Energetyka jądrowa w dwa lata po wydarzeniach w Fukushimie

NARODOWE CENTRUM BADAŃ JĄDROWYCH
N a t i o n a l
Świerk
C e n t r e
f o r
N u c l e a r
R e s e a r c h
www.ncbj.gov.pl
Energetyka jądrowa w dwa lata po wydarzeniach w Fukushimie
Dwa lata temu, 11 marca 2011 roku, w Japonii w wyniku trzęsienia ziemi i fali
Tsunami doszło do awarii elektrowni jądrowej Fukushima I (Dai-ichi). W ponad
50 letniej pracy 430 elektrowni jądrowych na całym świecie było to drugie w
historii wydarzenie oznaczone najwyższą kategorią (7) skali INES. Jego
konsekwencją było przeprowadzenie stress testów wszystkich europejskich
elektrowni jądrowych. Reaktory III generacji, które planuje się wybudować w
Polsce, spełniają jeszcze bardziej rygorystyczne kryteria.
W Fukushimie doszło do wybuchu wodoru
11 marca 2011 roku w Japonii działało 17 elektrowni jądrowych (54 reaktory), z czego
nieliczne były czasowo wyłączone z powodu przeglądów okresowych lub przeładunków
paliwa. Większość z nich stanowiły wodne reaktory wrzące BWR (Boiling Water Reactor),
projektowane w latach sześćdziesiątych a reaktor nr 1 elektrowni Fukushima-Daiichi, który
najbardziej ucierpiał wskutek trzęsienia ziemi, był jednym z najstarszych. Zgodnie z
zaleceniami hydrologów otoczone je wałem ochronnym przed falami Tsunami o wysokości
5,7 metra. Po największym od 140 lat trzęsieniu ziemi (9 stopni w skali Richtera) w Japonii
powstałe fale były wyższe o 9,3 metra. Po wyłączeniu reaktory były przez godzinę skutecznie
schładzane, ale po uderzeniu tsunami silniki diesla, zapewniające energię, zostały zalane
przez gigantyczną 15-metrową falę. Układ chłodzenia stracił napęd pomp. 12 marca 2011
roku, w wyniku braku chłodzenia, dochodzi do wybuchu wodoru (wskutek wysokich
temperatur doszło do reakcji chemicznej cyrkonu z parą wodną, która spowodowała
wydzielenie wodoru poza pierwotną obudowę bezpieczeństwa) w reaktorze 1, co było
przyczyną ogłoszenia ewakuacji ludności z obszarów o promieniu 20 km od elektrowni. W
wyniku zdarzeń w kolejnych dniach (zniszczenie kolejnych bloków) doszło do uwolnienia
cezu, jodu, kryptonu i ksenonu. Uwolnienia te były znacznie mniejsze niż w Czarnobylu
(pierwszej awarii w historii o najwyższej kategorii w skali INES), mimo to, wywołały na
świecie falę protestów przeciwko energetyce jądrowej.
Ofiary radiofobii
Nikt nie zginął w wyniku działania promieniowania jonizującego, wskutek tsunami zginęło
20 000 ludzi. Eksperckie raporty Światowej Organizacji Zdrowia WHO i Komitetu Naukowego
Organizacji Narodów Zjednoczonych ds. Skutków Promieniowania Jonizującego UNSCEAR
udowadniają, że nie zaobserwowano znaczącego wzrostu zachorowalności na choroby
nowotworowe w wyniku zdarzeń z 11 marca 2011 roku. Były natomiast przypadki śmiertelne
będące wynikiem pospiesznie ogłoszonej ewakuacji.
„Nie tylko nikt nie zginął w Japonii na skutek działania promieniowania jonizującego, ale nie
spodziewamy się też wzrostu wypadków zachorowań na choroby nowotworowe” – podkreśla
prof. dr hab. Ludwik Dobrzyński z Narodowego Centrum Badań Jądrowych będący od 2002
roku przedstawicielem Polski w komitecie UNSCEAR – „należy sobie zdawać sprawę, że
strach przed tym zjawiskiem fizycznym nie ma racjonalnego uzasadnienia. Mało kto zdaje
sobie dzisiaj sprawę, że w wyniku normalnego działania elektrowni jądrowej okoliczna
ludność otrzymuje trudno mierzalne dawki 0,01 mSv/rok, podczas gdy wskutek zmiany
zamieszkania z Wrocławia do Krakowa otrzymujemy dawkę czterdzieści razy większą”.
