Coraz bliżej atomu [wywiad]

Polacy od ponad pół wieku prowadzą eksploatację reaktorów badawczych. Moc pierwszego w Polsce reaktora EWA podnieśliśmy z 2 MW do 4 MW, a następnie do 8 MW i 10 MW z możliwością pracy na mocy do 12 MW. Oznaczało to pięciokrotne zwiększenie możliwości reaktora, przede wszystkim w dziedzinie produkcji radioizotopów dla medycyny i przemysłu, ale także w dziedzinie badań fizycznych. Aby tak bardzo podnieść moc reaktora trzeba było wykonać szereg doświadczeń cieplno-przepływowych, z zastosowaniem rzeczywistych uranowych elementów paliwowych oprzyrządowanych termoparami, czujnikami ciśnienia i innymi elementami pomiarowymi i badanych w warunkach stanów awaryjnych. Równolegle prowadzono obliczenia fizyczne reaktora i przeprowadzono modyfikacje mechaniczne. W sumie udało się z małego reaktora dostarczonego w 1958 roku utworzyć nowoczesny, bardzo sprawny reaktor, który przez 37 lat pracował na wysokiej mocy z regularnością zegarka szwajcarskiego. Równolegle polscy naukowcy i inżynierowie opracowali projekt reaktora badawczego MARIA o mocy 30 MW, zbudowali go i w 1974 r. przeprowadzili rozruch a teraz prowadzą jego eksploatację. Jest to obecnie jeden z najlepszych na świecie reaktorów badawczych, a jest dziełem polskich specjalistów, w pełni zaprojektowany przez Polaków i zbudowany przez przemysł polski. Produkuje on izotopy dla medycyny i przemysłu, nie tylko dla odbiorców w Polsce, ale i na całym świecie. Promieniotwórczy molibden 99 produkowany w reaktorze MARIA służy do produkcji technetu, z którego korzysta rocznie ponad 300 000 chorych.

Nasi naukowcy są uznanymi autorytetami w zakresie obliczeń fizycznych reaktorów badawczych i energetycznych, a polscy eksperci reaktorowi są zapraszani przez Międzynarodową Agencję Energii Atomowej w Wiedniu jako wiodący specjaliści do oceny bezpieczeństwa nowych typów reaktorów energetycznych, np. reaktorów III generacji oferowanych dla Wielkiej Brytanii. W Narodowym Centrum Badań Jądrowych duży zespół młodych inżynierów pracuje pod kierunkiem doświadczonych ekspertów nad wdrażaniem kodów obliczeniowych dla reaktorów typu PWR i BWR, które będą oferowane w najbliższych latach w przetargu na pierwszą polską elektrownię jądrową.

Energetyka jądrowa jest preferowana przez naukowców na całym świecie, bo zapewnia tanią energię elektryczną przy zachowaniu czystego powietrza, wody i gleby. Uranu nie spalamy – energię uzyskuje się z jego rozszczepienia. Dlatego elektrownia jądrowa pracuje bez emisji dwutlenku węgla, dwutlenku siarki, tlenków azotu i pyłów, które nieodłącznie towarzyszą spalaniu paliw w elektrowniach węglowych lub gazowych. Energetycy jądrowi pokazali, że można pracować bezemisyjnie i stworzyli system raportów bezpieczeństwa i ocen oddziaływania na środowisko zanim jeszcze ruchy ekologiczne zaczęły tego wymagać od innych gałęzi przemysłu. W dziedzinie odpadów energetyka jądrowa jest liderem pokazującym drogę – bierze ona odpowiedzialność za wytwarzane odpady i zapewnia ich składowanie tak, by były oddzielone od biosfery przez setki a nawet tysiące lat, tak by radioaktywność odpadów zmalała do poziomu tła naturalnego zanim odpady przenikną do biosfery. Zamiast rozpraszać odpady, jak to czynią inne gałęzie przemysłu, energetyka jądrowa skupia odpady, zamyka je w bezpieczne opakowania i przetrzymuje w odosobnieniu tak długo jak długo jest to potrzebne dla zupełnego bezpieczeństwa ludzi. A przy tych zaletach energia elektryczna z elektrowni jądrowych jest tania, tańsza niż z innych źródeł. Dzieje się tak dzięki temu, że wystarcza mała ilość uranu by wytworzyć wielką moc – np. dla elektrowni o mocy 1000 MWe wystarcza 20 ton paliwa to jest ilość, którą można przywieźć raz na rok jedną dużą ciężarówką. Natomiast elektrownie węglowe potrzebują ogromnych ilości węgla, a powstające w procesie spalania odpady takie jak żużel, popiół czy odpady filtracyjne to miliony ton rocznie. Produkty spalania zawierające pyły, dwutlenek siarki i tlenki azotu wpływają bardzo ujemnie na nasze zdrowie, a uwalniane są do atmosfery też w ogromnych ilościach. W ciągu ostatnich kilku lat rządy wielu krajów zwracają też uwagą na możliwy wpływ uwolnień dwutlenku węgla z kominów elektrowni węglowych na zmiany klimatu na Ziemi. Czy zmiany klimatu zachodzą i czy są one powodowane przez emisje CO2 nie mogę powiedzieć, bo nie jestem klimatologiem, ale z całą pewnością mogę stwierdzić, że elektrownie jądrowe nie powodują żadnych emisji dwutlenku węgla i innych gazów cieplarnianych. Dlatego cieszą się one obecnie szczególnym uznaniem, a zarówno IPCC jak i Parlament Unii Europejskiej podkreślają, że energia jądrowa jest największym niskoemisyjnym źródłem energii elektrycznej.

