Czy elektrownia jądrowa może być bezpieczna? Katarzyna Majchrzak, Natalia Uszok Zespół Szkół Nr 1 im. G. Morcinka w Tychach, pod kierunkiem Barbary Zegrodnik Ogólnopolski Młodzieżowy Kongres Energetyczny, Tychy, 9.12.2011

Czym różni się elektrownia jądrowa od węglowej? Obie elektrownie wytwarzają prąd elektryczny w oparciu o to samo zjawisko fizyczne. Jest to zjawisko, które polega na wzbudzeniu prądu w obwodzie elektrycznym przez zmieniające się pole magnetyczne. Jest obojętne czy przesuwamy magnes względem nieruchomej zwojnicy, czy poruszamy zwojnicę, a magnes pozostaje nieruchomy. Ważna jest zmiana pola magnetycznego w zwojnicy.

W elektrowni, w polu magnetycznym wytworzonym przez nieruchome magnesy obraca się wirnik. Na jego obwodzie nawiniętych jest kilkanaście zwojnic. Dzięki obrotom wirnika pole magnetyczne wnikające do każdej zwojnicy zmienia się. To wystarczy, żeby w każdej zwojnicy zaczął płynąć prąd indukcyjny.

Wirnik obracający się w polu magnetycznym jest Problem w tym kto ma kręcić tym wirnikiem??? Wirnik obracający się w polu magnetycznym jest generatorem prądu.

jest sercem każdej elektrowni. Generator prądu jest sercem każdej elektrowni. Wirnik jest na wspólnej osi z turbiną, która się obraca pod naciskiem pary wodnej. Dzięki temu wirnik może się obracać.

W elektrowni jądrowej źródłem ciepła, dzięki któremu woda zamienia się w parę, jest reaktor jądrowy. W reaktorze zachodzą łańcuchowe reakcje rozszczepienia jąder atomowych, którym towarzyszy wydzielanie się dużych ilości ciepła.

W elektrowni węglowej do zamiany wody w parę wodną wykorzystuje się ciepło pochodzące ze spalania węgla. W elektrowni jądrowej w tym samym celu wykorzystuje się ciepło wyzwalane podczas reakcji rozszczepienia jąder atomowych.

5 milionów ton węgla rocznie!!! Ile węgla zużywa np. „Elektrownia Rybnik”? 5 milionów ton węgla rocznie!!!

Elektrownie jądrowe są w stanie wyprodukować duże ilości energii z małej ilości paliwa. Z 1 kg uranu otrzymamy 2,5 miliona razy więcej energii niż z 1 kg węgla. Ponadto energetyka jądrowa nie zanieczyszcza powietrza związkami, które wydzielają się podczas spalania węgla. Dlatego energia otrzymywana z elektrowni jądrowych określana jest jako „czysta energia”.

Na czym polega problem? Dlaczego boimy się elektrowni jądrowych? Może zbyt mało o nich wiemy?

W reakcji rozszczepienia jąder atomowych oprócz energii cieplnej wyzwala się energia w postaci promieniowania gamma, które jest najbardziej niebezpiecznym promieniowaniem jądrowym o bardzo dużej energii. Energia kinetyczna produktów rozszczepienia, to energia cieplna, którą możemy wykorzystać do wytworzenia pary wodnej z wody. Problemem jest niebezpieczne promieniowanie jądrowe, które towarzyszy tej reakcji. Powoduje ono jonizację atomów materii, z którą oddziałuje.

Promieniowanie jądrowe jest obecne w naszym środowisku naturalnym. Jonizacja atomów w komórkach organizmów żywych zakłóca ich procesy życiowe. Miarą energii pochłoniętej w wyniku aktów jonizacji w organizmie jest dawka promieniowania w sivertach. Dawki jednorazowe poniżej 100 mSv nie wywołują żadnych skutków zdrowotnych, lecz dawki powyżej 1000 mSv mogą być już bardzo niebezpieczne. Promieniowanie jądrowe jest obecne w naszym środowisku naturalnym. Występuje w wodzie, w powietrzu, w glebie, w skałach, w pożywieniu i w naszych organizmach.

