Jadrová energia - prečo musí byť súčasťou globálneho energetického riešenia.

Autor: Marian Nanias | 7.1.2019 o 11:33 | (upravené 7.1.2019 o 18:06) Karma článku: 0,00 | Prečítané:  155x

Odporcovia jadrovej energii jej vyčítajú nebezpečenstvo a rádioaktívny odpad. Jadrová energia je však bezpečnejšia ako väčšina zdrojov energie a je nevyhnutná, ak chceme globálne radikálne znížiť emisie uhlíka.

Jadrová energia - prečo musí byť súčasťou energetického riešenia.

Niektorí ochrancovia životného prostredia sú proti jadrovej energii, citujúc nebezpečenstvo a ťažkosti s likvidáciou rádioaktívneho odpadu. Jadrová energia je však bezpečnejšia ako väčšina zdrojov energie a je nevyhnutná, ak chceme globálne radikálne znížiť emisie uhlíka.

Richard Rhodes je známym americkým autorom mnohých kníh vrátane nedávno publikovanej knihy „Energia: História človeka“ (ktorú mimochodom vrele odporúčam prečítať – poznámka M.N.). R.Rhodes je okrem iného aj laureátom prestížnej Pulitzerovej ceny, Národnej knižnej ceny a Ceny národného knižného kritika. Často vystupuje ako hostiteľ a korešpondent pre dokumentárne filmy, napríklad v seriáli Frontline a American Experience verejnej televízie, a tiež je „hosťujúcim vedcom“ na amerických univerzitách Harvard, MIT a Stanford.

V polovici minulého roku (19 júla 2018) publikoval zaujímavý článok, pozrime sa spoločne čo v ňom píše.......

Uhlie je diablov exkrement.

Na konci 16. storočia, kedy rastúce náklady v Anglicku na palivové drevo nútili obyčajných Londýnskych ľudí, aby neochotne zmenili palivo na uhlie, okolie Anglickej kráľovnej Elizabeth I. pohŕdalo týmto palivom, o ktorom verili, že je doslova diablovým exkrementom. Uhlie bolo čierne, špinavé, nachádzajúce sa pod zemou – presne smerom k peklu uprostred zeme - a smrdelo silne sírou! Prechod na uhlie, v domoch, ktoré dovtedy zvyčajne nemali komíny, bolo dosť ťažké. Ideologické odsúdenie duchovenstvom, hoci bolo určite opodstatnené z (dnešného) environmentálneho hľadiska, len komplikovalo a oneskorilo včasné riešenie naliehavého problému dodávok energie.

Jadrová energia je diablov exkrement.

Žiaľ, aj pre mnohých súčasných ochrancov životného prostredia, ktorí vnímajú globálne otepľovanie, je zase jadrová energia „diablovým exkrementom“. Odsudzujú používanie jadrového paliva na výrobu elektrickej energie hlave pre údajný problém likvidácie odpadu.

Podľa môjho úsudku je ich odsúdenie tohto efektívneho nízko uhlíkového zdroja základnej energie nesprávne a nemiestne.

Samozrejme, že jadrová energia a palivo zďaleka nie je diablovým exkrementom, a práve naopak - jadrová energia môže byť a mala by byť jednou z hlavných zložiek našej záchrany z terajšieho, či budúceho teplejšieho, meteorologicky ničivého sveta.

Samozrejme, rovnako ako všetky zdroje energie, aj jadrová energia má svoje výhody a aj nevýhody.

Aké sú výhody jadrovej energetiky?

V prvom rade, pretože produkuje energiu prostredníctvom jadrového štiepenia a nie spaľovania chemikálií, vytvára základnú elektrickú energiu bez produkcie uhlíka, ktorý je hlavným prvkom globálneho otepľovania.

Prechod z uhlia na zemný plyn bol správny krok smerom k dekarbonizácii, pretože spaľovanie zemného plynu produkuje asi polovicu oxidu uhličitého spaľovania uhlia.

