Operatorzy elektrowni jądrowych, zakładów wzbudzających znaczne kontrowersje, bardzo dbają o komunikację społeczną. Wśród działań prowadzonych przez spółki energetyczne w różnych krajach europejskich znajduje się także udostępnianie elektrowni do zwiedzania. Z możliwości tej mogą skorzystać zwykli obywatele, grupy szkolne, przedstawiciele władz lokalnych, ale także goście zagraniczni.
Praktycznie każda elektrownia jądrowa w Unii Europejskiej (i nie tylko) posiada własne centrum informacyjne. Jest to położony obok siłowni ośrodek, którego jedynym celem jest prowadzenie komunikacji społecznej. Jest on na ogół wyposażony w mniej lub bardziej rozbudowaną ekspozycję dotyczącą samej elektrowni, ale także szerzej rozumianych zagadnień energetyki danego kraju z jednej strony, a promieniotwórczości i technik jądrowych z drugiej. Możliwość zwiedzania samego zakładu nie jest już sprawą tak całkowicie oczywistą i zależy od przepisów obowiązujących w danym kraju, jednak nie jest też niczym unikalnym. Oczywiście zakres tego co można zobaczyć, różni się w zależności od kraju i zastosowanej technologii, nie wszędzie też zwiedzanie dostępne jest dla każdego, niemniej i tak podejście jest dużo bardziej otwarte niż w przypadku większości innych zakładów przemysłowych. Wynika to oczywiście po części ze względów politycznych i społecznych, ale ważnym czynnikiem jest tu także bardzo wysokie bezpieczeństwo jakie można zapewnić grupom zwiedzających (w przeciwieństwie do np. huty czy kopalni).
Jeden z najbardziej „gościnnych” przemysłów jądrowych w Europie posiada Szwajcaria. Jest to wynik dwóch istotnych czynników: wielkiej roli, jaką w Szwajcarii odgrywa energetyka jądrowa oraz specyficznego ustroju tego kraju, w którym ogromną rolę odgrywają decyzje obywatelskie. Sytuacja ta stwarza jednak doskonałą okazję także dla gości zagranicznych, którzy chcieliby zapoznać się bliżej z funkcjonowaniem elektrowni jądrowej, z czego skwapliwie korzystają np. polscy studenci. Sam dwukrotnie odwiedziłem w czasie studiów jedną ze szwajcarskich elektrowni. I gdy na początku tego roku koledzy z Ministerstwa Gospodarki poprosili mnie o pomoc w zorganizowaniu wycieczki w nagrodę dla zwycięzców Ogólnopolskiego Konkursu Fizycznego „Poszukiwanie Talentów” (nawiasem mówiąc sam konkurs to inicjatywa zasługująca na uwagę – polecam!) bez wahania wskazałem ten sam zakład jako doskonały cel wyjazdu.
Zakład ten to Elektrownia Jądrowa Leibstadt. Jest to najmłodsza szwajcarska elektrownia jądrowa, została uruchomiona w 1984 roku, po aż 12-letniej budowie – opóźnienie wynikało z konieczności dostosowania projektu do zmienionych już w trakcie budowy przepisów dotyczących bezpieczeństwa (w wyniku awarii amerykańskiej elektrowni Three Mile Island). Elektrownia posiada jeden blok energetyczny z reaktorem wodnym wrzącym dostarczonym przez amerykańską firmę General Electric i osiąga obecnie (po ostatniej modernizacji) moc 1245 MW brutto, z czego 1190 MW przekazywane jest do krajowego systemu elektroenergetycznego, a reszta zużywana na potrzeby własne. Elektrownia wytwarza rocznie około 9 terawatogodzin energii elektrycznej, co stanowi 15% całkowitego zużycia w Szwajcarii.
Nasza ośmioosobowa grupa (sześcioro laureatów konkursu, przewodnicząca komitetu organizacyjnego dr Anna Kaczorowska z Uniwersytetu Warszawskiego i ja) zaplanowała wizytę na wtorek 16 lipca. Procedura jest dość prosta, trzeba porozumieć się mailowo z centrum informacyjnym elektrowni, ustalić liczbę osób oraz wolny termin. Na trzy tygodnie przed wizytą trzeba także przesłać kompletną listę danych osobowych uczestników – informacje te podlegają następnie weryfikacji przez „odpowiednie organy”. Komunikacja z personelem centrum jest łatwa i przyjemna. Podobnie z samym dojazdem. Aby dostać się do elektrowni z Zurychu używamy komunikacji publicznej. Wymaga to co prawda dwóch przesiadek (licząc dojazd na dworzec główny – trzech), ale wszystko odbywa się w sposób dobrze zorganizowany i bardzo sprawny, jak to w Szwajcarii (choć punktualność pociągów nie dorównuje legendom – jest dobrze, ale zegarka nastawiać nie można, 2 minuty spóźnienia to nic niezwykłego… Mit obalony!). I tak o w pół do dziewiątej podjeżdżamy pod bramę zakładu, skąd udajemy się do stojącego nieopodal budynku centrum informacyjnego. Po drodze mijamy dużą rozdzielnię, przez którą moc z elektrowni wyprowadzana jest do krajowej sieci przesyłowej. Przed budynkiem centrum informacyjnego stoi natomiast dekoracja w postaci starego wirnika turbiny niskoprężnej. Został on w trakcie eksploatacji wymieniony na nowy, zaprojektowany z użyciem nowocześniejszych technik, o zoptymalizowanym kształcie łopatek. Modernizacja taka pozwoliła na zwiększenie mocy dostarczanej przez elektrownię bez zmiany mocy reaktora – czyli na zwiększenie jej sprawności. Takie modernizacje są typowe dla elektrowni pracujących z wykorzystaniem obiegu parowego, przeprowadzono je także w większości polskich elektrowni węglowych w ciągu ostatnich 20 lat.
