Czym jest energia jądrowa?

1. Stowarzyszenie Ekologów na Rzecz Energii Nuklearnej (SEREN)Czy warto się bać elektrowni jądrowych?

2. Czym jest energia jądrowa? Energia jądrowa to energia wydzielana podczas przemian jądrowych. Uwalnianie się energii podczas tych przemian związane jest z różnicami w energii wiązania poszczególnych jąder atomowych. Energię jądrową można wyprodukować na dwa sposoby, poprzez rozszczepienie lub syntezę jąder atomowych. Reakcja rozszczepienia ciężkich jąder może być kontrolowana i jest wykorzystywana w energetyce w elektrowniach jądrowych. Najczęściej stosowanym surowcem jest uran-235. Wytwarzana w ten sposób energia wewnętrzna jest wykorzystywana do napędzania turbin generatorów energii elektrycznej. Obecnie ok. 7% energii zużywanej przez ludzkość w tym 15,7% energii elektrycznej jest produkowanej z energii jąder atomowych. W Stanach Zjednoczonych ok. 20%, a we Francji aż 80% energii elektrycznej pochodzi z elektrowni jądrowych.

3. W procesie rozszczepiania jąder uwalniane są znaczne ilości energii, kiedy w wyniku zderzenia ze spowolnionym neutronem rozbity zostaje atom uranu. Po rozszczepieniu każdego z jąder uranu wyemitowane zostają kolejne trzy neutrony które rozszczepiają następne atomy uranu. W ten sposób wywołana zostaje samopodtrzymująca się reakcja łańcuchowa.

4. Czym jest i jak działa reaktor jądrowy? Reaktor jądrowy – urządzenie, w którym przeprowadza się z kontrolowaną szybkością reakcję rozszczepienia jąder atomowych. Reakcja rozszczepienia jąder atomowych ma przebieg lawinowy – jedna reakcja łańcuchowa może zainicjować kilka następnych. W celu kontrolowania szybkości reakcji tak by przebiegała z jednakową prędkością (mówimy że reakcja ma przebieg łańcuchowy tzn. jedno rozszczepienie inicjuje następne rozszczepienie jądra atomowego) wprowadza się do reaktora substancje pochłaniające neutrony. Są to na przykład bor lub kadm. Substancje te umieszczone są w prętach zwanych regulacyjnymi. Moderator służy do spowalniania neutronów poprzez zderzenia neutronów z jądrami moderatora.

5. Typowy reaktor jądrowy zbudowany jest z: • rdzenia, • reflektora neutronów oraz • osłon biologicznych. Sam rdzeń zawiera: • pręty paliwowe, • pręty regulacyjne (pochłaniają nadmiar neutronów), • pręty bezpieczeństwa, • moderator (zmniejsza energię neutronów), • kanały chłodzenia i • kanały badawcze.

6. Reaktor jądrowyUrządzenie, w którym w sposób ciągły wykorzystuje się energię wyzwalaną w procesach rozszczepienia

7. Czym jest i jak funkcjonuje elektrownia jądrowa? Elektrownia jądrowa – obiekt przemysłowo-energetyczny (elektrownia cieplna), wytwarzający energię elektryczną poprzez wykorzystanie energii pochodzącej z rozszczepienia jąder atomów, najczęściej uranu (uranu naturalnego lub nieco wzbogaconego w izotop U-235), w której ciepło konieczne do uzyskania pary, jest otrzymywane z reaktora jądrowego.

8. Ogólna zasada działania elektrowni atomowej (na przykładzie obiegu PWR): W reaktorze jądrowym w wyniku reakcji rozszczepienia jąder atomowych wydzielają się duże ilości ciepła, które jest odbierane przez czynnik roboczy (najczęściej wodę pod wysokim ciśnieniem w tak zwanym obiegu pierwotnym – reaktory PWR i WWER). Czynnik przepływa do wytwornicy pary, gdzie oddaje ciepło wrzącej wodzie z obiegu wtórnego o niższym ciśnieniu, a następnie powraca do reaktora. Para wodna (mokra) napędza następnie turbinę parową połączoną z generatorem. Separacja obiegów zapewnia większe bezpieczeństwo w przypadku wycieku pary z turbiny.

9. Opis działania reaktora PWR • Blok reaktora • Komin chłodzący • Reaktor • Pręty kontrolne • Zbiornik wyrównawczy ciśnienia • Generator pary • Zbiornik paliwa • Turbina • Prądnica • Transformator • Skraplacz • Stan gazowy • Stan ciekły • Powietrze • Wilgotne powietrze • Rzeka • Układ chłodzenia • I obieg • II obieg • Para wodna • Pompa

11. Koszty wytwarzania energii elektrycznejwg OECD/NEA 2007 Źródło: OECD/NEA 2007 „Risks and Benefits of Nuclear Energy”

12. Koszty dla środowiskaWytwarzanie energii elektrycznej to emisje – i to nie tylko dwutlenku węgla The Environmental Protection Agency (EPA) podaje następujące wielkości emisji średnich przy produkcji 1 MWh energii elektrycznejKilogramy emisji na MWh Węgiel Ropa Gaz Energia Jądrowa CO2 1012 752 510 0 SO2 5.8 5.4 0.05 0 NOx 2.7 1.8 0.8 0 źródło:www.epa.gov/clean energy/impacts

13. Dawki promieniowania wokoło EJ - są tak małe, że nie powodują żadnych skutków Dawki na granicy EJ Zalecenia i wymagania Tło naturalne

14. EJ z reaktorem EPR

15. Czy będą protesty przeciwko budowie elektrowni jądrowych? Fakty i mity. Tak! I jest to spowodowane zbyt małą wiedzą wśród społeczeństwa na temat energetyki jądrowej. Energetyka jądrowa nie jest pierwszą gałęzią techniki, przeciw której protestowano na świecie. Protestowano przeciw spalaniu węgla zamiast drewna, przeciw maszynom tkackim, przeciw parowozom, samochodom, nawet przeciw kanalizacji w Warszawie... Często argumenty przeciw EJ opierają się na budzeniu strachu – a czasem na przekręcaniu faktów, lub zwykłym fałszu...