Wysokie standardy bezpieczeństwa Dzięki wysokim standardom bezpieczeństwa stosowanym w elektrowniach jądrowych poziom promieniowania pochodzącego z tych elektrowni jest bardzo niski w porównaniu z dawką promieniowania naturalnego, gdyż wynosi tylko 0,001 milisiwerta na rok (mSv/rok). Warto zauważyć, że skażenie radioaktywne w pobliżu elektrociepłowni węglowej, np. w Siekierkach, jest większe niż dopuszczalne normy skażenia radioaktywnego wytwarzanego przez elektrownie jądrowe. 

Elektrownie jądrowe na świecie Pierwszą w historii elektrownię jądrową uruchomiono w dawnym Związku Radzieckim w 1954 roku. Obecnie najwięcej, bo aż 104 elektrownie pracują w Stanach Zjednoczonych, gdzie wytwarzają 30 % energii jądrowej produkowanej na świecie. Elektrownie jądrowe funkcjonują w 14 z 27 państw Unii Europejskiej: Belgii, Bułgarii, Czechach, Finlandii, Francji, Hiszpanii, Holandii, Niemczech, Rumunii, Słowacji, Słowenii, Szwecji, na Węgrzech i w Wielkiej Brytanii. Pomimo awarii elektrowni w Japonii Chiny i Indie nie rezygnują z planów budowy nowych elektrowni jądrowych.

System barier w elektrowni jądrowej W projekcie samej elektrowni dominuje zasada tworzenia i utrzymywania szeregu barier chroniących przed wydzielaniem materiałów promieniotwórczych poza elektrownię.

Analizy odporności obudowy bezpieczeństwa w nowoczesnych EJ potwierdziły, że z jednej strony mogą one wytrzymać uderzenie samolotu bez utraty szczelności, a z drugiej strony, nawet w razie poważnej awarii ze stopieniem rdzenia, powstrzymują skutecznie uwolnienia produktów rozszczepienia.

Kultura bezpieczeństwa Kultura bezpieczeństwa w obiektach jądrowych rządzi działaniami i współpracą wszystkich osób i organizacji podejmujących pracę dla potrzeb energetyki jądrowej, ze szczególnym uwzględnieniem następujących elementów: 1. Problemom bezpieczeństwa poświęca się pełną uwagę, na jaką zasługują, w szczególności stosuje się zasadę, że bezpieczeństwo jest ważniejsze od wytwarzania energii elektrycznej. 2. Odpowiedzialność za bezpieczeństwo jest jednoznacznie określona. 3. Kierownictwo elektrowni i personel są przeszkoleni tak, by zdawali sobie sprawę z wagi zagadnień bezpieczeństwa. 4. Zachęca się personel do uczenia się na własnych błędach i wyciągania wniosków z błędów popełnionych przez innych. 5.Popiera się aktywną współpracę między operatorami elektrowni i krajami rozwijającymi energetykę jądrową (np. poprzez wymianą raportów z awarii).

Wnioski 1. Elektrownia jądrowa może być bezpieczna pod warunkiem stosowania znanych obecnie systemów bezpieczeństwa, które są na najwyższym poziomie technicznym. 2. W Polsce dyskusje na temat elektrowni jądrowych toczą się wśród specjalistów, lecz nie docierają do społeczeństwa. Dlatego potrzebna jest szeroka kampania edukacyjna, która pozwoli społeczeństwu dokonywać świadomych wyborów.

WYNIKI ANKIETY

* http://www.wicie.pun.pl/viewtopic.php?pid=147 BIBLIOGRAFIA * http://www.wicie.pun.pl/viewtopic.php?pid=147 * „Bezpieczeństwo elektrowni jądrowych dawniej i dzisiaj” Andrzej Strupczewski * http://www.sior.pl/web/index.php * http://www.trojmiasto.pl/wiadomosci/Atomowe-rozmowy-bohaterow-seriali-n38747.html * http://wyborcza.biz/biznes/55,101562,5474332,,,,5478126.html * Newsweek nr 41 (10-16.10.2011) * http://energiajadrowa.taniepapugi.pl/Energia-jadrowa.html

Dziękujemy za uwagę W prezentacji wykorzystano materiały ze strony www.swiadomieoatomie.pl oraz schematy i zdjęcia dostępne w Internecie