Prechod z uhlia na jadrovú energiu je však úplne radikálnou dekarbonizáciou, pretože jadrové elektrárne uvoľňujú skleníkové plyny iba z pridruženého využitia fosílnych palív počas výstavby, ťažby, spracovania paliva, údržby a vyradenia z prevádzky – asi toľko, koľko robí aj solárna energia, čo je asi iba 4 až 5 percent rovnako ako elektráreň na zemný plyn.

Jadrová energia uvoľňuje menej žiarenia do životného prostredia ako akýkoľvek iný hlavný zdroj energie.

Po druhé, jadrové elektrárne pracujú na oveľa vyšších kapacitných faktoroch ako obnoviteľné zdroje energie alebo fosílne palivá.

Faktor kapacity je mierou toho, aké percento času elektrická elektráreň skutočne vyrába energiu.

A práve to je problém pre všetky prerušované (obnoviteľné) zdroje energie. Slnko nesvieti vždy, ani vietor nefúka stále, a taktiež ani voda neprepadá cez turbíny priehrad špičkových elektrární vždy.

Napríklad v USA v roku 2016 mali jadrové elektrárne, ktoré vyrábali takmer 20 percent elektriny v USA, priemerný kapacitný faktor 92,3 percenta, čo znamená, že pracujú pri plnom výkone za 336 z 365 dní ročne. (Ostatných 29 dní bolo využívaných na údržbu.)

Naproti tomu americké vodné elektrárne dodávali energiu iba 38,2% času (138 dní v roku), veterné turbíny iba 34,5% času (127 dní ročne) a solárne elektrárne dokonca iba 25,1% času (teda iba 92 dní v roku).

Dokonca aj zariadenia poháňané uhlím alebo zemným plynom vyrábajú elektrickú energiu približne polovicu času z dôvodov, ako sú náklady na pohonné hmoty a sezónne a nočné zmeny v dopyte.

Jadrová energia je jasným víťazom v spoľahlivosti dodávok elektrickej energie.

Po tretie, jadrová energia uvoľňuje menej žiarenia do životného prostredia ako ktorýkoľvek iný hlavný zdroj energie.

Toto vyhlásenie sa bude určite zdať paradoxné pre mnohých čitateľov, pretože nie je všeobecne známe, že nejadrové zdroje energie uvoľňujú žiarenie do životného prostredia.

Ale oni to skutočne robia!

Najhorším „páchateľom“ je práve uhlie, - minerál zemskej kôry, ktorý obsahuje značný objem rádioaktívnych prvkov uránu a tória.

Horiace uhlie splynuje svoje organické materiály a koncentruje ich minerálne zložky do zostávajúceho odpadu, nazývaného popolček.

Uhlie je najväčším zdrojom rádioaktívnych únikov do životného prostredia

Toľko uhlia sa spaľuje vo svete a toľko popolčeka produkuje, že uhlie je v skutočnosti hlavným zdrojom rádioaktívnych únikov do životného prostredia.

Na začiatku päťdesiatych rokov 20. storočia, kedy americká komisia pre atómovú energiu verila, že nemajú dostatočnú zásobu vysoko-kvalitnej uránovej rudy na domácom trhu, zvažovali ťažbu uránu pre jadrové zbrane aj z bohatej dodávky popolčeka z uhlia v USA.

V roku 2007 začala aj Čína skúmať takúto ťažbu, vychádzajúcu z obrovských zásob približne 5,3 milióna metrov ton popola hnedého uhlia na Xiaolongtang v Yunnan. Čínsky popol dosahuje v priemere asi 0,4 libier oxidu triuránu (U3O8), zlúčeniny uránu, za metrickú tonu.

Aj Maďarsko a Južná Afrika skúmajú ťažbu uránu z popolčeka uhlia.

Aké sú nedostatky jadrovej energie?

Vo vnímaní jadrovej energie verejnosťou existujú hlavne dva, obidva súvisiace so žiarením, a to:

- riziko nehôd a

- otázka likvidácie jadrového odpadu.

V polovici 50-tych rokov sa stali tri rozsiahle nehody (havárie) týkajúce sa jadrových reaktorov od začiatku komerčnej jadrovej energie, a to:

  • Three Mile Island, Pensylvánia, USA
  • Černobyľ, Ukrajina, vtedy ZSSR, a
  • Fukušima Daiči, Japonsko.