17. Skutki Czarnobyla- przykład rozbieżności między prawdą a propagandą Opinia Międzynarodowej Organizacji Zdrowia i UNSCEAR (2000): podjęte środki były przesadne, ewakuacja spowodowała więcej szkód niż pożytku, na tereny wokoło Czarnobyla należy wrócić! Mit, który szerzą przeciwnicy EJ: tak strasznej katastrofy nie było w historii ludzkości! Prawda: Zginęło 31 osób, głównie strażaków, potem na raka umarło do 20 osób. Umarło też 9 dzieci wskutek niemego raka tarczycy, a wykryto około 4000 takich przypadków, z zasady uleczalnych. NIE MA wzrostu zachorowań na raka i białaczkę wśród likwidatorów pożaru, ani wśród społeczeństwa. NIE MA żadnych skutków dziedzicznych – deformacje płodu zdarzają się niestety we wszystkich społeczeństwach i latach.

18. Nie tylko lekarze są ZA - prawdziwi ekolodzy też popierają en popierają energetykę jądrową Wyższa Szkoła Ekologii i Zarządzania Wydział Ekologii – Kierunek Ochrona Środowiska „POSTAWY EKOLOGÓW I EKOLOGII JAKO NAUKI WOBEC ENERGETYKI JĄDROWEJ” „... patrząc z perspektywy zdrowia i dobrobytu społeczeństwa energia jądrowa obok energii odnawialnych wydaje się najbardziej pożądanym źródłem energii.” „...ze względu na zdrowie człowieka i ochronę środowiska energia jądrowa powinna być preferowanym źródłem energii przez następne kilkadziesiąt lat.”

19. W innych krajach UE czołowi ekolodzy też zmienili pozycje – obecnie popierają EJ Twórca hipotezy „Ziemia – Gaja” James Lovelock (W. Br.) gorąco popiera EJ jako jedyną realną drogę do zaspokojenia potrzeb człowieka bez szkody dla środowiska. „Cywilizacja ludzka jest w niebezpieczeństwie i musi używać EJ – jedynego źródła bezpiecznej i dostępnej energii” Dr. Patrick Moore, jeden z założycieli Greenpeace w 1971 r. i prezes Greenpeace w latach 1970-tych zmienił pierwotne nastawienie wobec EJ i popiera obecnie energię jądrową. „Ponad 6 miliardów ludzi musi żyć godziwie na naszej planecie. Energia jądrowa jest jedynym źródłem energii, które nie emituje gazów cieplarnianych i może skutecznie zastąpić paliwa organiczne tak że zaspokoi globalne potrzeby energetyczne” Stowarzyszenie „Environmentalists for Nuclear Power” i wiele innych wzywają Radę UE oraz ONZ do aktywnego poparcia dla energii jądrowej.

20. … ale jak się okazało, na Ziemi to nie człowiek pierwszy wykorzystał energię jądrową… 2 miliardy lat temu „pracowały” tzw. reaktory naturalne. Najbardziej znanym jest naturalny reaktor w miejscowości Oklo w południowo-wschodnim Gabonie (Afryka)

21. Powstaje pytanie jak to się działo w Oklo? Otóż naukowcy okryli kilkanaście nisz, w który w przeszłości działały te naturalne reaktory. Reakcje łańcuchowe trwały tam przez około 150.000 lat. Przez ten czas wypaliło się, jak szacują naukowcy, około 6 ton uranu U-235. Natomiast średnia moc takiego reaktora nie przekraczała 100 kilowatów (takie jest mniej więcej zapotrzebowanie dziesięciu domów jednorodzinnych w energie). Ciekawe jest to, że reakcje zachodzące w tych reaktorach nie wymknęły się spod kontroli, czyli nie doszło do wybuchu ani stopienia rudy uranu. Najprawdopodobniej moderatorem w tym przypadku była woda. W skałach otaczających złoża uranu naukowcy zmierzyli zawartość ksenonu, gazu szlachetnego, który powstaje podczas reakcji łańcuchowej. Doszli do wniosku, że reaktor w Oklo rozpalał się i działał przez 30 minut po czym gasł i po upływie 2,5 godziny znowu się rozpalał. Cykl ten powtarzał się przez wiele tysięcy lat. Można to porównać do gejzerów. I zapewne, jak sugerują naukowcy, chodziło o ten sam mechanizm. W czasie gdy reaktor był aktywny woda się nagrzewała, zmieniała w parę wodną i wydostawała się na zewnątrz złoża uranu. Wtedy reakcja łańcuchowa zanikała i reaktor „gasł”. Następny cykl rozpoczynał się gdy znowu zgromadziła się odpowiednia ilość wody.

22. … i człowiek wziął to w swoje ręce • I tak oto manipulując materiałami rozszczepialnymi, moderatorami i reflektorami do „odbijania” neutronów, człowiek zaczął kontrolować reakcję rozszczepiania… • … z różnym skutkiem…