Robimy sobie zatem pod wirnikiem pamiątkowe zdjęcie i wchodzimy do centrum informacyjnego. W centrum wita nas personel i przedstawia ramowy plan naszej wizyty. Jest ona podzielona na dwie główne części – przygotowanie teoretyczne w samym centrum informacyjnym oraz właściwą wycieczkę po elektrowni. Niestety, spotyka nas także smutna wiadomość – nie będziemy w stanie wejść do budynku reaktora. W większości elektrowni jądrowych jest to dla gości w ogóle niemożliwe, jednak w Leibstadt, z uwagi na zastosowaną technologię i obowiązujące przepisy, do obudowy bezpieczeństwa goście są normalnie wpuszczani. Jednak nie tym razem – w budynku prowadzone są aktualnie prace związane z modernizacją systemów bezpieczeństwa, których nie można zakłócać – przepisy są tu nieubłagane. Nie zmienia to jednak faktu, że i tak program będzie bogatszy niż w przypadku wielu innych zakładów.
W centrum informacyjnym
Program w centrum zaczynamy w sali kinowej, od krótkiego filmu na temat energii jądrowej i pochodzenia izotopów promieniotwórczych na Ziemi. Następnie przechodzimy do ekspozycji centrum. Jej centralną częścią jest interaktywny model całego bloku energetycznego oraz większy (wykonany w skali 1:3) model reaktora. W elektrowni Leibstadt zastosowano technologię z reaktorem wodnym wrzącym, jedną z dwóch najpopularniejszych w skali świata. W rozwiązaniu tym reaktor chłodzony jest zwykłą wodą, która w jego wnętrzu doprowadzana jest do wrzenia. Powstała para jest w górnej części reaktora separowana od wody i osuszana, a następnie kierowana bezpośrednio do turbiny parowej. W turbinie para rozpręża się i obraca jej wirnik, który jest sprzęgnięty z generatorem prądu elektrycznego. Rozprężona para jest natomiast skraplana w skraplaczu (chłodzonym osobnym obiegiem wody), a powstała woda (kondensat) pompowana jest z powrotem do reaktora. Więcej informacji na temat zasady działania bloku z reaktorem wodnym wrzącym można znaleźć tutaj.
Po zapoznaniu się z zasadami pracy bloku i samego reaktora udajemy się do bardziej ogólnej części ekspozycji. Zwiedzający mogą tu zapoznać się z podstawami zjawisk dotyczących promieniowania jonizującego i dawkami otrzymywanymi od źródeł naturalnych i sztucznych. Specjalne urządzenie zwane komorą mgłową albo komorą Wilsona pozwala na własne oczy zobaczyć, że promieniowanie jest zjawiskiem naturalnym obecnym wszędzie wokół nas. Samego promieniowania rzecz jasna w niej nie widać, ale w przechłodzonej parze izopropanolu można bez problemu dostrzec smugi kondensacyjne pozostawiane przez przelatujące przez komorę cząstki. Bardzo obrazowe jest porównanie dawek emitowanych przez pracujące bloki jądrowe oraz (wielokrotnie wyższych) otrzymywanych podczas lotu zwykłym samolotem pasażerskim. Specjalne stanowisko z licznikiem Geigera-Müllera pozwala z kolei na własnoręczne sprawdzenie skuteczności różnych materiałów w ochronie przed promieniowaniem jonizującym. Obok niego znajduje się wykonany w skali 1:1 model podstawowych barier ochronnych istniejących w elektrowni: pastylek i elementów paliwowych, ścianki zbiornika reaktora (15 cm stali), osłony wokół reaktora (beton), wewnętrznej stalowej obudowy bezpieczeństwa i wreszcie zewnętrznej obudowy bezpieczeństwa – budynku reaktora wykonanego ze zbrojonego betonu, który ma za zadanie zarówno chronić otoczenie w wypadku bardzo poważnych zakłóceń wewnętrznych (łącznie z eksplozjami), jak i chronić reaktor przed ewentualnymi działaniami zewnętrznymi (np. katastrofą samolotu).