Ale následné bezpečnostné štúdie naznačujú aj tá najhoršia možná nehoda v jadrovej elektrárni je menej deštruktívna ako iné veľké priemyselné havárie.

Napríklad, havária na JE Three Mile Island v marci 1979, spôsobila okolitému obyvateľstvu len minimálne množstvo žiarenia navyše. V oficiálnej správe amerického jadrového dozoru (US Nuclear Regulatory Commission) je uvedené: "Odhaduje sa, že približne 2 milióny ľudí okolo JE TMI-2 počas nehody dostali priemernú radiačnú dávku iba o 1 miliRem nad bežnú dávku z okolitého pozadia. Aby sa to uviedlo do kontextu, expozícia z röntgenového hrudníka je približne 6 miliRem a prirodzená dávka rádioaktívneho pozadia v oblasti je približne 100 až 125 miliRemov ročne ... Napriek vážnemu poškodeniu reaktora skutočné uvoľnenie rádioaktivity do okolia malo zanedbateľné účinky na fyzické zdravie jednotlivcov alebo na životné prostredie. "

Chemický výbuch z dôsledku nekontrolovaného rozbehu reaktora a následné horenie veľkého počtu grafitových blokov spôsobujúcich únik rádioaktívnych častíc do širokého okolia v Černobyle v roku 1986 bola zrejme najhoršia jadrová havária v histórii. (Prosím čitateľa pozrieť technickú poznámku na konci článku!)

Dvadsať deväť pracovníkov ktorí sa bezprostredne podieľali na pomoci pri odstraňovaní následkov katastrofy zomrelo na akútne ožiarenie krátko po nehode.

V nasledujúcich troch desaťročiach UNSCEAR - Vedecký výbor OSN pre účinky jadrového žiarenia, zložený zo vedúcich vedcov z 27 členských štátov, pozoroval a pravidelne informoval o vplyvoch havárie v Černobyle.

Vo svojich záveroch uviedli, že neidentifikovali žiadne dlhodobé zdravotné dôsledky pre populáciu vystavenej spádu z Černobyľu, s výnimkou rakoviny štítnej žľazy u obyvateľov Bieloruska, Ukrajiny a západného Ruska, medzi deťmi alebo dospievajúcimi v čase nehody, ktorí pili mlieko kontaminované 131 jódom a neboli evakuovaní.

Do roku 2008 UNSCEAR priradil v tejto súvislosti približne 6500 prípadov rakoviny štítnej žľazy v Černobyľskom regióne, spoločne s 15 úmrtiami. Výskyt týchto typov rakoviny sa od roku 1991 do roku 1995 dramaticky zvýšil, čo výskumníci prisúdili predovšetkým z expozície ožiarením. U dospelých nezistili žiadne zvýšenie.

UNSCEAR tiež dospel k záveru že úroveň "priemerných účinných dávok" z ožiarenia z Černobyľu bol hlavne "v dôsledku vonkajšej aj vnútornej expozície, ktorú dostala široká verejnosť v rokoch 1986-2005, a to približne 30 mSv pre evakuantov, 1 mSv pre obyvateľov bývalého Sovietskeho zväzu a 0,3 mSv pre obyvateľov zvyšku Európy. "

Jednotka „Sievert“ je miera vystavenia žiareniu, a miliSievert (mSv) je jedna-tisícina Sievertu.

Skenovanie celého tela na CT skenery poskytuje približne 10-30 mSv. Rezident v USA dostáva priemernú dávku žiarenia z pozadia (bez Radónu), približne 1 mSv za rok.

Štatistické údaje ktoré sú tu citované o žiarení v Černobyle, sú také nízke, že by sa mohlo zdať, že sú zámerne minimalizované pre tých, ktorí sledovali rozsiahle mediálne pokrytie havárie a jeho následky.

Napriek tomu je to ale pravda!

Tieto výsledky sú publikované z rozsiahleho vyšetrovania medzinárodnou vedeckou agentúrou Organizácie Spojených Národov.