Najważniejszą cechą pracy w energetyce jądrowej jest tzw. kultura bezpieczeństwa, czyli zespół reguł i zachowań ludzi stawiających bezpieczeństwo na pierwszym miejscu, ponad wszystkimi innymi celami, z produkcją energii elektrycznej łącznie. Od dyrektora do robotnika, każdy pracownik wie, że bezpieczeństwo jądrowe jest sprawą najważniejszą. A procedury mające zapewnić bezpieczeństwo przenikają cały proces projektowania, budowy, rozruchu, eksploatacji i likwidacji elektrowni. Już we wczesnej fazie projektowania wybiera się lokalizację elektrowni tak, by elektrownia nie szkodziła ludziom, a środowisko – elektrowni jądrowej. Oznacza to, że elektrownia musi być odporna na największe możliwe w danej lokalizacji zagrożenia, na trzęsienie ziemi, na powódź (tego warunku nie spełniły bloki w Fukushima i Japończycy przyznają się dziś do tego błędu) na upadek samolotu, na wichry i huragany i wiele innych zagrożeń. W 2012 roku huragan Sandy w USA przeszedł nad 26 elektrowniami jądrowymi – i okazało się że pozostały one nienaruszone, gotowe do dalszej pracy bez żadnego remontu. Elektrownie jądrowe wielokrotnie wytrzymywały też trzęsienie ziemi. Ale rozważa się nie tylko zagrożenia zewnętrzne, ale i możliwe awarie spowodowane uszkodzeniami urządzeń elektrowni lub błędami człowieka. W analizach zakłada się na przykład, że największy rurociąg w elektrowni rozerwie się w mgnieniu oka – a dokładniej w ciągu jednej setnej sekundy – i woda z tego rozerwanego rurociągu będzie wypływała jego pełnym przekrojem z obu rozerwanych końców. Jest to oczywiście fizycznie niemożliwe – rurociąg o średnicy ponad pół metra i grubości ścianki 5-10 cm nie może się rozerwać w ułamku sekundy. Ale jest to awaria maksymalna, gorszej już nie zakładamy, i układy elektrowni muszą być na nią odporne. Aby mieć pewność, że niczego nie pominięto, na etapie projektowania elektrowni opracowuje się raport bezpieczeństwa – wielotomowe dzieło, obejmujące wszystkie możliwe awarie i analizy zachowania elektrowni po takich awariach. Układy bezpieczeństwa, które po awarii powinny wyłączyć reaktor i dostarczyć do jego rdzenia chłodziwo są zwielokrotniane, np. są ich cztery, podczas gdy jeden wystarcza do zapewnienia bezpieczeństwa elektrowni, są umieszczone w osłonowych bunkrach, są rozdzielone przestrzennie, tak by awaria w jednym układzie nie wpłynęła ujemnie na pracę pozostałych, mają własne zasilanie elektryczne i wodne itd. Wszystkie urządzenia ważne dla bezpieczeństwa są specjalnie klasyfikowane i sprawdzane na warunki awaryjne, tak że ich napędy – np. silniki elektryczne – mogą skutecznie pracować w atmosferze po awarii, np. w otoczeniu pary wodnej pod ciśnieniem i w wysokiej temperaturze. A później, w czasie eksploatacji, wszystkie układy ważne dla bezpieczeństwa są okresowo badane i wyniki przedstawia się dozorowi jądrowemu do sprawdzenia. Dozór jądrowy, podobnie jak w energetyce konwencjonalnej dozór techniczny, ma ogromne uprawnienia, jest zupełnie niezależny od właściciela elektrowni i może w każdej chwili zażądać modyfikacji w elektrowni lub nawet nakazać jej zatrzymanie. Niezależność dozoru jądrowego i wysokie kompetencje jego ekspertów są ważnym elementem zapewnienia bezpieczeństwa elektrowni jądrowych w Polsce.

