Jadrové reaktory

Keď sú palivové články pripravené v jadre reaktora a zaliate vodou, obohatený urán je pripravený na začiatok štiepnej reakcie. Počas nej sa jadrá uránu 235 rozpadajú na častice (produkty štiepnej reakcie- jadrá ľahších atómov ako stroncium a cézium), teplo a jeden či viac voľných neutrónov. Keby bol každý voľný neutrón absorbovaný jadrom uránu a nahradený voľným neutrónom z iného štiepiaceho sa jadra, situácia by sa stala kritickou a reťazová reakcia v reaktore by bola samoudržateľná. Kontrolné tyče, ktoré absorbujú rýchlo sa pohybujúce neutróny regulujú rýchlosť tohoto procesu.

Štiepna reakcia uvoľňuje obrovské množstvo tepla, ktoré sa používa na varenie vody v reaktore. Vriaca voda tvorí paru, ktorá otáča turbínu a vyrába elektrinu. Štiepna jadrová reakcia je preto najnebezpečnejšou a najdrahšou metódou ako si uvariť vodu- asi ako krájanie masla elektrickou pílou.

Popri výrobe elektriny štiepny urán takisto vyžaruje stovky rádioaktívnych izotopov - všetko karcinogénne a mutagénne látky s polčasom rozpadu niekoľko sekúnd až sedemnásť miliónov rokov, či viac. Kontrolné tyče, chladiaca voda a jadro reaktora sa po istom čase stanú extrémne rádioaktívne a vyhorené palivo je miliónkrát rádioaktívnejšie ako v čerstvom stave.

Prevádzka jadrových elektrární predstavuje mnohé nebezpečenstvá, ktoré boli často podhodnotené, pretože, ako to už býva, krátkodobé zisky prevážia zodpovednosť priemyslu a vlád chrániť verejnosť.

Ani černobyľská katastrofa neprinútila jadrový priemysel pochopiť skutočnosť o negatívnom vplyve bežnej prevádzky jadrových reaktorov na život v prírode a na človeka napriek tomu, že táto skutočnosť je už známa a jej dôsledky sú stále preukázateľnejšie.

Každý jeden deň sa z jadrových elektrární vylúči značné množstvo plynných rádioaktívnych odpadov a vyprodukuje istá dávka tekutých a tuhých odpadov. Skutočnosť, že je treba vybudovať vysoké komíny nad každým reaktorom neoddiskutovateľne ukazuje na potrebu dekoncentrácie emisií a teda na ich nebezpečnosť.

Hoci denné dávky emisií sa zdajú byť malé (v rozmedzí od niekoľko curie do niekoľko sto curie), všetkých 434 jadrových elektrární vo svete spolu po mnoho rokov produkuje množstvo rádioaktivity, ktoré je rovnaké s množstvom vyžiarenom z Černobyľa.

Čo sa týka bezpečnosti reaktorov je možné povedať len toľko, že jadrový reaktor je bezpečný len v tom prípade, keď za žiadnych okolností (napríklad nehody, chybné jednanie prevádzkovateľov, kombinácia náhodných udalostí, terorizmus a pod.) nemôže vylúčiť nebezpečné rádioaktívne látky do prostredia.

Takéto reaktory neexistujú a vzhľadom na momentálne existujúce technológie je možno povedať, že v blízkej budúcnosti ani nebudú. V skutočnosti dokonca aj samotní konštruktéri reaktorov hovoria o základných nebezpečenstvách jednotlivých druhov reaktorov. A všetci z nich súhlasia, že ani len na stoloch projektantov ešte neexistuje takýto bezpečný reaktor so zabudovanou bezpečnosťou (teda taký, z ktorého by za žiadnych okolností nemohli uniknúť rádioaktívne látky).

V každej krajine s prevádzkovanou jadrovou elektrárňou jej nepriatelia, teroristické organizácie, či mentálne chorí ľudia už nepotrebujú jadrové zbrane na začatie jadrovej vojny. Stačí im len spustiť bežnú bombu na jadrový reaktor a tým dosiahnuť únik väčšiny jeho rádioaktívnych látok a smrť tisícok ľudí. Je zrejmé, že keby počas druhej svetovej vojny Európa získavala energiu z jadra, bola by ešte stále neobývateľná vďaka rádioaktívnej kontaminácii vzduchu, potravín a vody.

Likvidácia jadrových reaktorov

Obrovské množstvá rádioaktívnych odpadov sa tiež vyprodukujú, keď je jadrový reaktor odstavený. Toto sa deje preto, lebo mnohé jeho časti, vrátane paliva, sa stali rádioaktívnymi. Nemôžeme ich jednoducho odhodiť. Proces starania sa o jadrovú elektráreň v tejto fáze voláme likvidácia. Po dvadsiatich, maximálne štyridsiatich rokoch sa do nej dostane každý jeden reaktor. Doteraz sa nikde na svete nezlikvidoval žiaden klasický reaktor. Niektoré krajiny plánujú rozobrať celú reaktorovú štruktúru, vrátane rádioaktívnych častíc, prenechajúc len prázdny priestor, tzv. zelenú lúku. Iné navrhli nechať budovu stáť na tom istom mieste a zasypať ju betónom alebo pochovať pod horou zeme.

V nasledujúcich tridsiatich rokoch sa bude musieť odstaviť viac ako 350 reaktorov. Ale viac ako 40 rokov po spustení prevádzky prvej jadrovej elektrárne jadrový priemysel ešte stále nenašiel spôsob ako bezpečne a efektívne zlikvidovať odstavený reaktor.