Výsledky ukazujú, že dokonca aj tá najhoršia možná nehoda v jadrovej elektrárni - úplné roztavenie a zhorenie jej aktívnej zóny plnej rádioaktívneho paliva - bola ešte oveľa menej deštruktívna než ostatné veľké priemyselné nehody v priebehu minulého storočia.

Ak chcete stačí pomenovať len dve:

- Bhópal, v Indii, v roku 1984, kde okamžite zomrelo najmenej 3 800 ľudí a mnoho ďalších tisíc bolo chorých, keď uniklo zo závodu na výrobu pesticídov 40 ton plynu metyl izokyanátu; a

- Provincia Henan, v Číne, kde sa minimálne 26 000 ľudí utopilo po deštrukcii veľkej priehrady (Bangiao Dam) vodnej elektrárne v dôsledku tajfúnu „Nina“ v roku 1975. Iné zdroje hovoria až o 171 000 obetí.

Porovnávajúc „skoršie úmrtia“ na jednotky elektrickej energie z Černobyľu (9 rokov prevádzky, celková výroba elektrickej energie 36 GWe-rokov, 31 predčasných úmrtí) to je 0,86 úmrtia/GWe-rok", "uzatvára bilanciu Dr Zbigniew Jaworowski, lekár, ktorý bol bývalý predseda UNSCEAR počas Černobyľskej nehody.

"Táto miera je nižšia ako priemerné úmrtia z [nehody zahŕňajúce] väčšinu iných zdrojov energie.

Napríklad miera Černobyľu je deväťkrát nižšia ako miera úmrtnosti zo skvapalneného plynu ... a 47 krát nižšia ako u vodných elektrární! "

Nakladanie s jadrovým odpadom, už nie je technologickým problémom, je to už iba politickým problémom.

Nehoda na Japonskej JE vo Fukušime Daiichi sa v marci 2011 stala po veľkom zemetrasení a tsunami. V dôsledku tsunami boli v zjednodušenej podstate zaplavené systémy napájania a chladenia troch reaktorov, čo spôsobilo tavenie paliva, explózie z produkovania vodíka a porušenie ich chladenia. Napriek tomu, že bolo 154 000 japonských občanov z 12-míľovej vylúčenej zóny okolo elektrárne evakuovaných, expozícia žiarenia mimo areálu stanice bola obmedzená.

Podľa správy predloženej Medzinárodnej agentúre pre atómovú energiu v júni 2011: "U 195 345 obyvateľov žijúcich v blízkosti zariadenia, ktorí boli preverení do konca mája 2011, neboli zistené žiadne škodlivé účinky na zdravie! U všetkých 1 080 detí, ktoré boli testované na expozíciu štítnej žľazy, ukázali výsledky v rámci bezpečných limitov.

Do decembra štátne zdravotné kontroly u približne 1 700 obyvateľov evakuovaných z troch obcí ukázali, že dve tretiny dostali externú dávku žiarenia v rámci bežného medzinárodného limitu 1 mSv / rok, - 98% bolo pod 5 mSv / rok a iba 10 osôb bolo vystavenému žiareniu viac ako 10 mSv ... (Neexistuje žiadna významná verejná expozícia, alebo smrť zo žiarenia.)"

Nakladanie s jadrovým odpadom, aj keď pokračujúcim politickým problémom, už nie je technologickým problémom.

Nakladanie s jadrovým odpadom, aj keď pokračujúcim politickým problémom v USA (a nielen tam – poznámka MN.), už nie je technologickým problémom.

Väčšina vyhoretého paliva v USA, z ktorých viac ako 90 percent môže byť recyklovaná na predĺženie výroby jadrovej energie stovky rokov, sa v súčasnosti bezpečne uskladňuje v nepriepustných suchých kontajneroch z betónu a ocele na teritóriu jadrových elektrární a jeho žiarenie pomaly klesá.

Americká pilotná spoločnosť na izoláciu odpadov (The U.S. Waste Isolation Pilot Plant - WIPP) v blízkosti Carlsbadu v Novom Mexiku v súčasnosti ukladá vojenský odpad z nízkych a transuranických vojenských odpadov a môže skladovať aj komerčný jadrový odpad v 2-kilometrovom úložisku z  kryštalickej soli, čo je pozostatok starého mora v dávnych dobách.