Osobny i rozbudowany dział ekspozycji poświęcony jest oczywiście delikatnemu zagadnieniu odpadów promieniotwórczych. Przewodnicy, przy użyciu modeli, omawiają szczegółowo zagadnienie powstawania odpadów, ich utylizacji i składowania. Odpady dzieli się zgodnie z międzynarodowymi standardami na trzy kategorie: wysoko-, średnio- i niskoaktywne. Odpady wysokoaktywne, najgroźniejsze dla otoczenia, to wypalone paliwo jądrowe zawierające produkty rozszczepienia uranu oraz ich pochodne. Odpady średnioaktywne to np. pojemniki do transportu wypalonego paliwa oraz elementy konstrukcji elektrowni wymienione w trakcie remontów. Odpady niskoaktywne, których jest najwięcej, to ubrania robocze pracowników, zużyte filtry, materiały czyszczące itd. Wszystkie odpady promieniotwórcze przewożone są do zakładu utrzymywanego wspólnie przez operatorów wszystkich pracujących w tym kraju elektrowni jądrowych. Odpady niskoaktywne są tam unieszkodliwiane na drodze spalania, obecnie przy użyciu nowoczesnej technologii laserowej. Taką samą technikę stosuje się w wielu krajach do utylizacji podobnych odpadów powstających w medycynie jądrowej. Odpady średnio i wysokoaktywne są natomiast odpowiednio pakowane i przemieszczane do znajdującego się w tym samym kompleksie przechowalnika. Jego pojemność zaplanowana jest dla obsłużenia wszystkich pracujących w Szwajcarii elektrowni jądrowych przez cały okres ich eksploatacji. Nie jest to jednak koniec. Docelowo, podobnie jak w innych krajach, planowana jest budowa podziemnego, geologicznego składowiska odpadów. W ciągu ostatnich 30 lat prowadzono w Szwajcarii badania nad możliwymi rozwiązaniami technicznymi i identyfikacją optymalnych struktur geologicznych. Obecnie prace koncepcyjne są już zakończone i wytypowano wstępnie kilka lokalizacji. Ostateczna budowa planowana jest jednak dopiero w przyszłości, wstępnie referendum (nieodzowny element w podejmowaniu decyzji politycznych w Szwajcarii) zaplanowano na rok 2035, a budowę składowiska do roku 2050. Wszystkie te prace, podobnie jak i funkcjonowanie obecnie wykorzystywanego przechowalnika, finansowane są ze specjalnego funduszu tworzonego przez operatorów elektrowni, a więc już teraz wliczone są w taryfę za energię elektryczną tak, by nie wymagały późniejszego dofinansowania przez skarb państwa. Elektrownia Jądrowa Leibstadt rocznie generuje 12 m³ odpadów wysokoaktywnych oraz 40 m³ odpadów nisko- i średnioaktywnych.
W elektrowni
Po zakończeniu zwiedzania ekspozycji udajemy się na najciekawszą część naszej wizyty – zwiedzanie samej elektrowni. Zostawiamy w szatni niepotrzebne rzeczy (czyli w zasadzie wszystko poza ubraniem i dokumentami), wychodzimy z centrum i kierujemy się z powrotem pod bramę główną i do budynku portierni. Tu czeka nas pierwsza kontrola. Do centrum informacyjnego, które położone jest na zewnątrz instalacji wejść może każdy, ale wejście na teren elektrowni, nawet zewnętrzny, możliwe jest tylko po skrupulatnym sprawdzeniu tożsamości i wydaniu odpowiedniego identyfikatora z kartą zbliżeniową (w zamian za paszport lub dowód osobisty). Przechodzimy też kontrolę wykrywaczem metali podobną jak na lotnisku. Procedura jest drobiazgowa i dość uciążliwa, konieczne jest także przejście przez specjalne bramki rejestrujące każdego gościa indywidualnie. Z portierni idziemy najpierw na sam „koniec” elektrowni – do chłodni kominowej.
Chłodnia o wysokości 144 m dominuje nad całą instalacją. Konstrukcje te laicy często kojarzą wyłącznie z elektrowniami jądrowymi, choć w rzeczywistości ani nie muszą one w elektrowni jądrowej istnieć, ani ich zastosowanie nie jest ograniczone do samych instalacji jądrowych (w Polsce chłodnie istnieją np. w elektrowniach Bełchatów i Łagisza, czy łódzkich elektrociepłowniach). W istocie największa budowla w bloku jądrowym ma banalnie prostą funkcję – służy do chłodzenia wody. Ogromnych ilości wody. Chodzi o zwykłą wodę odbierającą ciepło od skraplacza, czyli pozwalającą na skroplenie pary za turbiną. Woda taka potrzebna jest w każdej elektrowni z obiegiem parowym – i do tego potrzeba jej niemało. W Leibstadt – 33 tony na sekundę. Zgodnie z nieubłaganą drugą zasadą termodynamiki połączoną z ograniczeniami technicznymi, tylko część energii uzyskanej od paliwa (czy to kopalnego, czy jądrowego) można przekształcić na pracę mechaniczną i dalej na energię elektryczną. Na ogół mniejszą część. Reszta oddawana jest właśnie w procesie skraplania pary za turbiną i musi zostać odprowadzona, zazwyczaj do otoczenia. Najprościej w tym celu wykorzystać zewnętrzny zbiornik wodny – rzekę, jezioro albo morze. Pobrać wodę, użyć jej do chłodzenia i zrzucić – woda ta w procesie technologicznym nie ulega zanieczyszczeniu. Nie zawsze jednak dostępny jest odpowiedni zbiornik wodny. Jeśli zbiornik (rzeka) jest zbyt mały, takie działanie mogłoby doprowadzić do trwałego podniesienia temperatury wody (zrzucana woda jest cieplejsza) i zakłócić równowagę biologiczną. Dlatego w niektórych przypadkach stosuje się układy mniej lub bardziej zamknięte. W takim układzie jednak wodę, która odebrała ciepło ze skraplacza, też trzeba czymś schłodzić zanim zostanie zawrócona do maszynowni. Tym czymś jest powietrze atmosferyczne, a chłodnia kominowa jest urządzeniem, które właśnie do tego służy. Imponująca betonowa konstrukcja ma za zadanie zapewniać naturalny przepływ powietrza od podstawy ku górze. Przeznaczona do schłodzenia woda o temperaturze około 45°C rozpylana jest wewnątrz chłodni kilkanaście metrów ponad poziomem ziemi i swobodnie spada do umieszczonego pod chłodnią basenu. Kontakt kropelek wody z płynącym w przeciwnym kierunku powietrzem powoduje jej chłodzenie, ale w sposób nieunikniony także parowanie i utratę wody z obiegu – objawia się to ciągłą obecnością przypominającego chmurę kłębu pary wydobywającej się z chłodni. Te straty, 720 kg wody na sekundę, muszą być na bieżąco uzupełniane świeżą wodą pobieraną z jakiegoś źródła – w przypadku Elektrowni Leibstadt jest to Ren. Ren mógłby zresztą teoretycznie służyć jako źródło wody dla całkowicie otwartego obiegu chłodzenia (bez chłodni), ale tego zakazuje obowiązujące w Szwajcarii prawo. Z basenu chłodni woda jest odpompowywana z powrotem do skraplacza, w kierunku maszynowni bloku przez cztery potężne napędzane elektrycznie pompy zlokalizowane w budynku obok.