Reaktor w Czarnobylu był skonstruowany wadliwie, z konstrukcją opartą na rozwiązaniach reaktorów do produkcji plutonu klasy militarnej i nie byłby licencjonowany w krajach zachodnich, ani w krajach europejskich poza Związkiem Radzieckim. Jego podstawową wadą było to, że w niektórych stanach awaryjnych moc reaktora wzrastała samoczynnie. To właśnie stało się w Czarnobylu – wskutek błędów operatorów i braku kultury bezpieczeństwa reaktor zwiększył swą moc 1000 razy, co musiało spowodować jego zniszczenie- i spowodowało. Ponadto reaktor w Czarnobylu nie miał obudowy bezpieczeństwa, wskutek czego produkty rozszczepienia uwolnione z rdzenia w czasie awarii zostały wyrzucone bezpośrednio w powietrze i spowodowały skażenia daleko poza okolicą elektrowni. Reaktor w Czarnobylu był zbudowany wbrew regułom bezpieczeństwa i nie należy zaliczać go do reaktorów II generacji pracujących obecnie w wielu krajach.

Historia pracy reaktorów II generacji wykazuje, że w ciągu ponad 50 lat nie spowodowały one żadnej awarii, która wskutek promieniowania doprowadziłaby do śmierci albo do utraty zdrowia ludzi, ani wśród personelu elektrowni ani wśród okolicznej ludności. Nawet po kataklizmie w Japonii w 2011 roku, to trzęsienie ziemi i tsunami spowodowały 20 000 zgonów, a nie awaria elektrowni Fukushima. Ale faktem jest, że przy projektowaniu elektrowni II generacji nie uwzględniano zjawisk uznanych za skrajnie nieprawdopodobne, mogących spowodować stopienie rdzenia reaktora. Dzięki postępowi technicznemu w reaktorach III generacji takie zjawiska są już uwzględnione. Reaktory III generacji mają te wszystkie zabezpieczenia, które były wprowadzone w II generacji, ale mimo to zakłada się, że możliwe jest stopienie rdzenia i wymaga się, by nie spowodowało to zagrożenia dla ludności. Zasadniczą linię obrony stanowi w tym przypadku zatrzymanie stopionego rdzenia wewnątrz obudowy bezpieczeństwa i utrzymanie szczelności tej obudowy. Rozwiązanie techniczne są różne, ale w sumie powinny one zapewnić spełnienie bardzo ostrych wymagań bezpieczeństwa obowiązujących w Polsce. Wymagania te zostały już ustalone i weszły w życie w ubiegłym roku, tak że oferty na elektrownie jądrowe dla Polski muszą uwzględniać te ostre przepisy bezpieczeństwa. Oznaczają one, że ludność poza granicami strefy ograniczonego użytkowania wokoło elektrowni jądrowej będzie mogła spać spokojnie, nawet w przypadku bardzo rzadko występujących poważnych awarii w elektrowni.

Rudy uranowe o różnej zawartości uranu występują w skorupie ziemskiej w dużych ilościach. Im mniejsza zawartość uranu w rudzie, tym rudy jest więcej. Złoża rudy uranowej znajdują się głównie w krajach stabilnych politycznie i nie traktujących uranu jako broni ekonomicznej i politycznej. Ilość uranu nadającego się do wydobycia jest mniej więcej taka sama jak ilość cyny. Zależy ona głównie od ceny, jaką gotowi jesteśmy za uran płacić. Wielkość zasobów zależy od zawartości uranu w rudzie. Przy przejściu do rudy o 10-krotnie niższej zawartości uranu, łączna ilość uranu w pokładach takiej rudy rośnie około 50-100 razy. Np. łączna ilość uranu w rudzie ubogiej o zawartości od 0,01 do 0,02% U3O8 (czyli 100-200 ppm) jest 20 razy większa niż w rudzie o zawartości uranu od 0,02% do 0,1% (200-1000 ppm) U3O8

Przez wiele lat cena uranu była niska, rzędu 25-50 USD/kg, co nie sprzyjało prowadzeniu eksploracji i zagospodarowywaniu nowych złóż uranu. Obecnie cena uranu wzrosła znacznie, co spowodowało wzrost intensywności poszukiwań uranu a jednocześnie umożliwiło otwarcie i eksploatację kopalni, które przedtem były nieopłacalne. Zjawisko wzrostu ilości odkrytych zasobów przy wzroście cen jest normalne, dzieje się tak ze wszystkimi minerałami i uran nie jest wyjątkiem. Wielkość znanych zasobów uranu, których wydobycie jest opłacalne przy aktualnej cenie rynkowej, rośnie z każdym rokiem. Według oceny uzgodnionej po starannym rozważeniu w komisjach Parlamentu Europejskiego, uranu w znanych zasobach wystarczy na 200 lat, a rozwój technologii jądrowej stwarza perspektywę stosowania jej przez tysiące lat.