PL 05-400 Otwock, A. Sołtana 7
tel. (+48) 22 71 80 001
fax (+48) 22 77 93 481
e-mail: [email protected]
Pomimo, że awarie elektrowni jądrowych wydarzyły się w Rosji (Czarnobyl) i Japonii
(Fukushima), jedynym krajem, który zrezygnował z energetyki jądrowej są Niemcy. Eksperci
alarmują, że decyzja Niemiec rujnuje gospodarkę (koszty rezygnacji z atomu minister
środowiska Niemiec Peter Altmaier oszacował na 300 miliardów euro już straconych i dalsze
600 miliardów do 2039 roku a także destabilizuje europejski system energetyczny.
Prawdopodobnie niedobory energii będą uzupełniane przez elektrownie gazowe, dla których
paliwo będzie dostarczał budowany gazociąg Nordstream.
Japonia stawia na energetykę jądrową
Pomimo tragicznych wydarzeń sprzed dwóch lat Japonia zdecydowała o dalszym
wykorzystywaniu energetyki jądrowej. Obecnie powołana Nowa Komisja Bezpieczeństwa
Jądrowego opublikowała planowane wymagania i kryteria bezpieczeństwa. Mają za zadanie
uchronić obiekty nie tylko przed katastrofami naturalnymi, takimi jak sprzed dwóch lat, ale
również przed działaniami terrorystycznymi z uderzeniem samolotu włącznie. Wały chroniące
przed tsunami będą wyższe, a budynki elektrowni będą uszczelnione na wypadek powodzi.
Przy rozpatrywaniu trzęsienia ziemi wymagania będą wyższe – dla stwierdzenia, czy uskok
sejsmiczny jest aktywny, trzeba będzie sięgać wstecz o 120 000 lat, zamiast jak dotąd na
10 000 lat. Komisja wymaga pasywnych układów rekombinacji wodoru, a na wypadek gdyby
jednak doszło do stopienia rdzenia elektrownia musi być wyposażona w układ chwytacza
rdzenia, analogiczny jak w reaktorze EPR. Obudowa bezpieczeństwa musi być odporna na
maksymalne parametry awaryjne i wyposażona w układ wentylacji filtracyjnej. Operatorzy
elektrowni jądrowych powinni mieć armatki wodne dla pokrycia pianą lub wodą materiału
radioaktywnego w punkcie gdzie następują przecieki, tak by zapobiec rozprzestrzenianiu
substancji radioaktywnych i pomóc w oczyszczaniu terenu.
Reaktory III generacji są bezpieczne
Bezpośrednią konsekwencją wydarzeń w Japonii z 11 marca 2011 roku było
przeprowadzenie, pierwszej w historii na tą skalę, oceny istniejących elektrowni jądrowych i
ich wytrzymałości w warunkach skrajnych zagrożeń (stress testy). Od czerwca 2011 roku,
przez ponad 10 miesięcy, międzynarodowe zespoły ekspertów przebadały 147 reaktorów w
całej Unii Europejskiej, Szwajcarii i na Ukrainie. Podobne analizy przeprowadzono również w
USA, Chinach i Korei Pd. Ich celem było sprawdzenie czy zastosowane marginesy
bezpieczeństwa są wystarczające przy ekstremalnych, nieoczekiwanych katastrofach
naturalnych oraz weryfikacja gotowości ludzi i środków do opanowania możliwych skutków
takich zagrożeń. W wyniku stress testów okazało się, że wszystkie reaktory przeszły
pomyślnie próby maksymalnych obciążeń. Poprawy wymagały natomiast elementy
zewnętrzne, takie jak wprowadzenie dodatkowych, przewoźnych generatorów prądu czy
dopracowanie procedur postępowania w sytuacjach awaryjnych.
„Elektrownie jądrowe są bezpieczne. Przeprowadzane testy i coraz bardziej zaostrzane
rygory bezpieczeństwa powodują, że nie musimy mieć obaw przy budowie reaktorów III
generacji, takich jakie mają powstać w Polsce” – przekonuje prof. dr inż. Andrzej
Strupczewski z Narodowego Centrum Badań Jądrowych, Przewodniczący Komisji
Bezpieczeństwa NCBJ – „Reaktory III generacji spełniają wszystkie najostrzejsze kryteria
bezpieczeństwa, włącznie z wymaganiami japońskimi. W przypadku najcięższej awarii
stopiony rdzeń reaktora będzie zatrzymywany w obudowie bezpieczeństwa. Tak więc
wszystkie uwolnienia radioaktywne zatrzymane będą w obudowie bezpieczeństwa. Wszystko
to powoduje, że strefa ograniczonego użytkowania, w której potrzeba podjąć działania
ochronne po ewentualnej awarii, wynosi niecały kilometr od obiektu”.
