Artykuł Strażnik sarkofagu pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Jak bardzo szkodliwe może być promieniowanie? Czy musimy się obawiać handlu szkłem uranowym? Czy mikrofalówki powoli nas zabijają? Albo dlaczego Amerykanie bardziej boją się bananów niż opadu z Czarnobyla? Jeden z nich nagrał taki krótki film podczas jazdy autem tuż obok cysterny z gazem ziemnym:

I jeśli wierzyć w słowa pewnego amerykańskiego senatora, ten jegomość z filmu oraz kierowca, na następny dzień powinni mieć co najmniej dwie głowy lub przybrać postać Aliena z serii filmów o Obcym

Pomijając te rewelacje, to skąd to promieniowanie w cysternie oraz ile głów wyrośnie tym kierowcom?

Otóż promieniowanie jest zjawiskiem całkowicie naturalnym. Uran czy radon nie biorą się z laboratorium z pomocą magii. Dokładnie tak samo jest z super szkodliwą nienaturalną chemią oznaczaną E-ileś tam. Ludzie zapominają, że słowo sztuczne zwyczajnie oznacza obróbkę tego co znajduje się w naturze. Jeśli kiedykolwiek ugotowałeś obiad, to sam proces mycia czy gotowania nie jest zjawiskiem naturalnym, więc każdy obiad jest sztucznym wytworem. Innymi słowy, wszelaka materia nie bierze się znikąd. Teoretycznie można zamienić energię w materię, ale to zupełnie inna historia i nie ma najmniejszego związku z produktami dla zwykłego Kowalskiego.

W cysternie znajduje się radon, który jest składnikiem gazu naturalnego. Radon jest produktem rozpadu radu który rozpadł się z uranu. Uranu i radu które są dosłownie wszędzie, nawet w betonowych ścianach które nas codziennie otaczają. Innym dość bogatym i popularnym źródłem promieniowania jest granit, który zawiera około 6 mg uranu na każdy kilogram.

Według niektórych opracowań naukowych, gazowy radon jest drugą, po tytoniu, przyczyną raka płuc i szacuje się jego przyczynowość na około 3-16%. Z innej strony, jest wiadome, że poziom tego promieniowania jest zbyt niski aby nad tym się w ogóle zastanawiać.

W tym momencie, zapewne jakaś jedna trzecia osób zrezygnowała z czytania, bo jest to niezgodne z ich procesem myśleniowym, albo mówiąc bardziej naukowo, była to próba przełamania ich efektu potwierdzenia. Jeśli granit zawiera uran, a cement zawiera rad, który rozpada się do gazowego radonu, to czemu nie zostały zabronione albo pozbawione tych składników?

Skoro już ustaliliśmy, że znacząca większość otaczającego promieniowania jest zjawiskiem całkowicie naturalnym, ale nadal niektórzy w to nie wierzą, to polecam zakupić jakikolwiek dozymetr, niepoprawnie zwany licznikiem Geigera-Müllera. Najtańsze (zwykle do samodzielnego montażu i kalibracji) można dostać za 100-150 zł i nie wymaga to posiadania jakichkolwiek papierów, no chyba że ewentualnie toaletowy jak ktoś zauważy, że po włączeniu wartość wcale nie wynosi równe zero i nie jest to efekt usterki, tylko rzeczywiste promieniowanie.

Źródła promieniowania jonizującego i skąd bierze się uran?

Otóż promieniowanie jest dosłownie wszędzie. Nawet jeśli wybudujesz szczelny kontener ze ścianami z ołowiu grubymi na metr, to wewnątrz niego promieniowanie będzie kilkanaście razy mniejsze, ale nadal będzie. Co w takim razie jest jego źródłem?

W takowym kontenerze raczej nie ma idealnej próżni, a jest powietrze oraz ewentualnie jakaś osoba. Oba są źródłem promieniowania. Radon w powietrzu oraz izotop potasu 40, który znajduje się w każdej naszej komórce.

Poza tymi ołowiowymi ścianami, jeśli staniemy na ulicy z dozymetrem, to zmierzona część pochodzi z ziemi pod nogami, a część pochodzi dosłownie z kosmosu nad naszymi głowami.

