej elektrárne znižovať výkon reaktoru typu RBMK za účelom vyskúšať jeden z bezpečnostných systémov. Následkom chybnej manipulácie sa prehriala chladiaca voda a nastali dva výbuchy, ktoré vyniesli rádioaktívne látky do výšky 1200 metrov. Hlavné zdroje žiarenia boli zablokované do 6. mája. Za toto obdobie sa dostalo do prostredia asi 50 mil. Curie rádioaktivity, z toho asi polovica sa dostala do vzdialenosti 30 km od Černobyžu. Z mesta Pripiat bolo evakuovaných 45 tisíc obyvatežov, z ohrozenej oblasti celkom 135 tisíc obyvatežov. U týchto žudí sa predpokladá zvýšená úmrtnosť na leukémiu atď.

Uvedené havárie sú pre žudstvo dôvodom, ktoré nútia k vážnemu zamysleniu sa. Varujú pred rizikom plynúcim z podobných havárií nielen mierových jadrových zariadení, ale predovšetkým oveža nebezpečnejších vojenských náloží. Ďalej ukazujú, že je nutné zdokonažovať a zvyšovať bezpečnosť jadrových elektrární, naučiť sa ešte lepšie ovládať a zaobchádzať s nimi.

ČERNOBYĽSKÁ KATASTROFA

O jednej hodine rannej 26. apríla 1986 zavŕšili prevádzkovatelia štvrtého a najnovšieho jadrového reaktora elektrárne Černobyž len prvý deň špeciálneho testu. Chceli preskúmať či by zvyšková energia rotujúcej turbíny mohla poskytnúť dostatok sily v prípade núdzového uzavretia a straty vonkajšej energie. V záujme tohto testu prevádzkovatelia odpojili bezpečnostné systémy a porušili prevádzkové postupy, aby mohli uskutočniť tento test. Každá zmena spôsobila odchýlenie od plánovanej prevádzky elektrárne, spôsobujúc jej väčšiu nestabilitu. Onedlho riadili prevádzkovatelia tento reaktor skôr svojimi inštinktmi než prevádzkovým manuálom. O 1:23 po polnoci poklesol výkon reaktora na len 6 % svojej normálnej úrovne, bezpečnostný chladiaci systém bol odstavený, ďalšie bezpečnostné systémy odpojené a všetky kontrolné tyče usmerňujúce štiepnu reakciu boli čiastočne vytiahnuté s úmyslom nechať reaktor pracovať. Sovietski predstavitelia sa vyjadrili, že toto posledné porušenie by nemohlo byť zákonne povolené ani vtedajším generálnym tajomníkom Gorbačovom. Prevádzkovatelia začali jednať, keď bolo zjavné, že reaktor sa stal nebezpečne neovládatežným. Prevádzkovatelia stlačili bezpečnostný gombík známy ako AZ-5, ktorý posiela kontrolné tyče späť do jadra reaktora, aby zastavili štiepnu reakciu. Ale kontrolné tyče celkom nezapadli do už zničeného jadra. O niekožko sekúnd neskôr bolo možné cítiť otrasy v kontrolnej miestnosti, okamžite nasledované dvoma vežkými explóziami. Sovietsky predstavitelia uvádzajú, že za 4,5 sekundy narástol energetický potenciál reaktora 2000-krát na 120-násibok svojej projektovanej kapacity. Tisíc tonový betónový kryt nad reaktorom sa odsunul a okolitý pozorovatelia videli výnimočný ohňostroj, horúce palivo a grafit rútiace sa do nočnej oblohy.
Miestny predstavitelia nemali žiadnu predstavu o rozmeroch začínajúcej tragédie. Zodpovední pracovníci prichádzajúci z Moskvy, ktorým sa oznámilo, že reaktor bol „pod kontrolou„, namiesto toho našli už len intenzívne horiacu masu grafitu. Na konci dňa už najvyšší jadroví predstavitelia Sovietskeho zväzu riadili jednu z najväčších mierových pohotovostných akcií všetkých čias. Okamžitými obeťami černobyžskej nehody boli pracovníci elektrárne a záchranári, ktorí prišli na miesto deja v prvých hodinách katastrofy. Väčšinu z 29 žudí, ktorí umreli na chorobu z ožiarenia počas prvých niekožko málo mesiacov patrili medzi 50 pracovníkov, ktorí boli vystavení žiareniu 500 radov (jednotiek absorbovaného žiarenia). Spolu bolo hospitalizovaných 237 žudí, ktorí boli vystavení dávkam medzi 100 až 500 radov s akútnymi chorobami z ožiarenia. U týchto a ďalších obetí je po celý ich život významne zvýšená pravdepodobnosť výskytu rakoviny. Až 36 hodín trvalo sovietskym predstavitežom evakuovať 49 000 obyvatežov neďalekého mesta a všetkých ostatných z 10 kilometrovej zóny okolo elektrárne. Neskôr bola evakuačná zóna rozšírená na 30 kilometrov. Počasie pomohlo minimalizovať dopad nehody na územie okolo reaktora. Oheň vyniesol čiastočky vysoko do vzduchu a metropola Kyjev, domov 2,4 milióna žudí, bola ušetrená, pretože vietor počas najhoršieho obdobia vial smerom od mesta. Vedci boli prekvapení rozsahom kontaminácie. Vlastná explózia a nasledujúci požiar grafitu vyniesli rádioaktivitu vysoko do atmosféry, kde bola unášaná rýchlymi vetrami. Zdravie ohrozujúce množstvá rádioaktivity boli usadené až 2000 kilometrov od elektrárne a vo viac ako dvadsiatich krajinách. Niektoré časti Európy obdržali malé dávky žiarenia, zatiaž čo iné boli vystavené vežkým množstvám. Vedci sa zhodujú, že väčší počet úmrtí bude spôsobených rakovinami zapríčinenými vystavením živých tkanív ionizujúcemu žiareniu, ktoré ničí genetický materiál buniek. V prvých dňoch spôsoboval najviac obáv široko rozptýlený Jód 131, pretože sa koncentruje v štítnej žžaze, kde môže zapríčiniť vznik uzlín, ktoré o niekožko rokov môžu byt rakovinotvorné. Ďalšie rádioizotopy vylúčené z Černobyža budú mať omnoho dlhšiu životnosť. Napríklad Cézium 137 má polčas rozpadu 30 rokov, Stroncium 90- 280 rokov a Plutónium 239-24 000 rokov. Cézium predstavuje dlhodobo najväčšiu hrozbu. Je biologicky aktívne a bolo vylúčené v obrovských množstvách. V prvých týždňoch po nehode mala zelenina v mnohých európskych krajinách úroveň rádioaktivity nad limity stanovené príslušnými inštitúciami. Navyše dobytok pasúci sa na kontaminovanej tráve začal čoskoro produkovať mlieko so zvýšenými úrovňami rádioaktívnych materiálov. Vlády boli vo všeobecnosti nepripravené zaoberať sa týmto novým ohrozením zdravia a vydali množstvo často protichodných potravinových obmedzení . Po dobu niekožko mesiacov bolo na tejto diéte asi 100 miliónov žudí. Černobyžská katastrofa bola nazvaná „najväčšou socioekonomickou katastrofou v mierovej histórii.„ Do konca roku 1994 bolo z 30 kilometrov okruhu evakuovaných a presídlených 200 000 žudí. Odhaduje sa, že katastrofou bolo priamo zasiahnutých 1,7 milióna žudí a 2,4 milióna žudí žije na kontaminovanom území , stále nepočítajúc 2,4 milióna obyvatežov Kyjeva. V roku 1994 sa oficiálne obete na životoch priamo spojených s Černobyžom odhadovali na 125 000, rátajúc len Ukrajinu. V súčasnosti, ale neexistuje dostatočne dôveryhodný údaj o počte mŕtvych.