Reaktory III generacji obecnie powstają m.in. W Finlandii, Francji, Chinach i USA. Planuje się
ich budowę w Wielkiej Brytanii i wielu innych krajach.
―2―
Przede wszystkim bezpieczeństwo
Pomimo, że rygory bezpieczeństwa w energetyce jądrowej są znacznie wyższe niż w innych
dziedzinach (porównywalne jedynie z lotnictwem) ciągle doskonali się metody oceny ryzyka i
zapobiegania nawet najbardziej nieprawdopodobnym zagrożeniom. Zarówno organy dozoru
jądrowego, jak producenci czy operatorzy reaktorów stosują dwa uzupełniające się podejścia
do oceny bezpieczeństwa jądrowego. Podejście probablistyczne oparte jest o
prawdopodobieństwo wystąpienia zdarzenia a podejście deterministyczne polega na
założeniu, że wystąpi jakieś zdarzenie i badaniu w jaki sposób zadziałają zabezpieczenia
elektrowni. Analiza przebiegu wydarzeń w elektrowni Fukushima Dai-ichi pokazuje jak ważne
jest właściwe wyważenie obu podejść i równoległe ich stosowanie przy ocenie
bezpieczeństwa jądrowego elektrowni jądrowych.
„Wydarzenia w Fukushimie pokazały, jak ważne jest posiadanie odpowiedniego zaplecza
eksperckiego oraz sprawnych mechanizmów jego współpracy z dozorem jądrowym i
operatorem elektrowni. Dotyczy to etapu projektowania zabezpieczeń, które muszą być
dostosowane do uwarunkowań konkretnej lokalizacji. Dotyczy również normalnej
eksploatacji, kiedy trzeba dbać o zachowanie sprawności wszystkich urządzeń w warunkach
przyspieszonego promieniowaniem starzenia. Dotyczy wreszcie zdarzeń awaryjnych, kiedy
eksperci muszą sprawnie wykonywać wcześniej ustalone zadania związane z oceną sytuacji,
prognozowaniem jej rozwoju i planowaniem działań zaradczych” – podkreśla prof. dr hab.
Grzegorz Wrochna, dyrektor Narodowego Centrum Badań Jądrowych – „każdy kraj
realizujący program energetyki jądrowej, także. Polska, musi przede wszystkim zbudować
kompetentne i sprawne zaplecze eksperckie. W Świerku, gdzie jest jedyny reaktor jądrowy w
Polsce, już od początku 2009 roku tworzymy taki zespół. Nawiązana współpraca
zagraniczna i wejście w międzynarodowe struktury badawcze i decyzyjne gwarantują, że
nasi eksperci zdobywają wiedzę i umiejętności na najwyższym światowym poziomie. Należy
tylko zadbać o odpowiednie uregulowania formalno-prawne związane z ustanowieniem
organizacji wsparcia technicznego tzw. TSO (Technical Suport Organisation) aby ich
kompetencje mogły być w pełni wykorzystane dla polskiego programu energetyki jądrowej”.
***
Narodowe Centrum Badań Jądrowych (NCBJ) to jeden z największych instytutów badawczych w Polsce, zatrudniający ponad
tysiąc pracowników. Zajmuje się m.in. wspieraniem budowy polskiej energetyki jądrowej, badaniami podstawowymi z dziedziny
fizyki subatomowej (fizyka cząstek elementarnych i jądrowa, fizyka plazmy gorącej itp.) oraz stosowaniem metod fizyki jądrowej
i produkcją urządzeń dla rozmaitych gałęzi nauki i gospodarki, w tym medycyny. NCBJ posiada jedyny w Polsce reaktor
badawczy Maria wykorzystywany do wytwarzania izotopów promieniotwórczych, radiacyjnej modyfikacji materiałów oraz badań
na wiązkach neutronów. Ośrodek uczestniczy w międzynarodowych przedsięwzięciach badawczych oraz w pracach nad
nowymi technologiami jądrowymi. Urządzenia opracowane w NCBJ będą wdrażane w Parku Naukowo-Technologicznym w
Świerku.
―3―