Zanim przystąpimy do oceny zagrożenia ze strony odpadów promieniotwórczych, trzeba sobie zdać sprawę, że cała Ziemia pełna jest pierwiastków ulegających rozpadom radioaktywnym, i to wcale nie wskutek awarii w Czarnobylu. Setki izotopów promieniotwórczych rozpadają się w naszym środowisku naturalnym, na przykład potas K-40, stanowiący nieodłączną część mleka, które tylu ludzi pije – i które jest tak zdrowe, gdy niemowlę ssie je z piersi matki. Jedyna możliwość by zmniejszyć radioaktywność mleka to dodać do niego wody, ale nawet i w zwykłej wodzie są rozpuszczone pierwiastki emitujące promieniowanie. We wnętrzu Ziemi nieustannie generują się ogromne ilości ciepła właśnie wskutek rozpadu izotopów promieniotwórczych, dlatego mimo oddawania ciepła w przestrzeń kosmiczną Ziemia nadal jest ciepła. Wszyscy żyjemy stale i żyliśmy od zarania dziejów w środowisku radioaktywnym, a nasze organizmy są do niego przystosowane. Dlatego w dyskusji o odpadach promieniotwórczych patrzmy na proporcje skutków działań człowieka i przyrody - i na tej podstawie dokonujmy ocen naszego postępowania.

Promieniowanie odpadów radioaktywnych ma małą energię i wystarcza niewielka grubość materiału osłonowego by je zatrzymać. Pojemniki, w których przewozi się odpady radioaktywne, są wyposażone w warstwy osłonowe z żelaza lub ołowiu, które zapewniają pełne bezpieczeństwo otoczenia przed promieniowaniem. Wystarczy pójść na wycieczkę do reaktorów w Świerku, by zobaczyć wypalone zestawy paliwowe znajdujące się pod warstwą 4 metrów wody- która zupełnie wystarcza by zatrzymać emitowane przez nie promieniowanie. 4 metry wody to warstwa równoważna około 2,5-3 metrów gleby. Tak więc wystarczyłoby zakopać odpady kilka metrów pod ziemią, by nie bać się emitowanego przez nie promieniowania. Dlaczego więc umieszczamy wypalone paliwo głęboko, kilkaset metrów pod ziemią?

Zasadniczym potencjalnym zagrożeniem jest rozpuszczenie odpadów promieniotwórczych w wodzie i przeniknięcie ich do wody pitnej. Jeśli dostaną się one do wnętrza naszego organizmu, to promieniowanie będzie mogło oddziaływać bezpośrednio na komórki i procesy zachodzące w organizmie i może okazać się groźne.

Dlatego w gospodarce odpadami radioaktywnymi stosujemy system barier, które zapewniają skuteczne zatrzymywanie izotopów radioaktywnych daleko od otoczenia człowieka.

System zamykania odpadów radioaktywnych i ich składowania wybiera się stosownie do aktywności odpadów i długości czasu, w ciągu którego odpady stanowią potencjalne zagrożenie dla człowieka i środowiska. Zeszklone odpady o wysokiej radioaktywności są zwykle zamykane w systemie wielu barier i umieszczane głęboko pod ziemią – stąd często stosowana nazwa składowiska głębinowego. Układ wielu kolejnych barier gwarantuje bezpieczeństwo – nawet, jeśli jedna z nich zawiedzie, pozostałe powstrzymają skutecznie rozchodzenie się materiałów radioaktywnych.

Na początek odpady wysokoaktywne są zalewane szkłem, tworząc cylindry szklane o bardzo wysokiej odporności na wymywanie przez wodę. Odporność tę potwierdziło wiele doświadczeń, w których wykazano, że przez tysiąc lat zaledwie mały ułamek procenta odpadów przenika do wody, nawet jeśli zeszklone odpady są omywane wodą. W rzeczywistości nie dopuszczamy do tego, bo zeszklone odpady są zamykane w pojemniki z miedzi lub stali nierdzewnej, nie dopuszczające do kontaktu wody ze szkłem. Jak długo pojemnik miedziany jest szczelny, żadne radioizotopy nie mogą wydostać się na zewnątrz. Główne zagrożenie stanowi korozja (powodowana przez tlen i związki siarki rozpuszczone w wodach podziemnych) i ruchy górotworu, które mogą spowodować pęknięcie pojemnika.

Miedź jest materiałem bardzo odpornym na działanie agresywnych substancji w wodzie podziemnej. Wkładka stalowa lub żeliwna pozwala pojemnikowi znieść ogromne obciążenia mechaniczne bez uszkodzenia.

Pojemnik jest otoczony warstwą gliny bentonitowej, zwanej buforową, która zabezpiecza pojemnik przed małymi ruchami skały i utrzymuje go na miejscu. Ta warstwa buforowa spełnia dwie dodatkowe funkcje. Bentonit puchnie w zetknięciu z wodą, co zabezpiecza znakomicie przed przeniknięciem wody do wnętrza pojemnika. Jednocześnie glina bentonitowa działa jako filtr. Radionuklidy przylegają do powierzchni cząstek gliny. W mało prawdopodobnym przypadku pęknięcia pojemnika, ogromna większość radionuklidów pozostanie wewnątrz pojemnika. Większość z tych, które wydostaną się z pojemnika, zostanie schwytana przez cząstki gliny bentonitowej. Transport radionuklidów na powierzchnię będzie w ten sposób skutecznie opóźniony, co zapewni dalszy rozpad radioaktywny i zmniejszenie aktywności odpadów zanim wydostaną się na powierzchnię.

