Zakaj so jedrske elektrarne tako varne

Avtor: Uredništvo, Objavljeno: 6. 07. 2017 04:00:00, Kategorija:

Ko gre v jedrskem reaktorju kaj res hudo narobe, je stvar zelo nevarna. Toda razen relativno redkih velikih nesreč, so jedrske elektrarne pravzaprav izredno varne. Zakaj?

Zakaj so jedrske elektrarne tako varne
Jedrske nesreče so seveda grozne. Spomnimo se le Černobila leta 1986 in Fukushime 2011, kjer je umrlo veliko ljudi, posledice pa se čutijo še sedaj. Toda ali lahko res rečemo, da so jedrske elektrarne nevarne? Oglejmo si malo statistike.

Od leta 1957 je bilo zabeleženih 27 jedrskih dogodkov. Glede na odzive, ki smo jim bili priča ob nesrečah bi mogoče lahko sklepali, da je bilo največ teh nesreč v bivšem vzhodnem bloku oziroma komunističnih državah, kot se je temu reklo. A ni tako. Od teh 27 nesreč jih je bilo le sedem na tem geografskem področju – tri v današnji Rusiji, dve v nekdanji Češkoslovaški ter po ena v Ukrajini in bivši Vzhodni Nemčiji. Vseh ostalih 20 pa se je zgodilo v zahodnem »razvitem« svetu. Daleč največ v ZDA, kjer jih je bilo 13, torej skoraj polovico, sledi pa Japonska s tremi, v Franciji, Nemčiji, Švici in na Švedskem pa so imeli po eno. Seznam seveda ne obsega vojaških nesreč, saj o teh zaradi tajnosti ne vemo kaj dosti.

Kaj pa obsežnost teh nesreč? Obstaja mednarodna lestvica INES (International Nuclear Event Scale), ki nepredvidene jedrske dogodke razvršča v sedem kategorij. Tri sodijo med incidente, ki nimajo vpliva na okolico, štiri pa med nesreče, ki imajo lokalni ali širši vpliv na okolje. O jedrski nesreči govorimo torej, če ta na lestvici INES doseže četrto stopnjo. Takšnih je bilo 10 od omenjenih 27. Štiri so bile četrte stopnje, tri pete, ena šeste in dve sedme (Černobil in Fukushima).

Število nesreč seveda ne pove veliko. Kaj pa žrtve? Daleč največ jih je bilo v Černobilu, kjer je neposredno v nesreči umrlo 30 ljudi, 15 kasneje zaradi raka ščitnice, obstaja pa še 19 žrtev, za katere sumijo, da so povezane s to nesrečo v Ukrajini leta 1986, vendar te povezava ni bilo mogoče dokazati. Černobil je bil, kar zadeva človeške žrtve, največja katastrofa. V vseh ostalih nesrečah skupaj je namreč umrlo »le« 14 ljudi, kar je glede na naravo tovrstnih nesreč pravzaprav presenetljivo malo. Tudi te so preveč, a pričakovali smo višje številke.

Kaj nam ti podatki povedo? Je iz njih mogoče kaj sklepati? Zalo lahko je tako čez palec zatrditi, da če je sevanje je tudi rak in posledično smrt, a stvar ni tako preprosta. Dejanskih vplivov teh nesreč namreč ne pozna nihče. Vsekakor je res, da se je v nekaterih delih sveta povečala obolevnost za nekaterimi boleznimi, predvsem rakavimi, ki bi lahko bile povezane z radioaktivnim sevanjem, a točnih podatkov nikoli ne bomo izvedeli, saj bi vzroki lahko ležali tudi kje drugje. Da, verjetnost je velika, vendar je v večini primerov težko ali celo nedokazljiva.