Po wyjściu ze stacji pomp przyglądamy się układowi wyprowadzenia mocy z bloku. Do tego celu służą trzy potężne transformatory – każdy na jedną fazę – stojące tuż obok budynku maszynowni. Transformatory podnoszą napięcie z poziomu 27 kV, przy którym pracuje generator, do 380 kV wykorzystywanych w szwajcarskiej sieci przesyłowej. Podniesienie napięcia umożliwia ograniczenie natężenia prądu, a co za tym idzie średnicy przewodów wykorzystywanych do przesyłu energii oraz ogranicza straty przesyłowe. Obok trzech podstawowych transformatorów stoi także jednostka rezerwowa – postój nieplanowany elektrowni jądrowej to olbrzymie straty dla operatora, dlatego utrzymywanie takich urządzeń jest ekonomicznie sensowne.
Elektrownia to jednak nie tylko wytwórca energii elektrycznej, to także potężny zakład, który sam wymaga zasilania. Normalnie podczas pracy EJ Leibstadt pobiera około 55 MW, czyli ok. 4,5% wytwarzanej przez siebie energii, w większości dla pracy pomp. Póki blok pracuje, energia na potrzeby własne pobierana jest z własnej produkcji za pomocą specjalnego transformatora, jednak potrzeby zakładu nie są ograniczone do okresu jego pracy. Pewność zasilania nawet wtedy, gdy instalacja nie pracuje, jest w przypadku elektrowni jądrowej szczególnie ważna – po wyłączeniu reaktora przez wiele godzin konieczne jest jego dalsze chłodzenie i dopiero niektóre najnowsze konstrukcje mogą prowadzić ten proces bez zasilania zewnętrznego. To utrata zasilania w niecałą godzinę po wyłączeniu reaktorów doprowadziły do katastrofy w Fukushimie, co tylko podkreśla jak ważne jest to zagadnienie.
W Leibstadt sposobem zasilania niepracującej elektrowni jest pobór energii z sieci przesyłowej 380 kV, tej samej, do której elektrownia podczas pracy oddaje wyprodukowaną energię. W przypadku awarii lub konserwacji rozdzielni 380 kV energię mogą dostarczyć dwie niezależne linie średniego napięcia 50 kV, z których jedna biegnie bezpośrednio z pobliskiej elektrowni wodnej Klingnau, a druga odgałęziona jest od linii łączącej Klingnau z inną elektrownią jądrową Beznau. Na wypadek awarii także tych połączeń elektrownia wyposażona jest we własne awaryjne agregaty prądotwórcze z silnikami wysokoprężnymi – trzy zasadnicze po 4,6 MW każdy i dwa rezerwowe po 2,2 MW. Każdy z wystarczy dla zapewnienia bezpiecznego odstawienia elektrowni i schłodzenia reaktora. Generatory rozmieszczone są w różnych pomieszczeniach, zabezpieczonych przed działaniem czynników zewnętrznych – trzęsień ziemi, powodzi, ataków terrorystycznych itd., niektóre znajdują się nawet w podziemnych bunkrach. Generatory utrzymywane są także w gotowości do szybkiego rozruchu (synchronizacja w ciągu kilkunastu sekund, pełna moc w ciągu mniej niż minuty) i poddawane są regularnym próbom co miesiąc.
Spod transformatorów kierujemy się do głównych budynków elektrowni. Aby do nich wejść konieczna jest otrzymana wcześniej karta, w przypadku gości niezbędny jest także przewodnik. Za bramką wsiadamy do windy i jedziemy do góry. W elektrowniach na ogół nie używa się pojęcia pięter, kondygnacje określone są poprzez wysokość nad poziomem gruntu. Wjeżdżamy zatem na poziom 13,5 m i kierujemy się w stronę nastawni blokowej. Do samej nastawni wejść rzecz jasna nie możemy, ale możemy do niej zajrzeć przez szklaną ścianę oddzielającą ją od korytarza. W nastawni pracują operatorzy bezpośrednio kontrolujący pracę elektrowni. Na zmianie jest ich pięciu – dyżurny inżynier ruchu (szef zmiany), dwóch operatorów części reaktorowej i dwóch operatorów części turbinowej. Wszyscy operatorzy muszą posiadać odpowiednią państwową licencję odnawianą co dwa lata. Ponieważ sama praca jest dość monotonna, a operatorzy muszą być przygotowani do podejmowania nagłych decyzji w potencjalnych sytuacjach awaryjnych, regularnie uczestniczą oni w ćwiczeniach na odpowiednim symulatorze. Symulator taki, zawierający dokładną kopię nastawni blokowej, musi posiadać każda elektrownia jądrowa, jest on też systematycznie modernizowany, aby odpowiadał aktualnemu stanowi automatyki bloku.