Táto formácia soli sa rozprestiera od južného Nového Mexika krížom po severovýchod až po juhozápadný Kansas.

Dokonca by sa to dalo ľahko prispôsobiť pre celosvetový jadrový odpad na ďalších tisíc rokov.

Aj Fínsko je vyvíja a buduje trvalé úložisko, ale na žulovom podklade 400 metrov pod zemou pri JE Olkiluoto, na ostrove v Baltskom mori mimo hlavného západného pobrežia krajiny.

Očakáva, že v roku 2023 začne s trvalým skladovaním odpadu.

Posledné námietky proti jadrovej energii je, že to stojí príliš veľa, že je moc drahá!

Bez ohľadu na to, či jadrová energia je, či bude skutočné drahá, alebo nie, bude v konečnom dôsledku záležitosťou trhového mechanizmu, ale je nepochybné, že keď sa úplne zúčtujú externé náklady rôznych energetických systémov, tak vychádza jadrová energia oveľa lacnejšie ako uhlie alebo zemný plyn.

Záver:

Samozrejme, že jadrová energia nie je jedinou odpoveďou na celosvetovú hrozbu globálneho otepľovania.

Obnoviteľné zdroje energie majú svoje miesto; minimálne aspoň pre vyrovnávanie tokov elektrickej energie, a keď sa obnoviteľné zdroje (časovo) minú, tak to robí zemný plyn.

Ale jadrová energia si zaslúži ďaleko lepšie hodnotenie ako primitívne proti-jadrové predsudky a strach, ktoré ju prenasledujú.

Určite to nie je verzia diablovho exkrementu pre 21. storočie. Je to cenná, dokonca nenahraditeľná súčasť riešenia najväčšej energetickej hrozby v dejinách ľudstva.

Technická poznámka :

Vzhľadom na pripomienku a radu môjho kolegu a priateľa – odborníka v jadrovej energetike doplňujem túto technickú poznámku, kvôli tomu, že daný opis „chemického výbuchu“, ktorý je prevzatý z článku spomínaného americkeho pôvodného autora je veľmi zjednodušený, nepresný a mohol by čitateľov dezorientovať, či sa zdať dokonca nepravdepodobný.

Havária v Černobyle mala celkove tri etapy:

1.     Etapa: pri nekontrolovanom rozbehu štiepnej reakcie sa výkon zvýšil cca 1000x, z nejakých 300-400 MW na 300 000-400 000 MW, pričom nominálny výkon bol okolo 3000 MW. V dôsledku obrovského nárastu teploty (6000-7000 st. C) sa voda v palivových kanáloch okamžite premenila na paru a podľa rovnice p = R.T/V (kde p je tlak, R konštanta, T teplota prostredia a V objem), sa tlak pary v kanáloch zväčšil tak, že roztrhal rúrkové kanály, v ktorých bolo palivo chladené vodou.

2.     Etapa: pri vysokej teplote sa molekuly pary rozložili na vodík a kyslík. Kyslík z roztrhnutých kanálov prenikol do okolitého grafitu (ktorý bol ináč v dusíkovej atmosfére) a spôsobil pri danej teplote zapálenie grafitu, ktorého tam boli desiatky ton. Kyslíkovo-vodíková zmes pri expanzii sa čiastočne ochladila a došlo k spätnej rekombinácii týchto prvkov – ktorá prebieha explozívnym spôsobom (zmes vodíka s kyslíkom je výbušná pri koncentrácii vodíka v zmesi od asi 10%, čo bolo aj v tomto prípade).

3.     Etapa: Vodíková explózia odhodila vrchné veko reaktora a ku horiacemu grafitu sa dostal ďalší kyslík. Horenie grafitu vytvorilo tepelný komín, ktorý vyniesol Ra-produkty štiepenia z roztaveného uránového paliva do výšky cca 12 km. Uhasenie požiaru grafitu trvalo desiatky dní.

 

Páčil sa Vám tento článok? Pridajte si blogera medzi obľúbených a my Vám pošleme email keď napíše ďalší článok
Pridaj k obľúbeným

Už ste čítali?