Jadrový odpad

Je známe, že jadrový odpad sa produkuje počas rôznych štádií ťažby uránu, výroby jadrového paliva a počas bežnej prevádzky jadrovej elektrárne (tekutý, tuhý aj plynný odpad) vo forme vyhoreného paliva, počas prípadného prepracovávania vyhoreného paliva a konečne počas likvidácie jadrových elektrární po skončení ich životnosti.

Problémom rádioaktívneho odpadu je, že niektoré dlhotrvajúce rádionuklidy sú aktívne po desiatky, stovky, tisíce či až milióny rokov. Je nutné zdôrazniť, že žiadna iná z ľudstvu známych technológií nedokáže zmeniť fyzikálno-chemickú štruktúru biosféry našej planéty. Štiepna jadrová reakcia vyúsťuje do tvorby častíc, ktoré sú v biosfére votrelcami a ktorým sa živé organizmy nedokážu a nemôžu prispôsobiť. Tieto častice obsahujú predovšetkým plutónium a iné produkty uránu.
Ako časť bežnej prevádzky vylučuje každá jadrová elektráreň isté množstvo odpadových materiálov priamo do okolitej prírody. Tekuté odpady sa vylučujú spolu s chladiacou vodou do blízkej rieky, prípadne mora a plynné odpady sa vylučujú do atmosféry.

Existujú tri kategórie rádioaktívnych jadrových odpadov: vysoko aktívny, stredne aktívny a nízko aktívny odpad. Vysokoaktívny odpad pozostáva predovšetkým z vyhoreného paliva a jadra reaktorov, a vysokoaktívneho tekutého odpadu vznikajúceho pri prepracovávaní paliva. Tento odpad je tisíckrát rádioaktívnejší ako stredne aktívny odpad. Stredne aktívny odpad predstavuje predovšetkým kovové nádrže na palivo, ktoré pôvodne obsahovali uránové palivo pre jadrové reaktory, kovové časti reaktorov a chemické zvyšky. Tieto musia byť chránené, aby pracovníci a verejnosť neboli vystavení žiareniu počas ich prepravy a uskladnenia. Väčšinou sa skladujú v mieste produkcie. Stredne aktívne odpady sú väčšinou tisíc krát rádioaktívnejšie ako nízko aktívne odpady. Nízko aktívne odpady pozostávajú predovšetkým z takých vecí ako napríklad ochranné ošatenie a laboratórne zariadenie, ktoré prišlo do kontaktu s rádioaktívnymi materiálmi.

Existuje niekoľko návrhov na uskladnenie rádioaktívnych odpadov nie ich zničením, ale "bezpečnou" izoláciou. Najčastejšie diskutovanými spôsobmi sú vystreľovanie odpadov do vesmíru, ukladanie na dne oceánov alebo hlbinné ukladanie mnoho kilometrov pod povrchom Zeme. Ako riešenie problému rádioaktívneho odpadu sa niekedy spomína aj jeho zaliatie do živice, betónu, soli, skla alebo keramických materiálov. Tento postup odpad ale nezničí, len ho zocelí a umožní lepšiu skladovateľnosť a zlepší jeho dočasnú izolovanosť. Problém samotný sa ale prenesie na plecia budúcich generácií. Navyše nikto nemôže garantovať schopnosť súčasných spôsobov izolácie rádioaktívnych odpadov na 100, 1000 alebo 10 000 rokov.

Vysoko rádioaktívny odpad je niekoľko tisíc rokov smrteľné nebezpečný. Preto sa ho zbavujeme formou uskladnenia, zatavuje sa do skla a uchováva v kontajneroch. V každej krajine je to však iná forma uskladnenia. Azda najlepší spôsob uloženia tohoto odpadu je ten, keď sa rádioaktívny odpad zataví do sklených valcov a skladuje sa hlboko v zemi. Vo Francúzsku sa táto metóda používa už od roku 1978. Niektorý z rádioaktívnych odpadov by mohol presiaknuť na povrch najskôr za milión rokov. Za taký dlhý čas sa však rozpadne na relatívne neškodné látky. Odpad by mal byť ukrytý pod toľkými vrstvami, že jeho únik v zohľadňovanom časovom období by bol celkom nemožný.

Jediné uspokojujúce riešenie problému s rádioaktívnym odpadom by bolo jeho úplne zničenie. K dnešnému dňu je známy jediný spôsob takéhoto zničenia, ktorým je "transmutácia", teda transformácia nebezpečných rádionuklidov s dlhou životnosťou na rádionuklidy s krátkou životnosťou a nakoniec na látku, ktorá by už nebola rádioaktívna. Transmutácia je teoreticky možná, ale neuskutočniteľná v praxi, kvôli nevyhnutným enormným množstvám energie, väčším než by bol zisk zo štiepnej reakcie v reaktore.

V skutočnosti neexistuje akceptovateľné a praktické riešenie tohoto problému a v blízkej budúcnosti ani nie je dosiahnuteľné. Všetky jadrovým priemyslom momentálne ponúkané riešenia sú ako "vyčistenie izby a zametenie špiny pod koberec".

Najlepším riešením pre budúcnosť je, aby sme už nikde na svete neprodukovali ďalší jadrový odpad.

Zdroje:

Jadrová elektráreň v Dukovanoch
Jadrová elektráreň South Texas
Výmurovka spaľovacej pece na rádioaktívny odpad