Spod nastawni udajemy się korytarzem do samych urządzeń produkcyjnych, najważniejszych elementów elektrowni. W tym celu musimy jednak wejść do strefy poddanej ochronie radiologicznej. Jest tak dlatego, że w zastosowanej technologii z reaktorem wodnym wrzącym w głównym obiegu roboczym (a więc w turbinie) pracuje czynnik (para) dostarczany wprost z reaktora. W parze tej oczywiście nie ma produktów rozszczepienia uranu, które pozostają wewnątrz elementów paliwowych, niemniej sama para po opuszczeniu reaktora jest radioaktywna. Wynika to z tworzenia się (pod wpływem neutronów) krótkożyciowego izotopu azotu 16. Izotop ten ma czas połowicznego rozpadu nieco ponad 7 sekund, ale wystarcza to, aby para podawana do turbiny i następnie skraplacza stanowiła zagrożenie radiologiczne w czasie pracy bloku. Inaczej jest w przypadku technologii reaktorów wodnych ciśnieniowych, gdzie obieg parowy jest fizycznie rozdzielony od obiegu wody chłodzącej reaktor – tam turbina pracuje na parze czystej i maszynownia nie jest obejmowana specjalnym dozorem, który ograniczony jest tylko do budynku reaktora.
W strefie chronionej obowiązuje oczywiście cały szereg specjalnych przepisów. Przede wszystkim nie każdy może do niej wejść – zabroniony jest wstęp osób poniżej 16 roku życia (przez co jeden z uczestników wycieczki musi nas opuścić), jak również kobiet w ciąży. Przed wstępem czeka nas kolejna żmudna procedura sprawdzania tożsamości – każda osoba musi przejść przez śluzę przypominającą nieco bardzo ciasną budkę telefoniczną ze specjalnie ukształtowanymi drzwiami uniemożliwiającymi wejście dwóm osobom na raz w sposób niewidoczny dla ochrony. Po zamknięciu drzwi śluzy trzeba się zidentyfikować za pomocą karty zbliżeniowej oraz spojrzeć w kamerę. Dopiero po pomyślnej identyfikacji (zapewne łącznie z porównaniem ze zdjęciem w pozostawionym w portierni paszporcie, choć to tylko domysł) pracownik ochrony odblokowuje drugie drzwi śluzy. Oczywiście także tu goście nie przejdą bez przewodnika, który musi ich dodatkowo zapowiedzieć. Za śluzą znajduje się mały bufet dla pracowników strefy – jest to ostatni przystanek przed faktyczną strefą podlegającą ochronie radiologicznej. W strefie tej obowiązuje całkowity zakaz spożywania posiłków i napojów oraz palenia tytoniu. Ma on na celu zapobiec wchłonięciu do wnętrza organizmu ewentualnych pyłów radioaktywnych, które mogłyby osadzić się na pokarmie.
Przed wejściem do strefy trzeba się jeszcze przebrać – na jej terenie wolno przebywać wyłącznie w odpowiednim ubraniu. Pracownicy mają swoje stroje służbowe, goście natomiast otrzymują kompletny zestaw złożony z bielizny, jednoczęściowego kombinezonu (dla gości w kolorze pistacjowym, pracownicy i eksperci noszą białe), skarpet i butów. Nie jest to żaden strój zabezpieczający przed promieniowaniem, jego celem jest tylko ochrona przed przenoszeniem ewentualnych substancji radioaktywnych poza granice strefy. Poza takim strojem każdy gość otrzymuje także kask ochronny (typowy przepis BHP w zakładzie przemysłowym, co ciekawe tutaj dość nowy, kilka lat temu jeszcze tego wymogu nie było) oraz dozymetr osobisty. Dozymetr przypisywany jest w centralnym komputerze do konkretnej karty identyfikacyjnej gościa tak, by dawka otrzymana przez każdą osobę była mierzona niezależnie. Oczywiście pracownicy także posiadają osobiste dozymetry. Do strefy wolno, poza ubraniem ochronnym, zabrać tylko dozymetr, identyfikator, kluczyk z szatni i – jeśli ktoś posiada – okulary (przy czym każdy otrzymuje do nich smycz aby przypadkiem nie spadły). Nic więcej.