Odstavenie atómovej elektrárne Černobyž
„Svet sa po dlhročnom čakaní a obavách o bezpečnosť predsa len dočkal tohoto historického okamihu.
Černobyžská elektráreň na severe Ukrajiny 15. Decembra 2000 definitívne skončila aktívnu prevádzku zastavením posledného funkčného tretieho bloku. Tým sa uzavrelo takmer 15-ročné obdobie od najťažšej jadrovej katastrofy v dejinách žudstva.

Kvôli bezpečnostným a technickým okolnostiam bolo toto rozhodnutie nevyhnutným krokom ako sa postupne vyrovnať s dlhodobými následkami tragického sovietskeho dedičstva. Podža zdravého žudského rozumu by mali takúto elektráreň definitívne uzavrieť hneď po vežkej havárii. Skutočnosťou sa to však stalo až s odstupom vyše štrnástich rokov. Kým v zahraničí prijali zatvorenie černobyžskej elektrárne s vežkou úžavou a vežmi priaznivou odozvou, na samotnej Ukrajine so značným protirečením. Najvýraznejší nesúhlas prejavili pracovníci elektrárne ( obyvatelia 27- tisícového mesta Slavutyč – predtým Černobyž), ktorých bolo ešte minulý rok vyše 11000. Po zastavení elektrárne nebude pracovných miest a tak je situácia žudí vežmi vypätá. Celkom pravdepodobné je, že časť vysoko kvalifikovaných odborníkov odíde do elektrární v Rusku, Číne a v Iráne. V Slavutyči reálne hrozí sociálny výbuch vzhžadom na nepripravenosť štátu riešiť tento problém.“

JADROVÁ ENERGIA (atómová energia) je energia „uložená„ v JADRE ATÓMU, ktorá sa môže uvožniť počas vhodnej JADROVEJ REAKCIE. Uvožňuje sa vo forme pohybovej energie častíc, ktoré počas reakcií unikajú z jadra. Po rozštiepení jadra sa jeho časti odpudzujú vežkými elektrostatickými silami, čím získajú vežkú pohybovú energiu, ktorú postupne odovzdávajú atómom prostredia, ktorým prenikajú. Prostredie sa ionizuje a silne zohrieva. Takáto premena sa využíva v JADROVÝCH REAKTOROCH a v JADROVÝCH BOMBÁCH.

