26. apríla 1986 je ten dátum, ktorý sa čiernymi písmami zapísal do histórie minulého storočia. Zamorená bol veľká časť Európy, najmä Ukrajina, Rusko, Bielorusko; približne 150 tisíc km štvorcových zasiahol výbuch jadrovej elektrárne Černobyľ.
Spektrum vedy: Strach z rádioaktívneho žiarenia
Ako sa uvádza v úvode dokumentu z cyklu Spektrum vedy s názvom Strach z rádioaktívneho žiarenia, Černobyľ zmenil pohľad ľudí aj odbornej verejnosti na jadrovú energetiku asi najviac zo všetkých jadrových havárií. Výbuch jedného z najväčších laboratórií ukázal, akým spôsobom radiácia vplýva na populáciu, prírodu, na živé organizmy.
Úlohou dokumentárneho cyklu Spektrum vedy je predstaviť a priblížiť prácu a úspechy slovenských vedcov. Garantom tohto dielu je prof. Ing. Vladimír Slugeň, DrSc. z Ústavu jadrového a fyzikálneho inžinierstva, ktorý je presvedčený, že Černobyľ bola bohužiaľ katastrofa, ktorá prekryla veľa pozitívneho a vyzdvihla negatívne. „Ale napriek všetkým tragédiám žiarenie existovalo, aj bude existovať naďalej.“
Pozrite si
Ako uvádza profesor Vladimír Slugeň, rádioaktivita nás obklopuje či už v prírode alebo v nových technických výdobytkoch, ktoré využívame v lekárskej diagnostike, medicíne, stavebníctve, no najviac v jadrovej energetike.
prof. Ing. Vladimír Slugeň, DrSc.
Mnohé katastrofy
Každá energetická havária vyvolá diskusie o tolerovaní a akceptácii rizík, začína svoju odpoveď na otázku, ako sa spätne pozerá na černobyľskú tragédiu. „Spaľovanie uhlia v priemysle i domácnostiach spôsobuje množstvo bronchitíd, z ktorých tisícky končia smrťou. Pri explózii plynu v Mexiko City 1984 bolo zabitých 500 ľudí a zranených 4 248 ľudí. Plynová havária (výbuch) si v ZSSR v roku 1989 vyžiadala 650 obetí. Únik metylizokyanátu v Bhópale zabil 2 850 ľudí a vážne zranil 200 000 ľudí. 26. apríla 1942 v Číne prišlo o život 1 549 ľudí pri explózii uhoľného prachu. Ropný priemysel zabil tisícky ľudí pri haváriách tankerov, vrtných plošín a pri explóziách. Najťažšia havária v Brazílii v roku 1984 stála 546 životov.“
Černobyľ mal podľa neho 38 priamych obetí (do troch mesiacov), spolu možno niekoľko stoviek, pričom jednoznačnú súvislosť s haváriou stanovili zatiaľ v 62 prípadoch. „Odhaduje sa, že niekoľko tisíc ľudí bolo postihnutých rôznymi následkami, pričom kauzalitu úmrtia s haváriou nemožno vylúčiť. Černobyľ je synonymom katastrofy i z pohľadu zamorenia rozsiahlych území uvoľnenými rádioaktívnymi látkami. Práve rádioaktívne zamorenie pôdy a dlhodobá nemožnosť jej všestranného využitia sa ukazuje ako najvýraznejší negatívny dopad havárií jadrových zariadení. Požiare či záplavy sa zdajú byť ľahšie prijateľné.“
Náš významný vedec vysvetľuje, že havária v Černobyľskej elektrárni nastala v priebehu testu zaradeného do programu prác na 4. bloku pred jeho odstávkou na prvú plánovanú revíziu po takmer dvojročnej prevádzke. „Účelom testu naplánovaného na záver prvého prevádzkového cyklu bolo overenie novo navrhnutého systému pre reguláciu napätia na generátore. Elektrickou energiou bez prerušenia mali byť zásobované vybrané čerpadlá systému chladenia reaktora. Test bol chápaný najmä ako elektrikárska záležitosť, režim bloku v priebehu skúšky nebol dobre pripravený a najmä z hľadiska jadrovej bezpečnosti bol významne podcenený.“
© CVTI SR – Národné centrum pre popularizáciu vedy a techniky v spoločnosti
Dve explózie