W strefie chronionej
Po przebraniu się idziemy najpierw do części konwencjonalnej – maszynowni bloku. Przed wejściem do maszynowni każdy musi ponownie zbliżyć swoją przepustkę do czytnika – położenie każdego gościa (pracownika zresztą też)jest ciągle kontrolowane. Samej turbiny bezpośrednio zobaczyć nie można – ze względu na radioaktywność pary jest ona ze wszystkich stron otoczona grubą betonową ścianą osłabiającą promieniowanie. W ścianie tej są jednak okna umożliwiające przyjrzenie się maszynie. Turbina składa się z czterech części: jednej wysokoprężnej i trzech niskoprężnych, zainstalowanych na wspólnym wale. Turbina wysokoprężna zasilana jest parą w ilości dwóch ton na sekundę podawaną czterema rurociągami prosto z reaktora. Choć część ta jest relatywnie niewielka, dostarcza 40% całej mocy. Podawana para ma ciśnienie 64 barów (64 razy wyższe od atmosferycznego) i temperaturę 286°C. Po turbinie wysokiego ciśnienia para płynie przez trzy identyczne duże części niskiego ciśnienia (po 1/3 strumienia przez każdą), a następnie kierowana jest w dół, do zainstalowanych pod wylotami skraplaczy. Wirniki turbin obracają się ze stałą prędkością wynoszącą 3000 obrotów na minutę, a więc 50 obrotów na sekundę, co odpowiada częstotliwości wytwarzanego prądu elektrycznego. Powodują przy tym znaczny hałas; w pomieszczeniu jest też dość gorąco (ponad 40°C). Rurociągi pary (i turbina wysokiego ciśnienia) są co prawda izolowane aby zapobiegać stratom energii, ale nawet mimo tego ograniczenia strat wystarcza by uczynić to miejsce mało przyjemnym.
Z hali turbiny zjeżdżamy o poziom niżej, gdzie możemy zobaczyć fragment skraplacza. Podejście zbyt blisko w czasie pracy jest niemożliwe ze względu na promieniowanie, widać tylko fragment obudowy urządzenia. W skraplaczu wyprowadzona z turbiny para przy ciśnieniu 0,1-0,2 bara (a więc 5-10 razy niższym od panującego na zewnątrz). Ciepło od niej odbierane jest przez wodę dostarczoną z chłodni kominowej – woda chłodząca płynie w rurkach przecinających dużą komorę skraplacza. Ponieważ od strony skraplającej się radioaktywnej pary panuje podciśnienie, w razie jakiegokolwiek przecieku radioaktywne substancje nie wydostaną się na zewnątrz razem z wodą chłodzącą. Podciśnienie pozwala także obniżyć temperaturę skraplania pary do ok. 50°C (zamiast „normalnych” stu), co zwiększa sprawność bloku (para niejako „dłużej” się rozpręża w turbinie i oddaje jej więcej energii. Po skraplaczu oglądamy potężne pompy wody zasilającej, które skroplony już czynnik przekazują z powrotem do reaktora. Do pomp można już podejść bez obaw – woda po drodze zatrzymywana jest jeszcze na jakiś czas w zbiorniku wody zasilającej i w tym miejscu jej radioaktywność nie jest już wysoka. Dalej idziemy w stronę generatora, ale cały czas o poziom niżej. Tutaj można zobaczyć którędy wyprowadzana jest z generatora do transformatorów energia elektryczna. Służą do tego trzy potężne szynoprzewody, które przypominają z zewnątrz bardziej rurociąg niż typowy kabel. Taka konstrukcja jest konieczna aby przekazać wielką moc z generatora przy relatywnie niskim napięciu. Następnie wychodzimy z powrotem do maszynowni i oglądamy sam generator. Generator jest znacznie nowszy niż reszta urządzeń w elektrowni, ma zaledwie trzy lata. Do wymiany doszło w wyniku poważnej awarii jaka przytrafiła się elektrowni w 2005 roku. Awaria nie miała nic wspólnego z reaktorem i nie stanowiła żadnego zagrożenia (poza finansowym), doszło bowiem właśnie do uszkodzenia generatora, w wyniku czego blok stał przez kilka miesięcy w remoncie. Stary generator naprawiono, ale potem wymieniono go na nową konstrukcję (stary zachowano w rezerwie). Tak poważna inwestycja w trzydziestoletnią instalację dobitnie świadczy o tym, że wiadomości o rychłym końcu energetyki jądrowej w Szwajcarii są mocno przesadzone…
Po dokładnym zwiedzeniu maszynowni kierujemy się w stronę budynku reaktora. Tak jak mówiono nam wcześniej do samego budynku wejść nie możemy, choć normalnie jest on dostępny do zwiedzania (i istotnie podczas dwóch poprzednich wizyt mi się to udało). Gdyby nie prace remontowe, musielibyśmy przejść najpierw przez śluzę – wewnątrz utrzymywane jest stałe podciśnienie. Zapewnia to, że w razie wydostania się substancji radioaktywnych poza reaktor, potencjalne nieszczelności nie będą skutkowały uwolnieniami szkodliwych substancji. Wewnątrz budynku widać tak naprawdę niewiele – kopułę nad głową, potężną suwnicę oraz duży basen z wodą pod nogami. W jego wnętrzu znajduje się stalowa pokrywa, ale nie jest to jeszcze pokrywa reaktora, a tylko pokrywa wewnętrznej, stalowej obudowy bezpieczeństwa. Dopiero w jej wnętrzu, kilkanaście metrów poniżej pomostu, na którym stoją zwiedzający, znajduje się szczyt samego reaktora.