Ale gdyby mimo wszystko doszło po wielu tysiącach lat do zniszczenia pojemników i rozpuszczenia zeszklonego paliwa, to pozostanie jako osłona warstwa 500-600 metrów ziemi. Radioizotopy z paliwa mogą wraz z wodą przeniknąć przez tę warstwę, ale jest to proces bardzo, bardzo powolny, trwający około 100 000 lat. A trzeba zdać sobie sprawę, że każdy rozpad radioaktywny oznacza, że jądra, które uległo rozpadowi, już po rozpadzie NIE MA! Każdy rozpad oznacza więc, że radioaktywność pozostałych ilości odpadów jest mniejsza. Po upływie 100 000 lat jest ona tak mała, że wysyła mniejsze promieniowanie niż ruda uranowa, którą pierwotnie wydobywaliśmy z ziemi dla produkcji paliwa do naszych reaktorów. Po takim czasie, nawet gdyby człowiek pił wodę z rozpuszczonymi w niej radioizotopami, dostanie on dawkę promieniowania porównywalną z dawką od zjedzenia banana- który jest bardziej promieniotwórczy od innych owoców… Czy mamy bać się jedzenia bananów?

Tak więc dla umieszczenia wypalonego paliwa w składowisku głębokim wybieramy miejsca, w których układ skał jest stabilny, gdzie nie ma niebezpieczeństwa wymywania odpadów przez wody podziemne i gdzie nie ma cennych kopalin, które mogłyby skłonić ludzi do wiercenia głębokich szybów w dalekiej przyszłości. Typowo są to obszary skał granitowych, których stabilność geologiczna mierzy się milionami lat, lub pokłady solne, gdzie nie występuje przepływ wód podziemnych, bo gdyby był, to sól zostałaby już dawno wymyta. Po umieszczeniu w składowisku podziemnym odpady nie wymagają nadzoru ani zasilania instalacji energią elektryczną, można więc składowisko zamknąć nie ponosząc w przyszłości żadnych kosztów. Obecnie jednak zwraca się uwagę na inną możliwość, mianowicie recykling paliwa jądrowego, tak by odzyskać zawarte w nim materiały rozszczepialne, a składować tylko produkty rozszczepienia, stanowiące zaledwie 5% wypalonego paliwa i wymagające składowania przez setki, a nie przez tysiące lat. Taki recykling prowadzi się już obecnie we Francji, w Wielkiej Brytanii, w Rosji i w innych krajach. Będzie one także możliwy w przypadku elektrowni polskich, ale decyzje w tej sprawie będą podjęte dopiero w przyszłości.

Nie, przeciwnie w Polsce mamy bardzo pozytywne doświadczenia z ponad pół wieku składowania odpadów radioaktywnych. W Polsce odpady promieniotwórcze pochodzą ze szpitali i innych placówek medycznych i z zakładów przemysłowych wykorzystujących izotopy promieniotwórcze wytwarzane w polskim reaktorze badawczym MARIA w Świerku, a dawniej także w reaktorze badawczym EWA. Są one po odpowiednim przygotowaniu umieszczane w krajowym składowisku odpadów promieniotwórczych KSOP w Różanie nad Narwią. Składowisko to pracuje od 1961 r., a więc już pół wieku. Jest ono umieszczone w dawnym forcie wojskowym o ścianach grubości około 1,5 m, które zapewniają pełną osłonność biologiczną ulokowanym w nich odpadom.

Zarówno na terenie KSOP jak i wokoło niego prowadzi się monitoring lokalny, który pozwala na ocenę sytuacji radiologicznej, ocenę zagrożenia radiacyjnego ludności a także badanie długookresowych zmian radioaktywności. Monitoring jest prowadzony przez instytucje niezależne od prowadzącego eksploatację KSOP Zakładu Unieszkodliwiania Odpadów Promieniotwórczych ZUOP, a mianowicie

· Państwowy Instytut Geologiczny,

· Dozór Jądrowy Państwowej Agencji Atomistyki.

· Laboratorium Pomiarów Dozymetrycznych NCBJ

Badania próbek wody pozwalają wykryć izotopy gamma promieniotwórcze, cez, stront i tryt.