Prof. Ing. Vladimír Slugeň, DrSc. hovorí, že podľa svedectva očitých svedkov, ktorí sa nachádzali mimo 4. bloku, sa v dobe približne o 1:24 ozvali dve explózie za sebou (prvá v dôsledky expanzie pary, druhá v dôsledku explózie vodíka) a nad reaktorom štvrtého bloku vyleteli iskry a horiace kusy materiálu vysoko do atmosféry, ktoré spôsobili požiar na streche strojovne pokrytej materiálom na báze bitúmenu. „Zo zóny bolo vyvrhnutých asi 25 % grafitových blokov a prehriatych častí palivových kanálov, z nich niektoré dopadli aj mimo budovy reaktora. V dôsledku porušenej budovy reaktora a vysokej teploty v porušenej aktívnej zóne sa nastavil prietok vzduchu, ktorý inicioval a podporoval horenie grafitu.“
Po vykonaných analýzach príčin černobyľskej havárie boli okrem nedodržania celého radu prevádzkových pravidiel, odhalené aj vážne chyby projektu reaktora RBMK, uvádza profesor. Došlo podľa neho k nápravným opatreniam v zmysle zmeny projektu reaktorov typu RBMK, ale aj zmeny vedenia prevádzky na jadrových elektrárňach u všetkých typov reaktorov v bývalom ZSSR. Okrem toho boli opatrenia prijaté aj na medzinárodnej úrovni. „Poučenia z havárie v Černobyle v priebehu nasledujúcich rokov vyvolali rozvoj a aplikácie nových opatrení na zvýšenie bezpečnosti jadrových elektrární. Cieľom bolo najmä obmedziť maximálny výkon pri havarijných udalostiach prostredníctvom (i) prevádzky s podkritickým reaktorom, (ii) zakomponovaním inherentných bezpečnostných prvkov, ktoré obmedzia výkon na 100% nominálneho, resp. (iii) inherentným odstavením reaktora.“
Povedzme si ale, čo je to žiarenie a aké druhy žiarenia poznáme. Treba sa ho báť? Bez slnka a jeho žiarenia by nebol možný život na zemi, pripomína profesor Vladimír Slugeň. „Málokto si uvedomuje, že bez termonukleárnej fúznej reakcie, ktorá prebieha v obrovských rozmeroch práve v samotnom slnku a produkuje všetky typy žiarenia, by naše krásne opálené dievčatá, asimilujúce rastliny produkujúce kyslík i skvelá civilizácia vôbec neexistovali.“ Pokračuje, že aj elektromagnetické žiarenie je všade okolo nás. „Povedzte však ľudom, že im veľmi škodí a preto sa musia vzdať televízorov, počítačov, telefónov, internetu, facebooku, mikrovlniek…, pretože vy máte strach. V prípade jadrových elektrární to však v niektorých štátoch takto funguje.“
Spontánna vlastnosť jadra
Rádioaktivita je podľa neho prírodný jav a existuje od vzniku sveta. „Je to vyžiarenie nadbytočnej energie jadier do okolitého prostredia, pretože sa tieto jadrá pokúšajú dostať do stabilného stavu. Aktivita je prejav dostatku energie. Rádioaktivitou nazývame teda spontánnu vlastnosť jadra atómu podliehať procesom, ktoré vedú k zmene energetického stavu, k zmene počtu alebo k zmene usporiadania jeho stavebných častíc – nukleónov. Tieto zmeny sú sprevádzané vysielaním elektromagnetického alebo korpuskulárneho žiarenia, pričom pôvodný nuklid sa mení na nuklid iného druhu alebo na nuklid s iným energetickým stavom. Jadrá, ktoré sa vyznačujú touto vlastnosťou sa nazývajú rádionuklidmi. Pri jadrových premenách dochádza k zmene energetického stavu jadra alebo k zmenám počtu nukleónov.“
Samotný jadrový reaktor potom funguje ako konva na ohrev vody. „Pri jednookruhovej elektrárni je tou konvou samotný reaktor. Pri dvojokruhovej tlakovodnej jadrovej elektrárni, a takých je vo svete takmer 70 % vrátane našich VVER-440, je tou konvou parogenerátor. Horúca voda (teplota 300 °C, pri tlaku 12,26 MPa) prichádza do parogenerátor a rozdelí sa do cca 5 000 trubiek, ktoré vidíme vo vnútri. Tieto trubky sú ponorené vo vode sekundárneho okruhu (226 °C, pri tlaku 4,7 MPa). Sekundárna voda sa ohrieva, mení na paru o teplote cca 260 °C a rozpína sa. Stačí ju už len usmerniť a priviesť cez hlavný parný kolektor na kolesá turbíny, ktoré roztočí do potrebných otáčok, podobne ako aj rotor elektrického generátora. Takto získavame striedavý elektrický prúd, ktorý vyvedieme z elektrárne, transformujeme na požadovanú kvalitu a privedieme do elektrických zásuviek všade tam, kde potrebujeme.“