Reaktor w elektrowni Leibstadt to konstrukcja amerykańskiej firmy General Electric, koncepcyjnie zbliżona do rozwiązań zastosowanych w niesławnej elektrowni w Fukushimie, ale nowocześniejsza i zaopatrzona w bardziej rozbudowane systemy bezpieczeństwa. Reaktor ma postać stalowego cylindrycznego zbiornika o wysokości 22 m i średnicy 6 m. Podczas pracy instalacji w jego wnętrzu panuje ciśnienie 73 barów, czyli 73 razy wyższe niż atmosferyczne. W reaktorze znajduje się paliwo jądrowe w postaci 648 kaset. Każda kaseta ma 4,5 m długości, waży 300 kg i składa się z kolei z 96 równoległych prętów paliwowych – szczelnie zaspawanych rurek ze stopu cyrkonu wypełnionych pastylkami wykonanymi z dwutlenku uranu – to one są właściwym paliwem jądrowym. Podczas pracy reaktora i po jej zakończeniu wewnątrz tych rurek zatrzymywane są wszystkie radioaktywne produkty rozszczepienia– główne źródło potencjalnego zagrożenia radiacyjnego. Pomiędzy kasetami paliwowymi przemieszcza się 149 prętów regulacyjnych służących do zgrubnych zmian mocy reaktora i do jego wyłączania. Pręty te zawierają substancję silnie pochłaniającą swobodne neutrony – węglik boru. Ich całkowite wprowadzenie do reaktora powoduje zatrzymanie reakcji łańcuchowej rozszczepienia w ciągu kilku sekund. W wypadku poważniejszych zakłóceń w pracy instalacji (np. zaniku zasilania) są one automatycznie wstrzeliwane do reaktora przy pomocy energii zmagazynowanej w specjalnych akumulatorach hydraulicznych. Tego wszystkiego oczywiście jednak nie widać. Raz w roku jednak reaktor jest otwierany dla przeładunku paliwa – oczywiście już bez żadnych turystów w pobliżu. Przy użyciu zamontowanych pod stropem suwnic demontowane są górne pokrywy, a szyb, w którym reaktor się znajduje jest zalewany wodą. Kilkumetrowej grubości warstwa wody stanowi wystarczającą ochronę przed promieniowaniem emitowanym przez wypalone paliwo, tak więc proces samego przeładunku może być prowadzony przez ludzi stojących na tych samych pomostach, które w trakcie pracy są dostępne dla zwiedzających. Co roku wymieniana jest tylko jedna piąta paliwa. Pozostałe kasety są przestawiane wewnątrz rdzenia dla zapewnienia ich równomiernego wykorzystania, ładowane jest także paliwo świeże. Po ponownym zamknięciu reaktor jest gotów do kolejnych 11 miesięcy nieprzerwanej pracy.
Choć tym razem pomieszczeń, w których się to dzieje zobaczyć nie możemy, udajemy się do innego interesującego miejsca – nad basen wypalonego paliwa. Po wyjęciu z reaktora paliwo wypalone wciąż wytwarza pewną ilość ciepła – jest to wynik samorzutnego rozpadu krótko- i średniożyciowych produktów rozszczepienia uranu i ich pochodnych. Z tego powodu paliwo to musi być nadal chłodzone. Jednocześnie jest ono bardzo silnie radioaktywne, a zatem musi być odpowiednio osłonięte aby nie stanowiło zagrożenia dla załogi elektrowni i okolicznej ludności. Paliwo wyładowane z reaktora jest zatem przenoszone (cały czas pod wodą) do specjalnego basenu znajdującego się w pobliżu reaktora. Tam kasety ustawiane są pionowo w specjalnych stelażach, w sposób nieco przypominający butelki w skrzynce – i przechowywane przez kilka lat. Basen wypełniony jest wodą z domieszką kwasu borowego, substancji pochłaniającej swobodne neutrony i zapewniającej, ze nawet w sytuacjach nadzwyczajnych, gdyby paliwo powywracało się ze stelaży i nadmiernie do siebie zbliżyło, nie zajdzie reakcja łańcuchowa. W osobnych sekcjach basenu składowane są także czasowo zużyte pręty regulacyjne, a także świeże paliwo dostarczane do elektrowni ciężarówkami. Elektrownia Leibstadt obecnie wykorzystuje paliwo wykonane z uranu kupowanego w Rosji. Samą produkcją paliwa zajmują się natomiast zakłady zachodnioeuropejskie – usługa wytworzenia paliwa jest kontraktowana osobno od zakupów uranu. Na krańcu basenu znajdują się specjalne urządzenia do załadunku najstarszych kaset do specjalnych pojemników transportowych – bardzo wytrzymałych konstrukcji, w których paliwo bezpiecznie dotrze na składowisko.
Zużyte paliwo można zobaczyć na własne oczy, poprzez kilkumetrową warstwę wody. Zanim jednak wejdziemy do hali z basenem, poza obowiązkowym „odbiciem się” w czytniku kart, każdy musi jeszcze raz sprawdzić, czy wszystkie posiadane przedmioty ma bezpiecznie schowane – przepustka w specjalnej kieszonce, klucz do szafki w drugiej, zapiętej na zamek błyskawiczny, okulary zamocowane na smyczy. To nie jest zbędna profilaktyka – w przeszłości zdarzyło się, że jednemu z gości do basenu paliwa wpadł identyfikator. Sprawa zdawałoby się błaha i niewarta uwagi. Błąd! Sprawa jest nie tylko warta uwagi, ona tej uwagi wymaga. Uwagi, dochodzenia i ogromnej ilości papierkowej roboty. Wszystkie zdarzenia odbiegające od normy w obrębie basenu muszą być drobiazgowo analizowane i zgłaszane. Pod sufitem hali zamocowana jest– w zaplombowanej kasecie – kamera Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej. Służy ona do ciągłego monitoringu wwozu i wywozu materiałów rozszczepialnych z elektrowni (nie ma innej drogi, którą element paliwowy mógłby wydostać się z reaktora na zewnątrz).
