W Polsce nie ma. I jak stwierdził prof. Michał Kleiber: – (…) To są bardzo emocjonalne tematy. Ale trzeba wiedzieć, że energia jądrowa jest dziś bezpieczna, z pewnymi zastrzeżeniami. Ryzyko dotyczy szczególnie starych reaktorów. Ta energetyka jest czysta, tania i bezpieczna. Ale czy atom jest gwarantem dla polskiego rozwoju? Warto wziąć pod uwagę planowane zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych.
Prawdopodobnie ok. 2020 r. w Polsce rozpocznie pracę pierwsza elektrownia atomowa, której moc przewiduje się na ok. 3000 MW.
W elektrowni jądrowej, jak w każdym zakładzie przemysłowym, może się jednak wydarzyć awaria (przykład Japonii). Dlatego też ze względu na charakter procesu technologicznego aż 30% nakładów inwestycyjnych przeznacza się na zapewnienie bezpieczeństwa elektrowni, co czyni je bodaj najdroższymi obiektami przemysłowymi na świecie z punktu widzenia stosowanych urządzeń i systemów bezpieczeństwa. W nowoczesnej elektrowni jądrowej można, w pewnym uproszczeniu, wydzielić cztery bariery bezpieczeństwa.
Barierę pierwszą stanowią pastylki z dwutlenkiem uranu. Reakcja rozszczepienia zachodzi w ich wnętrzu i tam też pozostają niemal wszystkie wytwarzane produkty rozszczepienia. Jedynie niewielka liczba jąder znajdująca się w zewnętrznej warstwie pastylki może opuścić materiał paliwowy dzięki energii kinetycznej uzyskanej w wyniku rozpadu. Pastylki zatrzymują ponad 99% gazowych i lotnych produktów rozszczepienia oraz 99,9% stałych.
Barierą drugą są koszulki paliwowe otaczające paliwo. Muszą one spełniać wiele przeciwstawnych wymagań. Z jednej strony powinny charakteryzować się dużą wytrzymałością termiczną (wewnątrz panuje temperatura ok. 1200°C, a na zewnątrz ok. 300-400°C) i mechaniczną (ze względu na różnice ciśnień), a z drugiej strony powinny być obojętne chemicznie wobec chłodzenia, odporne na działanie neutronów i nie mogą stanowić
dla nich przeszkody. Podstawowym zadaniem koszulki jest jednak, z punktu widzenia bezpieczeństwa, zatrzymanie gazowych i stałych produktów rozszczepienia wewnątrz elementu paliwowego. Wymagana szczelność koszulki wynosi 99% dla gazowych produktów rozszczepienia, 99,9% dla stałych, ale w praktyce szczelność jest jeszcze większa.
Te dwie bariery są wystarczającą gwarancją bezpieczeństwa w warunkach normalnej pracy reaktora. Jednak w razie poważnej awarii, która pociągnęłaby za sobą zniszczenie koszulki i pastylek paliwowych (Czarnobyl), do obiegu pierwotnego dostałyby się promieniotwórcze produkty rozszczepienia. Na drodze ich dalszego rozprzestrzeniania się staje bariera trzecia. Zalicza się do niej ściany wysokociśnieniowe obiegu pierwotnego. Również rurociągi i zbiorniki ciśnieniowe są wykonane ze szczególną starannością i wielokrotnie kontrolowane przed, podczas i po montażu. Ściany obiegu pierwotnego gwarantują szczelność wynoszącą ponad 99,9%. Poza tym woda rozpuszcza i tym samym zatrzymuje lotne produkty rozszczepiania, takie jak jod i cez.
Aby chronić personel elektrowni przed działaniem promieniowania (głównie neutronowego), rdzeń reaktora jest umieszczony w osłonie ze specjalnego betonu o grubości 1,5-3 m, nazywanej osłoną biologiczną. Podczas katastrofy, która spowodowałaby zniszczenie trzech kolejnych barier bezpieczeństwa, co umożliwiałoby wydostanie się produktów reakcji jądrowych poza obieg pierwotny, osłona biologiczna byłaby niewystarczająca.
Rolę powstrzymania rozprzestrzeniania się materiałów promieniotwórczych i substancji skażonych przejmuje na siebie obudowa bezpieczeństwa stanowiąca barierę czwartą. Obudowa bezpieczeństwa jest wykonana z kilku szczelnych warstw stalowych i betonowych o grubości ok. 2 m. Jest ona tak wykonana, że wytrzyma całkowitą ucieczkę wody z obiegu pierwotnego. Chroni też reaktor przed uszkodzeniami zewnętrznymi. Jednocześnie zostaje uruchomiony cały system środków ochrony, w tym dwa niezależne systemy awaryjnego chłodzenia reaktora: bierny i aktywny, a także układ zraszania, pracujący w obiegu zamkniętym.
Niestety zabezpieczenia reaktora w Japonii przegrały z siłami natury. W programie rozwoju Polski do roku 2030 zakłada się zrównoważony rozwój energetyki konwencjonalnej (przy równoczesnym jej unowocześnianiu), jądrowej i większe niż dotychczas wykorzystanie energii ze źródeł odnawialnych.
RYSZARD TYTKO
Cały artykuł w numerze 4/2011 Eurogospodarki.