Jadrová energia a životné prostredie

Úloha jadrovej energie medzi ostatnými zdrojmi - Rýchle rastúca spotreba fosílnych palív (ropy, zemného plynu, uhlia a pod.) vyvoláva obavy či svetové ložiská budú schopné kryť potrebu energie aj v budúcnosti. Rozvoj jadrovej energetiky podporujú tieto dôvody:
a/ uchovať zásoby fosílnych palív pre ich efektívnejšie využitie v chemickom priemysle
b/ znížiť rozsah znečisťovania životného prostredia
c/ existencia dostatočných zásob jadrového paliva
d/ výroba elektrickej energie v jadrových elektrárňach je lacnejšia ako v tepelných na fosílne palivá
Pri dodržaní všetkých bezpečnostných hľadísk predstavujú jadrové elektrárne ideálny zdroj energie s minimálnym vplyvom na životné prostredie. Podiel jadrových elektrárni na výrobe elektrickej energie v SR predstavuje 50% (tepelné ele. 34%, vodné ele. 15% a iné 1%).

Popis činnosti jadrovej elektrárne - Jadrová elektráreň podobne ako klasická elektráreň spaľujúca fosílne palivá, je zariadenie, kde dochádza k premene tepelnej energie na elektrickú energiu. U jadrových elektrárni je zdrojom tepla jadrové palivo - vo forme oxidu uránu obohateného štiepiteľným materiálom izotopom uránu U235. Primárny okruh bloku tvorí reaktor, chladiace slučky s hlavnými cirkulačnými čerpadlami, hlavnými uzatváracími armatúrami a parogenerátormi.
Sekundárny okruh tvoria turbogenerátory, parovody, kondenzátory, regeneračné a doplňovacie systémy technologickej vody a kondenzátu, cirkulačný okruh chladiacej vody pre kondenzátory.
Odovzdávanie tepla z primárneho do sekundárneho okruhu sa vykonáva v parogenerátoroch.

Jadrové elektrárne a bezpečná prevádzka - Jadrová bezpečnosť prevádzkovanej JE je podmienená bezchybnou a trvale spoľahlivou funkciou všetkých zariadení a systémov jadrovej elektrárne. Patria sem hlavné technologické zariadenia, systémy zamedzujúce vznik havárie, ochranné bariéry, ktoré môžu zadržať rádioaktívne látky v určených priestoroch a tak zabraňujú ich rozptýleniu do okolia v prípade ich uvoľnenia pri poruche, resp. havárii.
Základný princíp bezpečnosti jadrových elektrární je založený na vytvorení niekoľko bariérovej ochrany vo vzťahu na okolité životné prostredie. Cieľom bezpečnostných bariér je zamedziť úniku rádioaktívnych látok do okolia a zabezpečiť tak ochranu pred ionizujúcim žiarením.

Rádioaktívne odpady z jadrových elektrární - Rádioaktívny odpad je odpadový materiál, ktorý vzniká v jednotlivých fázach procesu výroby elektrickej energie v jadrovej elektrárni. Vyskytuje sa v plynnej, kvapalnej a pevnej forme. Vznik rádioaktívnych odpadov v priebehu celého palivového cyklu je možné stručne popísať nasledujúcim spôsobom. Pri ťažbe uránovej rudy a jej úprave vznikajú odpady. Pri použití jadrového paliva v reaktore dochádza ku vzniku veľkého množstva rádionuklidov - štiepnych produktov. Za rádioaktívny odpad sa považujú všetky zamorené a aktivované materiály, ktoré zostávajú v jadrovej elektrárni po ukončení jej prevádzky. Vysokorádioaktívny odpad nevzniká počas prevádzky jadrových elektrární, ale pri spracovaní vyhoreného paliva a likvidácií jadrovoenergetických zariadení.

Vyhorené palivo - Jadrové palivo sa v reaktore využíva po určitú dobu, ktorá je z fyzikálnych a ekonomických hľadísk optimálna. Vo vyhorenom palive ostáva vysoké percento /80-90% uránu 238 a novovzniknutého plutónia, ktoré po prepracovaní je možné opäť použiť na výrobu nového jadrového paliva.

Zásady ukladania rádioaktívnych odpadov - Pre trvalé uloženie rádioaktívnych odpadov je potrebné vytvoriť minimálne tri bariéry voči prieniku do životného prostredia:
- fixačný materiál, ktorý zabraňuje rádionuklidom sa voľne pohybovať a uniknúť z úložiska,
- inžinierske bariéry, ktoré zabránia úniku rádionuklidov do okolia a proti vniknutiu vody do úložiska,
- vhodná geologická stavba úložiska rádioaktívnych odpadov,

Systémy kontroly v okolí jadrových elektrární - Radiačná kontrola okolia jadrových elektrární je súborom opatrení a činností zameraných na pravidelné dlhodobé monitorovanie aktivity rádionuklidov, alebo celkovej rádioaktivity v jednotlivých zložkách životného prostredia a vonkajšieho gama-žiarenia v okolí jadrových elektrární.