W ziemi znajduje się rad, uran oraz cała masa innych izotopów promieniotwórczych. W większości miejsc nie jest ich na tyle dużo aby je jakkolwiek do czegoś wykorzystać albo się obawiać ich wpływu na zdrowie.

Jak ktoś chce znaleźć kamyki zawierające bardziej sensowną zawartość uranu, to polecam pojechać do miejscowości Miedzianka w woj. dolnośląskim, gdzie leżą na ziemi i dosłownie nikt ich nie pilnuje. Na poniższym filmie, “gorące” kamyki można zobaczyć w 26 minucie i 40 sekundzie. Zapewniam, że autorzy tego dokumentu żyją do tej pory i nie było najmniejszego zagrożenia dla ich zdrowia – no może za wyjątkiem ryzyka zawalenia się pozostałości budynku.

Zaraz się pojawią głosy, że to albo niemożliwe albo że powinni to ogrodzić i pilnować. Jak ktoś ma zbyt dużo pieniędzy, to proszę bardzo. Ale nie z moich podatków z ciężko zarobionych pieniędzy. Ogradzanie słabych źródeł promieniowania to nic innego jak ogradzanie każdego skrawka ziemi, ulicy czy budynku.

Kamyki z Miedzianki mają swoją smutną historię. Wszystkie, jeśli nie większość, to pozostałości z kopalni uranu. Kopalnia powstała za czasów PRL i Związku Radzieckiego. Najprawdopodobniej całość najbardziej opłacalnych kawałków została wywieziona do Rosji, w zamian za uścisk dłoni.

Podczas prac w kopalni, mierzona jest zawartość uranu w wydobywanych kamykach. Jeśli jest ona dość duża aby opłacało się je wykorzystać, to jest pakowane. Jeśli jest tego niezbyt dużo to pozostaje. Te które tam pozostały, wydzielają niewiele silniejsze promieniowanie niż to które można zmierzyć na przeciętnej ulicy. No dobra, nawet 12 razy większe, ale praktycznie to jest nadal jedno wielkie nic.

Bezużyteczny uran?

Mając nawet całkowicie czysty naturalny uran, jest on niemal bezużyteczny. W naturze występuje to jako mieszanina dwóch postaci uranu, które nazywamy izotopami. Ta bardziej użyteczna forma to około 0.7%. W postaci takiej mieszaniny, nie da się tego wykorzystać do produkcji energii i tym bardziej do zrobienia boom. Wyjątkiem jest tu pomoc grafitu, o którym będzie mowa w dalszej części.

Jak wszyscy wiemy, materia która buduje cały świat oraz nas składa się z atomów. Atom składa się z jądra atomowego oraz elektronów które wkoło niego radośnie latają. Jądro składa się z co najmniej jednego protonu i ewentualnie neutronu lub neutronów.

Jak ktoś kiedykolwiek bawił się silnymi magnesami, ten wie, że dwa te same bieguny pola magnetycznego się odpychają, a przeciwne się przyciągają. Dokładnie tak samo jest z polem elektrycznym. Protony mające ładunek dodatni, silnie się odpychają.

W takim razie, czemu jądro zwykłego tlenu ma 8 protonów, praktycznie jeden przy drugim jak gdyby nigdy nic? Otóż między tymi nukleonami występuje wiązanie silniejsze od pola elektrycznego, które trzyma je razem niczym Pudzian

Mechanikom samochodowym przeważnie nie trzeba tłumaczyć, co się stanie, jak sprężyna z amortyzatora zostanie ściśnięta, a następnie nagle puszczona luzem. Efektem jest oddanie bardzo dużej ilości energii mechanicznej w bardzo krótkim czasie. Energia mechaniczna która objawia się w postaci ruchu.