Gdy nasza grupa wchodzi do pomieszczenia nagle rozlega się alarm. Nic złego się nie stało – po prostu drzwi były otwarte zbyt długo, zbyt długo jak na przejście zwykłego pracownika. Układ alarmowy ma zwracać uwagę obsługi nawet na takie rzeczy. Jeśli odwiedzić elektrownię niedługo po wyładunku zużytego paliwa z reaktora, w basenie dostrzec można błękitną poświatę promieniowania Czerenkowa, jednak tym razem się to nie udaje, szczególnie że basen jest wewnątrz podświetlony. Ponieważ paliwo ciągle wydziela ciepło, basen jest cały czas chłodzony, utrzymywana w nim jest temperatura nieco wyższa od pokojowej. Przewodniczka informuje nas, że w przypadku awarii układu chłodzenia na reakcję jest około dwóch tygodni – dopiero po takim okresie woda, doprowadzona stopniowo do wrzenia, mogłaby się wygotować. Podkreśla przy tym, że jest to czas znacznie dłuższy niż w przypadku elektrowni w Fukushimie, co oczywiście jest prawdą.
Po wyjściu znad basenu zaczynamy kierować się do wyjścia. Droga jednak jest długotrwała i uciążliwa. Najpierw, zaraz za pomieszczeniem z basenem, obowiązkowa kontrola skażenia dłoni i stóp. Ma ona na celu wykrycie, czy komuś nie osadziły się radioaktywne pyły – jeśli tak, należy je jak najszybciej zmyć, zanim się je rozniesie na zewnątrz albo na inne części ciała. Następnie idziemy korytarzem do wyjścia i przechodzimy całą „odprawę wyjściową”. Po pierwsze umyć ręce. Po drugie sprawdzić dłonie na czytniku. Po trzecie – przejść po automatycznej wycieraczce czyszczącej buty. Po czwarte przebrać się. Nie stawać butami ze strefy kontrolowanej w strefie czystej! A skarpetkami w strefie kontrolowanej! Na szczęście na granicy jest ławeczka – kiedyś nie było i trzeba było skakać przez specjalny próg. Ubrania robocze trafią do zakładowej pralni. Po wielokrotnym użyciu są jednak kierowane jako odpady niskoaktywne do utylizacji. My, już ubrani w swoje ciuchy, wychodzimy w strefie „czystej”, ale i to jeszcze nie koniec. Teraz pora zweryfikować otrzymaną dawkę promieniowania. Podczas ponad godzinnej wizyty przyjęliśmy od 3 do 5 mikrosiwertów każdy. To jest dawka ok. dziesięciokrotnie wyższa niż na dworze, ale też rzędu stu razy niższa niż pojedyncze prześwietlenie. Oddanie dozymetru to jednak też jeszcze nie koniec „zabawy” – każdy musi się jeszcze zmierzyć już we własnym ubraniu na liczniku promieniowania całego ciała – przytulając się do maszyny raz przodem, raz tyłem. Dopiero wtedy możemy pójść w stronę śluz. Wyjść przez śluzy można już bez większych ceregieli, a wtedy już tylko jedna bramka na karty, wyjście z budynku, druga bramka, portiernia, zamiana przepustek na paszporty… i już. Uff.
Podczas całej wizyty najbardziej chyba rzucają się w oczy trzy rzeczy. Po pierwsze wnętrze elektrowni jest puste. Większość urządzeń działa automatycznie. Oczywiście są obchody, ale normalnie w zwiedzanych przez nas pomieszczeniach nikogo nie ma. Większość pracowników pracuje poza strefą kontrolowaną. Po drugie wszędzie jest niezwykle wręcz czysto, dosłownie można zobaczyć swoje odbicie w gładkich posadzkach. Stan ten, niezbyt typowy dla zakładów przemysłowych, w elektrowni jądrowej jest normą. Po trzecie wreszcie przepisy dotyczące bezpieczeństwa personelu są drobiazgowe do granic uciążliwości (żeby gorzej nie powiedzieć). Z pewnością więcej czasu spędziliśmy w kolejkach do czytników kart, śluz, mierników promieniowania itd. niż na samym zwiedzaniu. Przepisy są jednak nieubłagane i egzekwowane bezwzględnie. Wykrycie nieprawidłowości może bowiem skutkować zamknięciem elektrowni przez dozór jądrowy do czasu wyjaśnienia sprawy. A takie wyłączenie to straty wręcz olbrzymie. 24 godziny postoju to ponad 28 tysięcy megawatogodzin niewyprodukowanej energii. Nawet po polskich cenach oznaczałoby to dla elektrowni utratę przychodu rzędu 5 mln złotych. W Szwajcarii więcej. Nikomu do tego oczywiście nie spieszno. W branży jądrowej zresztą wszyscy są do takiej drobiazgowości przyzwyczajeni. I jest to komunikat, który na pewno każdy uczestnik takiej wycieczki dobrze zapamięta.