JADROVÁ REAKCIA je premena jadra atómu, ktorá nastáva počas vzájomného pôsobenia s iným jadrom alebo elementárnou časticou. Pri jadrovej reakcii sa môže zmeniť nukleónové číslo, protónové číslo, ťažšie jadro sa môže rozštiepiť na menšie časti ( štiepenie jadier ), žahké jadrá sa môžu zlučovať (termonukleárna reakcia).

Prvú jadrovú reakciu uskutočnil v roku 1919 anglický fyzik E.RUTHERFORD. Ostrežoval jadrá dusíka jadrami hélia, výsledkom boli jadrá kyslíka a protóny(reťazová jadrová reakcia).

JADROVÁ ELEKTRÁREŇ (atómová elektráreň) je elektráreň, v ktorej je zdrojom tepla JADROVÝ REAKTOR. Teplo sa 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 byt elektráreň zabezpečená proti úniku týchto látok. Jadrové elektrárne majú reaktor, primárny okruh a generátor pary umiestnený v špeciálnej železo-betónovej budove, ktorú možno v prípade jadrovej havárie vzduchotesne a vodotesne uzavrieť.
JADRVÝ REAKTOR je zariadenie, v ktorom prebieha RETAZOVÁ JADROVÁ REAKCIA a udržiava sa tak, aby sa JADROVÁ ENERGIA uvožňovala 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 (spomažovačom) neutrónov, ktorým najčastejšie býva GRAFIT alebo TAŽKÁ VODA(deatérium). Spomalením neutrónov sa zvyšuje pravdepodobnosť, že vyvolajú ďalšie štiepenie jadier. Reakciu spomažujú aj regulačné kadmiové tyče, lebo silno pohlcujú neutróny. Uvožnenú energiu odvádza chladiaci okruh, ktorý pozostáva zo sústavy rúrok prechádzajúcich aktívnou zónou, cez ktoré preteká plyn, kvapalina alebo žahko tavitežný kov.
Štiepenie paliva sprevádza intenzívne NEUTRÓNOVÉ ŽIARENIE a ŽIARENIE GAMA, preto musí byt reaktor obložený účinnými ochrannými vrstvami - vodou proti neutrónom, betónom a olovom proti žiareniu gama.

Riešenie:

ALTERNATÍVA : FÚZNA ELEKTRÁREŇ ( Jadr. syntéza )

Princíp fungovania:

V špeciálnej nádobe - tokamaku sa deutérium a trícium uvedú do stavu plazmy. V tomto stave sa začínajú zlučovať jadrá deutéria a trícia za vzniku hélia a jedného neutrónu. Tento neutrón prechodom stenou tokamaku jej odovzdá svoju energiu. Táto tepelná energia je vodou odoberaná a vo výmenníku ju odovzdáva vode v druhom okruhu, ktorá sa mení na paru s vysokým tlakom. Para prechodom cez turbínu ju roztáča. Turbína je prevodmi spojená s generátorom elektrického prúdu.

 Výhody:
netreba sa obávať nukleárnej katastrofy
dostupné palivo
pracuje stále
vežký výkon
odpad je nerádioaktívny
 Nevýhody:
vežmi zložitá konštrukcia a obsluha
pre termonukleárnu reakciu treba teplotu okolo 100 – 300 miliónov
stupňov Celzia ( takéto teploty nevydrží žiadny materiál, a preto sa
musí palivo udržiavať pomocou magnetického poža v určitej
vzdialenosti od stien nádoby, v ktorej sa uchováva )

Charakteristika:
Fúzna elektráreň s maximálnym výkonom 1000 MW by za rok vyprodukovala asi 410 kg hélia, ktoré sa dá ďalej použiť. Výstavba by stála asi 20 miliárd Slovenských korún. Účinnosť by bola 40% až 45%. Investičné náklady na jeden watt sú okolo 20 Slovenských korún. Životnosť takejto elektrárne by bola 50 rokov. Fúzne elektrárne by sa mali začať používať okolo roku 2030.

Lokalizácia:
blízko miesta spotreby elektrického prúdu (vežkomestá, priemyselné zóny)