Monitorovanie obsahuje:
- monitorovanie výpustí do vody,
- monitorovanie hydrosféry v okolí,
- meranie žiarenia z vonkajších zdrojov,
- monitorovanie emisií,
- monitorovanie článkov potravinového reťazca,

Ionizujúce žiarenie a život - Ľudstvo počas svojho vývoja bolo vystavené neustálemu pôsobeniu prirodzeného radiačného pozadia, ktoré sa nemenilo. Prírodné žiarenie dopadá na Zem z kozmického priestoru. Ďalej ho tvoria prirodzené rádionuklidy obsiahnuté v zemskej kôre, v stavebných materiáloch príbytkov, vo vode, v potravinách i vo vzduchu. Samé ľudské telo je rádioaktívne. Úroveň tejto prírodnej rádioaktivity sa nemení s lokalitou. Dávková záťaž človeka z kozmického žiarenia je silné závislá na nadmorskej výške a na zemepisnej šírke. Kozmické žiarenie vytvára i nové rádionuklidy vo vode a v zemskej kôre. Tieto rádionuklidy prispievajú k vnútornému k vnútornému žiareniu organizmu pri dýchaní a pri požití potraviny, alebo vody. Zemská kôra obsahuje ďalšie rádionuklidy, o ktorých sa predpokladá, že sú tam prítomné od jej vzniku. Okrem týchto prírodných zdrojov žiarenia je človek vystavený účinkom umelých zdrojov. Na prvom mieste je to röntgenové žiarenia a iné druhy ionizujúceho žiarenia používané v lekárskej diagnostickej praxi. Ďalej na človeka pôsobí žiarenie zo spádu po skúškach z jadrových zbraní a nakoniec zanedbateľné množstvo rádioaktívnych materiálov (plynné a kvapalné výpuste), ktoré sú uvoľňované z prevádzky jadrových zariadení.

Meranie žiarenia - Ľudské zmysly nie sú schopné zisťovať žiarenie alebo to, či je materiál rádioaktívny. Zisťovanie a meranie je preto závislé na prístrojoch, ktoré sú schopné merať veľmi malé množstvá žiarenia. Množstvo žiarenia - dávka, ktorej je vystavený človek sa meria podľa množstva energie absorbovanej tkanivom ľudského tela a vyjadruje sa v grayoch (Gy). Rovnaká expozícia rôznych druhov žiarení nemusí však mať rovnaké biologické účinky. Napríklad 1 gray alfa žiarenia bude mať väčší účinok ako rovnaká dávka 1 gray beta žiarenia. Z tohto dôvodu, keď hovoríme o účinkoch žiarenia, vyjadrujeme sa v jednotkách, voláme sievert (Sv). Žiarenie veľkosti jedného sievertu vyvolá rovnaké biologické účinky, bez ohľadu na typ žiarenia. Menšie množstvá sa obyčajne vyjadrujú v milisievertoch (mSv).

Prírodné zdroje ionizujúceho žiarenia - Ionizujúce žiarenie a rádioaktívne látky sú neoddeliteľnou zložkou životného prostredia. Rádionuklidy niektorých prvkov sú trvale vo vzduchu, vo vode, v pôde, v rastlinách a samozrejme i v ľudskom organizme. Ľudstvo je takto vystavené neustále účinkom prírodného ionizujúceho žiarenia a to jednak z vonkajších ako aj vnútorných zdrojov žiarenia. K vonkajším zdrojom prírodného žiarenia patrí kozmické žiarenie, tvorené časticami a ionizujúcim žiarením dopadajúcim na povrch Zeme z mimozemského priestoru a terestriálne žiarenie tj. Žiarenie vrchných vrstiev zemskej kôry, vyvolané predovšetkým rádionuklidmi draslíka, uránu, thória a podobne. K vnútorným zdrojom prírodného žiarenia patrí vlastné žiarenie ľudského tela vyvolané rádionuklidmi, ktoré sú prítomné v malom množstve buď ako súčasť organizmu napr. draslík K-40, alebo ich prijímame potravou a dýchaním. Vo vzduchu sa nachádza okrem rádioaktívneho vodíka H-3 a uhlíka C-14 predovšetkým rádioaktívny vzácny plyn Radón - 222 a Radón 220, ktorý sa uvoľňuje zo zemskej kôry. K hodnoteniu účinku ionizujúceho žiarenia na človeka sa používa veličina označená ako dávkový ekvivalent. Jednotkou je Sievert (Sv). Menšou jednotkou je miliSievert (mSv). Kozmické žiarenie 0,5 mSv/rok - zvyšuje sa nadmorskou výškou. Terestriálne žiarenie 0,5 mSv/rok závisí od geologickej stavby oblasti. Vlastné žiarenie ľudského tela 0,3 mSv/rok - závisí od lokality a zloženia potravy. Celkový dávkový ekvivalent prírodného žiarenia, ktorému je človek vystavený sa pohybuje v rozmedzí 1 až 2 mSv/rok.

Aké množstvo žiarenia je nebezpečné?
- 10 sievertov - spôsobuje okamžité ochorenie a následnú smrť po niekoľkých týždňoch,
- 0,8 mSv je normálne žiarenie pozadia z prírodných zdrojov za jeden rok na úrovni morskej hladiny. Je to minimálna dávka, ktorej sú vystavení všetci ľudia na zemeguli a pravdepodobnosť vzniku rakoviny z tejto dávky je 1 prípad zo 100 000,