W otoczeniu KSOP prowadzi się pomiary stężeń substancji promieniotwórczych w wodach rzeki Narew, w wodach studziennych, źródlanych oraz gruntowych. Wszędzie obserwuje się stężenia substancji promieniotwórczych nie odbiegające od wartości normalnie obecnie występujących w środowisku naturalnym. Istnienie składowiska nie powoduje wzrostu zawartości trytu w wodzie wysięku wypływającej do Narwi. Wszystkie zmierzone wartości są znacznie mniejsze od wartości dopuszczalnych, wynoszących dla wody pitnej 100 Bq/l.

Wszyscy pracownicy składowiska są regularnie badani na liczniku całego ciała, zapewniającym bardzo wysoką czułość pomiaru. Nie wykryto żadnych przypadków przekroczenia normalnej zawartości izotopów naturalnie występujących w organizmach wszystkich ludzi.

Mieszkańcy Różana i okolic nie są narażeni na działanie promieniowania ani bezpośrednio z odpadów, ani ich uwolnień do otaczającego środowiska. Składowane odpady są przetworzone, utrwalone, szczelnie zamknięte w pojemnikach, więc narażenie drogą powietrzną jest wykluczone, mimo to stężenie radioizotopów w powietrzu jest również monitorowane.

Chociaż odpady promieniotwórcze składuje się w Różanie już przez pół wieku, nie stwierdzono wśród społeczności lokalnych żadnych ujemnych skutków zdrowotnych, przeciwnie, umieralność na choroby nowotworowe w gminie Różan należy do najniższych w Polsce.

Elektrownie jądrowe III generacji były projektowane już po ataku terrorystycznym z 11 września, dlatego wprowadzono w nich wymagania odporności na uderzenie nawet największego samolotu z pełnym załadunkiem paliwa. Dla przykładu, reaktor EPR, który będzie oferowany Polsce w nadchodzącym przetargu, jest zbudowany w taki sposób, że część reaktorowa osłonięta jest potężną podwójną obudową bezpieczeństwa o grubości łącznej 2,8 metra betonu zbrojonego, a układy bezpieczeństwa są umieszczone w czterech osobnych budynkach, tak że uderzenie samolotu może zagrozić tylko jednemu z nich. Co więcej dwa z tych budynków są zbudowane w postaci bunkrów, odpornych na uderzenie samolotu. Równie skuteczne zabezpieczenia stosuje się na wypadek innych rodzajów ataków. Szczegóły ich są oczywiście tajne, ale skuteczność sprawdzana jest przez władze NATO i polskie elektrownie będą posiadały odpowiednie zabezpieczenia.

Co roku przewozi się około 20 milionów ładunków z materiałami radioaktywnymi wszelkich rozmiarów po drogach publicznych, koleją i drogą morską. Od 1971 roku przeprowadzono ponad 20 000 transportów zużytego paliwa i odpadów o wysokiej radioaktywności na odległość wielu milionów kilometrów. W ciągu tych lat zdarzały się wypadki, ale nie było żadnego przypadku by kontener z wysoko radioaktywnymi odpadami uległ uszkodzeniu lub rozszczelnieniu.

Gdy paliwo wyładowywane jest z reaktora zawiera ono jeszcze 96% uranu, 1% plutonu i 3 % produktów rozszczepienia i transuranowców. Ta ostatnia grupa to prawdziwe odpady- natomiast uran i pluton można wykorzystać ponownie do produkcji nowych elementów paliwowych.

Wyładowane paliwo wydziela promieniowanie i ciepło. Przez pierwsze 5 lat po wyładowaniu z rdzenia jest ono przechowywane w basenie przy reaktorze, a następnie, gdy natężenie promieniowania zmaleje, jest przewożone do składowania ostatecznego lub do zakładów przerobu paliwa dla wyprodukowania nowych zestawów paliwowych. Pojemniki typu B służące do przewozu paliwa wypalonego drogą lądową lub wodną muszą być odporne na wszelkie możliwe wypadki podczas transportu. Seria testów pojemnika obejmuje następujące próby:

· Uderzenie pociągu jadącego z pełną prędkością w zaporę betonową (Rys 1)

· Uderzenie pociągu w bok pojemnika

· Upadek pojemnika B z wysokości 9 m na twardą powierzchnię betonową

· Odporność na przebicie prętem metalowym

· Pożar

· Zatopienie pojemnika.

Po tych wszystkich awariach pojemniki muszą pozostać szczelne i zapewniać dobrą osłonę przed promieniowaniem. I rzeczywiście pozostają szczelne i zapewniają osłonę. Są one także odporne na akty terrorystyczne.

W czasie normalnego transportu nie ma żadnego zagrożenia. Przed załadowaniem pojemnika z odpadami radioaktywnymi sprawdza się jego osłonowość, mierzy się promieniowanie na jego powierzchni, a w razie wykrycia skażeń odsyła się pojemnik do oczyszczania przed transportem. Przewóz paliwa wypalonego jest bezpieczniejszy niż przewóz innych materiałów, bo podejmowane są daleko idące środki ostrożności, a jedynym realnym utrudnieniem są akcje organizacji antynuklearnych.