Co się wydarzy, jeśli nukleony zostaną oderwane? Gluony które je łączą, zgodnie z wzorem E=mc² zamienią się w energię – zupełnie jak ta sprężyna. Większość tej energii, to energia mechaniczna poruszająca inne cząstki. Ruch cząstek to nic innego jak temperatura. Czym szybciej poruszają się cząstki, tym większe ciepło które można zmierzyć. Część energii zostaje wydzielona jako promieniowanie elektromagnetyczne o dość krótkiej długości fali, czyli promieniowanie gamma.

Wiele osób twierdzi, że szkło uranowe czy np. kubki z dodatkiem uranu się świecą, grzeją i w takim kubku kawa będzie zawsze gorąca. Otóż nic bardziej mylnego. Ilość uranu w tych pradawnych produktach jest śmiesznie mała i ilość ciepła jaką wytwarzają jest niemożliwa do zmierzenia nawet w laboratorium. Niestety ale kawę tak nie odgrzejemy, a chyba nikt nie lubi zimnej kawy. Co innego, gdy ktoś codziennie zjada fusy po kawie, które są okrutnie rakotwórcze – dużo bardziej niż promieniowanie jonizujące UV od słońca w środku lata.

Skoro to takie niebezpieczne, to dlaczego nadal powstają elektrownie atomowe? Czy grozi nam kolejny Czarnobyl?

Różnica między reaktorem a reaktorem

Zanim jeszcze doszło do prac przy budowie ww. elektrowni, to musiała zapaść decyzja o tym jaki typ reaktora zostanie zbudowany. Nie wchodząc w niezbyt istotne szczegóły, do wyboru były reaktory wodne, tak jak wszędzie był jedyną możliwością i nadal tak jest, oraz reaktor, w którym moderatorem nie jest woda, tylko grafit, co jest znacznie tańsze, kosztem znacznej niestabilności i innych poważnych problemów. Ci co choć trochę znają podejście w ZSRR, to domyślą się, że szczęśliwie wybrali to drugie.

Reaktor atomowy, zwany też reaktorem jądrowym, czy reaktorem nuklearnym, to z zasady działania bardzo banalna rzecz – o ile tylko ktoś wie z czego składa się atom. Mało tego reaktor atomowy występuje w naturze – oficjalna wersja wydarzeń jest taka, że został odkryty tylko jeden naturalny reaktor atomowy, czyli taki który wytwarza zmierzalną ilość ciepła.

Reaktor w najprostszym ujęciu, to niestabilne atomy (izotopy) danego pierwiastka, które od czasu do czasu się rozpadają, wydzielając przy tym energię. Podczas rozpadu promieniotwórczego wystrzeliwane są neutrony, które mogą uderzyć w inne jądra i zmusić je do nagłego rozpadu tu i teraz, a nie za ileś lat.

Z reguły czym więcej nukleonów, czyli protonów oraz neutronów, tym bardziej niestabilny staje się ich “zlepek”, chcąc jak najszybciej się rozpaść na mniejsze kawałki.

Podczas rozpadu, część z tych kawałków zgodnie z teorią Alberta Einsteina zamieniają się w energię. Ten sam proces zamiany materii w energię i odwrotnie, można zaobserwować w baterii wewnątrz telefonu, ale w na tyle mniejszej skali, że nie zmierzymy tego zwykłą wagą kuchenną.

Groźnie brzmiące wzbogacanie

Uran występujący w naturze to mieszanina dwóch jego izotopów. Izotopy to ten sam sam pierwiastek, ale różna ilość neutronów. Większość uranu w ziemi to uran 238, a wspomniany wcześniej niecały procent to uran 235. Ten pierwszy aby mieć 50% szansy na rozpad promieniotwórczy, potrzebuje około cztery i pół miliarda lat, a ten drugi “zaledwie” 700 milionów lat. W kilku gramach znajduje się na tyle wiele atomów, że można zmierzyć promieniowanie dozymetrem w mniej niż minutę. Jak wiadomo, atomy są okrutnie małe.