Profesor je presvedčený, že jadrová energetika, ktorá v rokoch 2005 – 2010 naberala dych na svoju renesanciu, sa po Fukušimskej havárií opäť dostala „do záklonu“. „Dnes v podstate hybernuje. Rozvoj je snáď len v Ázii. Pritom súčasné smerovanie pri výrobe energií je neudržateľné. Bez zásadných a nákladných rozhodnutí sa emisie CO2 spôsobené výrobou energie z fosílnych palív do roku 2050 vo svete zdvojnásobia. Jadrová energetika produkuje dnes viac než tretinu tzv. bezuhlíkatej elektrickej energie vo svete a vzdať sa jej by bolo zničujúce.“
Zvýšený dopyt po energii vo svete a geopolitické konflikty (Perzský záliv, Ukrajina, …) podľa neho zákonite zvyšujú obavy o energetickú bezpečnosť. „V mnohých európskych krajinách však dopyt po energii už dlho nerastie. Vo vyspelých krajinách EU dokonca klesá. Energeticky náročné technológie sa sťahujú do Ázie, či rozvojových krajín, ktoré často emisiám nevenujú náležitú pozornosť.“
Ako uvádza prof. Ing. Vladimír Slugeň, DrSc. celosvetová výroba elektrickej energie z jadrových elektrární klesla na približne 2 478 TWh v roku 2013, čo znamená 10% pokles v porovnaní s rokom 2010. „Spôsobené to bolo najmä vypnutím ôsmich reaktorov v Nemecku a dočasným vypnutím 51 reaktorov v Japonsku, zväčša už v roku 2011. 48 reaktorov schopných prevádzky ostalo nevyužitých od septembra 2013 a po celý rok 2014. Rekordných 72 reaktorov bolo vo výstavbe na začiatku 2014, ale iba 5 GW bolo prifázovaných do siete.“
Nájsť optimum
Je presvedčený, že každá krajina sa musí rozhodnúť, aký energetický mix je optimálny pre jej podmienky. Menuje výhody jadrovej energie: nízke emisie skleníkových plynov, schopnosť konkurovať s ostatnými zdrojmi elektrickej energie a bezpečnosť dodávky sú však v mnohých prípadoch prevážené obavami verejnosti a politickými témami. „Počet reaktorov vo výstavbe je najvyšší za posledných 25 rokov, a to hlavne vďaka Číne. Záujem o inovatívne dizajny a zdokonalené palivové cykly sa znovu obnovil ako dôsledok vývoja trhov a zlepšenie konkurencieschopnosti jadrových elektrární. Výhodnosť využívania jadrovej elektrárne je podporená aj predpoveďou, že dlhodobé efekty globálneho otepľovania sú limitované na 2 °C a potenciálnom využití jadrovej energie ako zdroja s nízkymi emisiami skleníkových plynov.“
Tento scenár nie je však podľa prof. Ing. Vladimíra Slugeňa, DrSc. predpoveďou. „Jadrová energia môže hrať kľúčovú úlohu v znižovaní emisií uhlíka pri výrobe elektrickej energie využitej najmä v základom pásme zaťaženia. Považujem za nutné dostať sa čo najskôr od politických prehlásení a analytickej práce ku konkrétnym činom. Slovensko nebude krajinou, ktorá bude v danej oblasti udávať smer, ale môže byť dostatočne rozumné na to, aby i) výhodne zúročila svoje doterajšie skúsenosti z jadrovej energetiky a ii) optimálne využila svoj potenciál stredoeurópskeho štátu s kvalitnou jadrovou legislatívou. Základom je však dlhodobá a reálna koncepcia rozvoja hospodárstva a z toho vychádzajúca energetická politika. Žiadna krajina, a tobôž nie malé Slovensko, si nemôže dovoliť meniť hospodársku a energetickú politiku každé volebné obdobie.“
Ešte ďalšie naozaj zaujímavé informácie v oblasti jadrovej energetiky sa dozviete v dokumente Strach z rádioaktívneho žiarenia, ktorý si môžete pozrieť aj vo videoarchíve na portáli Národného centra pre popularizáciu vedy a techniky v spoločnosti.
Cyklus dokumentov Spektrum vedy, vysielaný Slovenskou televíziou, je popularizačný projekt, ktorý vznikol v spolupráci Centra vedecko-technických informácií SR , Slovenskej akadémie vied a Slovenskej televízie.
Spracovala: Slávka Habrmanová, NCP VaT pri CVTI SR
Foto: filmový dokument „Strach z rádioaktívneho žiarenia“
Uverejnila: ZVČ