Tak. Można było im zapobiec. Reaktor w Czarnobylu był źle skonstruowany, niezgodnie z zasadami bezpieczeństwa, i dozór jądrowy w ZSRR powinien był nie dopuścić do jego budowy i eksploatacji. Niestety, projekt tego reaktora był tajny, nie znali go nawet inżynierowie nuklearni w krajach kupujących reaktory od ZSRR. Nikt nie znał jego słabych stron, nie było krytyki a raport bezpieczeństwa był niekompletny. Operatorzy nie zdawali sobie sprawy z możliwych skutków swoich działań. Obecnie sytuacja jest zupełnie inna – projekty wszystkich reaktorów w krajach OECD są publikowane, a dokumentacja bezpieczeństwa jest znana i dostępna zarówno zwolennikom jak i przeciwnikom energetyki jądrowej. Zasada, że bezpieczeństwo jest wspólną sprawą całego przemysłu jądrowego zapewnia, że informacje o problemach bezpieczeństwa i ich rozwiązaniach nie są tajne, lecz są udostępnianie nawet konkurencyjnym firmom. Dlatego błędy takie jak zaistniały w Czarnobylu spowodowałyby po pierwsze odrzucenie projektu przez dozór jądrowy i odmowę wydania licencji na eksploatację, a po drugie byłyby znane ogółowi inżynierów i naukowców i zostałyby skrytykowane przed uruchomieniem reaktora. Dodatkowo do awarii przyczyniły się błędy operatorów, spowodowane postawieniem celów politycznych przed względami bezpieczeństwa. Operatorzy chcieli pochwalić się w dniu 1 maja przeprowadzeniem zaplanowanych przez nich badań i dla osiągnięcia tego politycznego celu pogwałcili zasady bezpieczeństwa – nie uzgodnili swych działań z dozorem jądrowym i wyłączyli szereg układów bezpieczeństwa, bez których reaktor nie powinien nigdy pracować. W reaktorach PWR takie wyłączenia są fizycznie niemożliwe, a wszelkie prace są uzgadniane z dozorem jądrowym.

Awaria w Fukushima należy do innej kategorii. Reaktory BWR, które tam pracowały, były stare, zaprojektowane 40 lat temu i pozostawione bez istotnych modyfikacji. Co najważniejsze, nie były one odporne na zalanie wodą. Obliczenia wysokości możliwej fali powodziowej po tsunami wskazywały, że wysokość fali sięgnie 5,7 metra, i elektrownię otoczono odpowiednio wysokim wałem ochronnym. Niestety obliczenia hydrologów okazały się błędne- fala osiągnęła wysokość około 15 metrów i zalała elektrownię, pozbawiając ją w ciągu jednej sekundy wszelkich źródeł zasilania elektrycznego. Po kilku godzinach bloki elektrowni uległy przegrzaniu i nastąpiło częściowe stopienie rdzenia. Czy można było tego uniknąć? Tak, gdyby obliczenia hydrologów były poprawne, wskazywałyby one na możliwość wyższej fali powodziowej. Wówczas wały należało wybudować wyższe, co w tej chwili wykonuje się w innych elektrowniach jądrowych w Japonii, lub przesunąć lokalizację elektrowni na wyżej położony rejon wybrzeża. Innym wyjściem, zastosowanym już w reaktorach III generacji np. w reaktorze EPR, jest zbudowanie elektrowni tak, że budynki zawierające reaktor i układy bezpieczeństwa znajdują się w bunkrach, nie tylko odpornych na uderzenie samolotu i trzęsienie ziemi, ale także szczelnych. Gdyby w Fukushima pracował reaktor EPR, ani trzęsienie ziemi ani tsunami nie spowodowałoby jego zniszczenia, a ludzie mogliby spokojnie pozostać w swoich domach.