Warte odnotowania jest to, że czym krótszy czas połowicznego rozpadu pierwiastka, tym większe promieniowanie. Uran w tym wypadku wypada tu dość słabo. Co by nie twierdzili atomowi aktywiści, którym przeszkadza całkowicie legalny handel szkłem uranowym, które na marginesie jest bezpieczne o ile ktoś nie postanowi go potłuc i zjeść – wówczas zmartwieniem są ostre krawędzie oraz to, że uran jest metalem ciężkim, tak samo jak ołów czy rtęć.

Naturalny kamyk zawierający związki uranu i nic innego, w oryginalnej postaci nie posłuży do budowy reaktora i tym bardziej bomby atomowej. Aby móc zbudować reaktor, potrzebujemy zwiększyć gęstość Uranu 235 z niecałego procenta do co najmniej trzech procent. W przypadku bomby atomowej czy tzw. wodorowej (połączenie bomby atomowej i reaktora fuzji atomowej jąder wodoru), potrzebujemy sporo więcej, czyli 20-90%.

Jaki to problem wziąć je, rozdzielić i zrobić boom? Gdyby to było takie proste, to każdy kraj i każdy mieszkaniec miałby bombkę nuklearną. Atomy tego samego pierwiastka mają identyczne właściwości chemiczne, a obydwa izotopy mają masę atomową w przybliżeniu 235 oraz 238. Czyli różnica masy to nieco ponad jeden procent. W dodatku to jest metal, a nie woda i olej, które wystarczy wlać do szklanki i chwilę poczekać aż się same rozdzielą.

Zwiększanie zawartości uranu 235 do użytecznych ilości nazywa się wzbogacaniem. W luźnych słowach, powodujemy że jeden izotop ucieka w inne miejsce a drugi w inne. Tak samo jak lżejszy olej ucieka do góry. W tym wypadku pierwsze metody wzbogacania to było sproszkowanie, przekształcenie do postaci gazowej, a następnie wirówka – w dosłownym znaczeniu. Siła odśrodkowa wypychała cięższy izotop na zewnątrz i z środka zbieramy mieszaninę z większą zawartością tego co potrzebujemy.

Brzmi prosto, tak samo jak budowa samochodu. Jednak mało kto buduje samochody i silniki do nich w garażu. Proces wzbogacania jest okrutnie czasochłonny i kosztowny. Czym większą zawartość U-235 chcemy uzyskać, tym dłużej to trwa i więcej kosztuje. Projekt Manhattan, którego celem było zrzucenie jednej do trzech bomb na Japonię, pochłonął ogromną ilość czasu i pieniędzy, w dużej mierze przez te nieszczęsne wirówki. Dobre parę lat to trwało.

Tu mogę uspokoić wiele osób wierzących w internetowe mity. Naturalny uran oraz sokowirówka z marketu nijak nie pomogą nam w budowie bombki atomowej czy nawet najprostszego reaktora. No chyba, że ktoś dysponuje niesamowitymi ilościami grafitu…

OK, ale po co ten grafit? I dlaczego reaktor RBMK nie może wybuchnąć, ale jednak coś zrobiło wielką dziurę w dachu ważącym wiele ton?

Póki co, niektórzy mogli odnieść wrażenie, że bagatelizuję sprawę albo jestem głupi. Skoro promieniowanie jest niegroźne i można bezpiecznie przejeżdżać obok cysterny z gazem, to czemu cała ta afera z Czarnobylem i innymi elektrowniami atomowymi, które trwają do dziś? Nic bardziej mylnego.

Lekarze często powtarzają, że to dawka decyduje czy coś jest lekarstwem lub trucizną i to jest w całej tej historii rzecz kluczowa. O dawce i praktycznym wpływie promieniowania wspomnę w dalszej części.

Na długo zanim powstał Czarnobyl i całe miasto Prypeć dla tej jednej elektrowni, to oprócz lokalizacji, politycy sowieccy musieli wybrać typ reaktora. Jak się można domyślić, tu właśnie jest pies pogrzebany i to dosłownie.