No, da nas ne boste kar takoj napadli, da podpiramo kak jedrski lobi. Daleč od tega. Zanimalo nas je le, koliko je bilo nesreč in kakšne so bile in iz tega potegniti kak sklep. In kakšen bi lahko bil ta sklep? Glede na število jedrskih elektrarn v svetu je število nesreč pravzaprav dokaj majhno. Kaj pa žrtve? Teh je seveda preveč, toda koliko ljudi pa je umrlo zaradi okoljskega onesnaženja termoelektrarn? Ne vemo. Kaj pa v nesrečah zaradi porušenih jezov, narejenih za hidrocentrale? Tu imamo nekaj podatkov. Ti sicer sežejo dlje kot od leta 1957, a da bo merilo enako, si oglejmo nesreče v enakem obdobju. Teh je bilo kar 64, v njih pa je umrlo več kot 2500 ljudi. Iz teh podatkov lahko sklepamo, da se moramo hidroelektrarn precej bolj bati od jedrskih.

Zakaj so jedrske elektrarne varne?
Relativno malo jedrskih nesreč je posledica varovalnih mehanizmov, ki jih imajo jedrske elektrarne. Če jih hočemo opisati, moramo vsaj načelno vedeti, kako deluje nadzorovana jedrska reakcija v reaktorju in po čem se razlikujeta jedrska bomba in jedrski reaktor.

Oba, tako bomba kot reaktor, delujeta s pomočjo cepljenja jeder, tako imenovane fisije. Razlika je v tem, da gre pri bombi za nenadzorovano, pri reaktorju pa za nadzorovano reakcijo. In kako se zadeva nadzoruje? Več boste izvedeli v spodnjem videu, kjer je na preprost način razložen nadzor nad reakcijo in kako ta poteka, hkrati pa so obrazloženi tudi varnostni mehanizmi.



In o čem govori video? Posebni atomi, kot je recimo izotop urana 235, se bombardirajo z nevtroni. Ko ta atom absorbira nevtron, postane nestabilen in razpade na lažje atome, pri čemer sprosti nove nevtrone. Ti nevtroni potem »napadejo« druge atome urana in verižna reakcija steče. Pri bombi jo pustijo pri miru, pri reaktorju pa nadzirajo. Kako? Tako, da jo upočasnijo s krmilnimi palicami, običajno iz bora ali kadmija, ki so sposobne absorbirati proste nevtrone. Če namreč nevtronov ni, ni reakcije. Te palice so postavljene tako, da jih je mogoče dvigovati in spuščati med gorivne palice in s tem nadzirati, koliko nevtronov bo sprožalo reakcijo. In tu pridemo do prvega varnostnega mehanizma. Kaj se zgodi, če pride do težav s sistemom dviganja in spuščanja palic? Lahko reakcija postane nenadzorovana? Ne! Te palice dvigajo in spuščajo elektromagneti in če slučajno pride do izpada toka, elektromagneti seveda popustijo in palice "padejo" v reaktor in s tem prekinejo proces fisije. Če ni elektrike je pa gravitacija.

Druga značilnost dogajanja v reaktorju je ta, da so nevtroni, ki se sproščajo ob fisiji, tako hitri, da ne morejo povzročiti verižne reakcije. Treba jih je nekako upočasniti preko snovi, ki ji pravijo moderator. Ta nevtronov ne absorbira kot prej omenjene palice ampak jih le upočasnjuje do te mere, da reakcija lahko steče. A ta moderator se zaradi tega segreva, zato ga je potrebno hladiti. Če hlajenje odpove, lahko pride do taljenja jedra. Kako to preprečiti? Tako, da sta moderator in hladilni medij ena in ista snov. In to je kar – voda. Če voda slučajno izreče iz reaktorja, tega sicer resda več ne hladi, a ker je voda hkrati tudi moderator, ki nevtrone upočasnjuje, ti spet pospešijo in reakcija se prekine.

Obe rešitvi sta pravzaprav dokaj preprosti in očitno tudi učinkoviti, saj je nesreč resda malo. A na žalost jih lahko primerjamo z letalskimi. Letenje je statistično resda daleč najvarnejši način potovanja, a ko se kaj zgodi, so posledice zelo hude. In enako je z jedrskimi elektrarnami.


Vir: Randy Dobson - YouTube, Wikipedia, Kvadrakadabra