Przed rozpoczęciem budowy trzeba udowodnić, że wybrany typ reaktora w wybranej lokalizacji nie zagrozi ludności ani sam nie będzie narażony na obciążenia wykraczające poza ramy projektowe. Dlatego pierwszy etap to wybór lokalizacji. Obejmuje on wybór miejsca z dobrymi warunkami chłodzenia reaktora, a więc blisko morza, rzeki lub dużego jeziora, badania meteorologiczne i tektoniczne, badania sejsmiczne, analizy hydrologiczne i inne potrzebne dla zapewnienia optymalnych warunków lokalizacyjnych. Minimalny czas takich badań to rok, ale np. badania meteorologiczne muszą trwać dwa lata, zanim można będzie złożyć do dozoru jądrowego raport bezpieczeństwa ze współczynnikami rozpraszania atmosferycznego określonymi dla danej lokalizacji. Równolegle z badaniami lokalizacji trzeba przeprowadzić przetarg. W Wielkiej Brytanii przetarg poprzedzono analizą bezpieczeństwa proponowanych reaktorów. Dozór jądrowy przez 4 lata badał ich cechy i precyzował swe wymagania, co umożliwiło opracowanie projektu reaktora dokładnie spełniającego wymagania dozoru jądrowego. W Polsce kolejność działań nie jest jeszcze w pełni określona, ale wiadomo, że proponowane rozwiązania muszą być zgodne z przepisami obowiązującymi w naszym kraju, bardzo ostrymi, zapewniającymi bezpieczeństwo ludności ale i stawiającymi trudne do spełnienia wymagania dostawcom reaktorów. Ocenia się, że procedura przetargowa i analiza raportu bezpieczeństwa wybranego lub wybranych typów reaktorów zajmie około 4 lat. Dalszy rok będzie potrzebny na uzyskanie potrzebnych zatwierdzeń i zezwoleń od Urzędu Dozoru Technicznego, który także pełni istotną rolę w zapewnieniu bezpieczeństwa elektrowni jądrowej, a także zezwoleń wydawanych przez władze lokalne. Jeśli budowa elektrowni zacznie się w 2017 roku, to po 6 latach reaktor może osiągnąć stan krytyczny i w 2023 lub 2024 roku popłynie do sieci prąd.

Jestem przewodniczącym Komisji Bezpieczeństwa Jądrowego i rzecznikiem energetyki jądrowej w Narodowym Centrum Badań Jądrowych, ekspertem ds. bezpieczeństwa jądrowego Komisji Europejskiej i Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej (MAEA), a także ekspertem ministerstwa środowiska Austrii ds. bezpieczeństwa reaktorów energetycznych. W NCBJ pracuję na stanowisku profesora nadzwyczajnego.

Przez 50 lat pracowałem w Instytucie Energii Atomowej, w tym 6 lat w MAEA w Wiedniu. Projektowałem reaktor badawczy MARIA i kierowałem jego rozruchem technologicznym, prowadziłem pionierskie badania cieplno-przepływowe w rdzeniu reaktora EWA. Jako zastępca dyrektora IEA kierowałem do 1992 roku międzynarodowym programem badań bezpieczeństwa reaktorów, a przez okres 20 lat po przerwaniu budowy elektrowni jądrowej w Żarnowcu prowadziłem ciągle analizy bezpieczeństwa reaktorów energetycznych w różnych krajach.

Badałem bezpieczeństwo elektrowni jądrowych w Armenii, Bułgarii i Słowacji, prowadziłem misje MAEA do oceny bezpieczeństwa elektrowni Paks na Węgrzech, Dukowany i Temelin w Czechach, wykonywałem analizy EJ Temelin i EJ Mochowce dla rządu Austrii, wykonałem ocenę wpływu pomocy Unii Europejskiej na bezpieczeństwo elektrowni jądrowych w Rosji i na Ukrainie z wizjami lokalnymi we wszystkich elektrowniach jądrowych, organizacjach wsparcia technicznego i urzędach dozoru jądrowego tych państw, byłem jednym z czterech fachowców międzynarodowych powołanych do oceny najnowszych reaktorów III generacji proponowanych dla Wielkiej Brytanii, a w ostatnim czasie prowadziłem ocenę bloków jądrowych w EJ Kozłoduj w ramach akcji stress-testów po Fukushimie. O mojej bezstronności świadczy fakt, że wciąż wykonuję dalsze analizy zarówno dla MAEA, jak i dla antynuklearnego rządu Austrii.

Jestem autorem 4 książek i 250 prac na temat energetyki jądrowej, uzyskałem 6 patentów. Byłem członkiem Komitetu Problemów Energetyki PAN i Komitetu Nauk Radiacyjnych PAN, przedstawicielem Polski w Komitecie Energetyki Jądrowej UNIPEDE i w Komitecie Energetyki Jądrowej ISO. Przez 15 lat byłem ekspertem do spraw bezpieczeństwa w redakcji miesięcznika Nuclear Engineering and Design. Zostałem odznaczony Krzyżem Kawalerskim Polonia Restituta.

Reaktor badawczy MARIA to reaktor wielozadaniowy, w którym można prowadzić badania fizyczne, badania dla potrzeb energetyki jądrowej oraz napromieniowywanie radioizotopów dla lecznictwa i przemysłu. Moc reaktora to 30 MW. Jest on zaprojektowany przez polskich inżynierów i fizyków jądrowych, zbudowany przez polski przemysł i pomyślnie eksploatowany od 1974 roku. Obecnie jest on głównie wykorzystywany do produkcji radioizotopów, między innymi molibdenu, z którego uzyskuje się technet służący do diagnostyki medycznej. Rocznie wykonuje się z tego technetu 300 000 zabiegów, większość w Stanach Zjednoczonych i w krajach Unii Europejskiej. Po wznowieniu programu energetyki jądrowej reaktor MARIA będzie służył do badań elementów elektrowni jądrowych i do szkolenia kadr.