Energetyka jądrowa wykorzystywana jest w wielu krajach świata. Jednym z liderów w tej dziedzinie jest niewątpliwie Francja, która posiada obecnie 58 reaktorów atomowych. Mimo to w Europie wciąż trwa dyskusja na temat stosowności wykorzystania tego typu energii i budowy nowych elektrowni. Skąd wynika niechęć do energetyki jądrowej? Czy jest ona bezpieczna?
Jak działa energetyka jądrowa?
Elektrownia jądrowa działa podobnie do elektrowni węglowej. Cechą różnicującą jest wykorzystywane źródło energii. W wypadku tradycyjnej elektrowni zasilanej węglem, ciepło powstaje na skutek spalania węgla w palenisku, w elektrowni jądrowej natomiast stanowi efekt rozszczepiania jąder atomów uranu wewnątrz reaktora. Jak przebiega ten proces?
-
Proces rozszczepienia atomu
Jądra atomów składają się z protonów i neutronów, które połączone są ze sobą za pomocą mocnych sił fizycznych. Jądro atomu można rozbić, poddając go bombardowaniu przez neutrony. Szczególnie podatny na ten zabieg jest uran, posiada on bowiem duży atom i wymaga mniejszej energii do jego rozszczepienia. Na skutek rozbicia jądra uranu dochodzi do uwolnienia kolejnych neutronów, które zderzają się kolejnymi atomami i wyzwalają reakcję łańcuchową. W jej przebiegu dochodzi do powstania ogromnych ilości energii, w tym także ciepła.
-
Kontrola procesu rozszczepienia atomu
W elektrowniach jądrowych proces rozszczepienia atomu przeprowadzany jest w kontrolowanych warunkach i ulega ograniczeniu. Jest to możliwe dzięki budowie reaktora, w którego rdzeniu znajduje się woda będąca elementem chłodzącym i moderującym, a także pręty kontrolne wykonane z boru lub kadmu, pochłaniające neutrony i tym samym ograniczające tempo rozkładu radioaktywnego.
-
Produkcja prądu w elektrowni jądrowej
Ciepło powstałe w wyniku rozszczepienia atomu uranu pochłaniane jest przez ciecz przepływającą przez rdzeń reaktora. Ciecz zostaje podgrzana, a powstała w następstwie tego procesu para jest przesyłana rurami do turbiny połączonej z generatorem elektrycznym, w którym ostatecznie powstaje prąd. Para, która oddała ciepło, ulega procesowi kondensacji i powraca do generatora.
Czy energetyka jądrowa jest bezpieczna?
Elektrownie atomowe pozwalają na produkcję energii elektrycznej w sposób bezemisyjny, bez produkcji dwutlenku węgla i uwalniania pyłów do atmosfery. Zdaniem ekspertów elektrownie jądrowe są nawet 350 razy bezpieczniejsze od elektrowni pozyskujących energię ze spalania węgla kamiennego i 40 razy bezpieczniejsze od elektrowni gazowych.
Warto mieć przy tym również na uwadze fakt, iż energetyka jądrowa jest szkodliwa w sytuacji awarii, z kolei elektrownie węglowe i gazowe szkodzą człowiekowi i środowisku naturalnemu także wtedy, gdy proces produkcji energii przebiega zgodnie z planem.
Dlaczego energetyka jądrowa wciąż budzi obawy społeczeństwa?
Obawy społeczeństwa w związku z zastosowaniem energii jądrowej stanowią głównie pokłosie awarii w Czarnobylu, która miała miejsce 26 kwietnia 1986 roku i do dziś stanowi największą awarię elektrowni atomowej w historii. W jej następstwie doszło do skażenia promieniotwórczego obszaru blisko 150 000 kilometrów kwadratowych oraz rozprzestrzenienia się radioaktywnej chmury po terenie całej Europy. Spowodowało to konieczność przesiedlenia ponad 350 000 osób.
Katastrofa ta nie była jednak skutkiem normalnej eksploatacji elektrowni, lecz błędów konstrukcyjnych reaktora oraz ogólnego braku kultury bezpieczeństwa w Związku Radzieckim. Lęk przed energią jądrową umocniła katastrofa elektrowni atomowej w Fukushimie, do której doszło w następstwie trzęsienia ziemi z 11 marca 2011 roku. Obie katastrofy wykorzystywane są jako argument w dyskusji przez przeciwników wykorzystania uranu do produkcji energii.
Bezpieczeństwo jądrowe
Bezpieczeństwo jądrowe definiowane jest przez Państwową Agencję Atomistyki jako stan osiągany przez całokształt przedsięwzięć organizacyjnych i technicznych podejmowanych w celu zapobiegania zdarzeniom radiacyjnym, związanym z działalnością z materiałami jądrowymi. Koncepcją, która zapewnia bezpieczeństwo elektrowniom atomowym, jest tak zwana obrona w głąb, czyli sekwencja poziomów bezpieczeństwa. Zakłada ona, że poszczególne zabezpieczenia mogą zawieść. Gdy tak się stanie, gotowy jest następny poziom, który ogranicza lub łagodzi skutki ewentualnej awarii.
Na poprawę bezpieczeństwa jądrowego wpływ miały wnioski wyciągnięte z katastrofy w Czarnobylu i wypadków w innych elektrowniach atomowych, które doprowadziły do zmian konstrukcyjnych w nowo wybudowanych obiektach tego typu.
