Funkcjonowanie

Najważniejszą częścią elektrowni jądrowej jest reaktor. Jego działanie opiera się na kontrolowanej reakcji łańcuchowej. Wykorzystuje się w nim pręty paliwowe oraz pręty pochłaniające neutrony (rdzeń reaktora). Rozszczepienie jąder przebiega w reaktorze w sposób kontrolowany. Rdzeń jest otoczony warstwą chłodziwa (woda lub para wodna). Za jego pomocą transportuje się energię do turbiny elektrowni. Reaktor jest otoczony grubą warstwą betonu by uniemożliwić wydostanie się promieniowania.

Elektrownie jądrowe budzą wiele kontrowersji. Odznaczają się one dużą wydajnością i niskimi kosztami produkcji energii, lecz wymagają dużych nakładów finansowych na budowę oraz zużywają ogromne ilości wody. Podstawowymi argumentami przeciwko tych elektrowni są problemy ze składowaniem odpadów radioaktywnych oraz obawa przed awarią reaktorów.

Wady i zalety elektrowni jądrowej

  • Zalety
  • Duża wydajność i niskie koszty produkcji
  • Niewielka ingerencja w środowisko przyrodnicze
  • Niewielkie zużycie pierwiastków promieniotwórczych i ograniczenie wydobycia paliw kopalnych.
  • Wady
  • Wysokie koszty budowy
  • Bardzo duże zagrożenie dla ludzi oraz środowiska przyrodniczego w przypadku awarii reaktorów
  • Konieczność składowania i utylizowania radioaktywnych odpadów poprodukcyjnych

Katastrofa w Czarnobylu

Był to wypadek jądrowy z 26 kwietnia 1986 w reaktorze jądrowym nr 4. W wyniku jego przegrzania doszło do wybuchu wodoru, pożaru oraz rozprzestrzenienia się substancji promieniotwórczych . Była to największa katastrofa w historii energetyki jądrowej. W wyniku awarii skażeniu uległ obszar terenu na pograniczu Białorusi, Ukrainy i Rosji, a wyemitowana z uszkodzonego reaktora chmura radioaktywna rozprzestrzeniła się po całej Europie. W efekcie skażenia ewakuowano i przesiedlono ponad 350 000 osób.

https://www.youtube.com/watch?v=Zt0gfyq2jQA

Poziom promieniowania w najbardziej dotkniętych katastrofą częściach budynku bloku nr 4 ocenia się na 5,6 R/s (0,056 Gy/s), czyli 23 kR/h (200 Gy/h). Dawka śmiertelna to około 500 rentgenów w czasie 5 godzin, co oznacza że w niektórych miejscach niezabezpieczeni w żaden sposób pracownicy przyjęli śmiertelną dawkę promieniowania w ciągu kilku minut. Dozymetr zdolny do pomiaru promieniowania na poziomie 1000 R/s (10 Gy/s) był niedostępny z uwagi na zniszczenia, a drugi egzemplarz okazał się wadliwy. Pozostałe dozymetry działały w zakresie do 0,001 R/s (0,00001 Gy/s), przez co nieprzerwanie podawały odczyt „poza skalą”. W wyniku tego obsada reaktora nie była świadoma jak wielką dawkę promieniowania przyjmuje. Kontrowersje budzi szacowana liczba ofiar. Najnowszy raport Komitetu Naukowego ONZ ds. Skutków Promieniowania Atomowego (UNSCEAR) stwierdza, że 134 pracowników elektrowni jądrowej i członków ekip ratowniczych było narażonych na działanie bardzo wysokich dawek promieniowania jonizującego, po których rozwinęła się ostra choroba popromienna. 28 z nich zmarło w wyniku napromieniowania, a 2 od poparzeń. Wielu ludzi biorących udział w akcji zabezpieczenia reaktora zginęło podczas towarzyszących akcji wypadków budowlanych. Najbardziej spektakularnym wypadkiem była uchwycona na filmie katastrofa śmigłowca, którego łopaty wirnika uderzyły o mało widoczne liny dźwigu; cała załoga śmigłowca zginęła.

Po katastrofie wyznaczono zamkniętą strefę buforową mierzącą 2,5 tysiąca km² i wysiedlono z niej wszystkich mieszkańców (choć jak wynika z aktualnych badań, silnie skażony obszar w okolicach elektrowni ma powierzchnię 0,5 km²). W promieniu 10 km od elektrowni utworzono strefę „szczególnego zagrożenia”, a w promieniu 30 km strefę „o najwyższym stopniu skażenia”. Zlikwidowano 20 pobliskich kołchozów i wyłączono z uprawy rolnej 100 000 hektarów ziemi rolnej. Ewakuowano także całą ludność miasta Prypeć, liczącą wówczas 50 000 mieszkańców. Skutki katastrofy dotknęły terytorium Ukrainy, gdzie skażeniu uległo 9% obszaru tego kraju.

Zjawisko rozszczepienia uranu

•Rozszczepienie jąder atomowych to kontrolowana reakcja jądrowa, z której jest czerpana energia. Najczęściej są wykorzystywane do tego jądra uranu.

•Przebieg- Neutron uderza w jądro uranu i rozszczepia je na lżejsze jądra. W wyniku rozpadu powstaje energia i 2 lub 3 neutrony. Te neutrony uderzają w kolejne jądra i reakcja powtarza się coraz szybciej ( reakcja łańcuchowa).

Pierwsze prace nad powstaniem elektrowni jądrowej

W okresie powojennym zaczęto zastanawiać się nad innym niż wojskowe użyciem energii jądrowej. W 1951 roku w Stanach Zjednoczonych po raz pierwszy wykorzystano ciepło z reaktora do wytworzenia pary i napędu turbiny. Otworzyło to drogę do rozwoju energetyki jądrowej. W 1954 roku w ówczesnym Związku Radzieckim, została otwarta pierwsza elektrownia atomowa wytwarzająca energię elektryczną z energii pochodzącej z rozszczepiania jąder atomu, głównie uranu. Początkowo głównym zadaniem elektrowni jądrowych była produkcja materiału na potrzeby wojskowe. Dopiero w latach 70. elektrownie jądrowe, projektowane już na potrzeby cywilne, zaczęły odgrywać istotną rolę w energetyce.