Uprzedzam, że sprawa między różnymi reaktorami nie jest szczególnie skomplikowana. Już wyjaśniliśmy, że reaktor atomowy, także ten naturalny, działa w ten sposób, że jądro jednego atomu się rozpada, wydziela przy tym energię cieplną, promieniowanie oraz wystrzeliwuje jeden lub więcej neutronów, które jak trafią w inne niestabilne jądro, to zmusza to je do takiego samego rozpadu. Klasyczna reakcja łańcuchowa, która brzmi jak dziecinnie banalny przepis na budowę bomby atomowej – nic bardziej mylnego.

Jak już zaznaczyłem, naturalny uran nie wytwarza zbyt wiele ciepła. Na tyle niewiele, że nie napędzimy tym turbiny parowej w elektrowni, a nawet nie podgrzejemy kawy. Atomy jak widać na wcześniejszym obrazku, mają jądro oraz elektrony które je otaczają. Wielkość jądra w stosunku do całego atomu jest bardzo niewielka – elektrony go okrążające, latają w gigantycznej odległości. Lecący z ogromną prędkością neutron ma mizerne szanse aby utrafić w to jądro. Na domiar złego jest jeszcze odległość między atomami. Jak już powiedziałem, nici z budowy reaktora czy tym bardziej bomby w warunkach domowych.

Nawet jak reaktor jest wyłączony, to paliwo uranowe oczywiście ma jakąś temperaturę większą od zera absolutnego, więc te atomy się coś nieco poruszają zamiast stać w miejscu. Gdyby tylko pocisk w postaci neutronu leciał duuuużo wolniej, to by miał większą szansę trafić w jakieś jądro atomu, wygenerować więcej neutronów, które uderzą kolejne. Zupełnie jak gra w kręgle.

I tu właśnie tkwi cały problem w budowie reaktorów, bomb i czasami innych urządzeniach o których później wspomnę. Uran ma długi okres połowicznego rozpadu, więc “niechętnie” dostarcza potrzebne nam neutrony, a jak już to lecą szybko jak szalone, rzadko w coś trafiając. Więc potrzebujemy coś co je zwolni. To coś nazywamy moderatorem, a sam proces moderacją.

Reaktor RBMK jaki powstał w Leningradzie, Czarnobylu i kilku innych miejscach (większość z nich nadal działa do dziś), jako moderator stosował grafit. Zupełnie tak samo jak w pierwszych eksperymentalnych reaktorach kilka dekad wcześniej, gdzie dopiero ludzkość próbowała się nauczyć ujarzmić ten naturalny proces na potrzeby energetycznie i nie tylko.

RBMK jak każdy inny, potrzebuje jakiegoś materiału-pierwiastka będącego dobrym źródłem neutronów aby całość się jakoś rozruchała, bo inaczej to byłby słaby rezultat z samego uranu. Cztery pręty mniej więcej na środku, nie są paliwowe, tylko emiterami neutronów. Wszędzie wkoło znajdują się ogromne ilości moderatora oraz pręty kontrolne.

Każdy reaktor musimy jakoś kontrolować. Za dnia potrzebujemy więcej pary i to dosłownie, a w nocy być może połowa reaktorów może całkiem spać. Pręty kontrolne zawierają substancje które pochłaniają neutrony. Warto tu jeszcze wspomnieć, że naokoło całości znajduje się to co bardziej odbija neutrony niżeli by je pochłaniać czy co gorsza puszczać dalej w świat.

Całość razem z reflektorem otoczona jest osłoną biologiczną i obudową. Zadaniem tychże, jest minimalizowanie promieniowania do bezpiecznego poziomu oraz w razie poważnej awarii, powstrzymanie przed przedostaniem się czegokolwiek do środowiska. Takie rzeczy były stosowane obowiązkowo na całym świecie w reaktorach, podczas gdy Związek Radziecki stwierdził, że na co komu to potrzebne. Dzięki czemu niewiele brakowało do tego aby duża i niezbyt spodziewana katastrofa stała się bardzo wielką katastrofą. Właściwie to jest nią po dziś dzień, ale diabeł tkwi w szczegółach.

Nie widziałeś grafitu na dachu, bo go tam nie ma!

Reaktor obudowany niemalże kartonem z pudełek, to jeszcze nie taki problem, jak ten wspomniany grafit. Umożliwia on w mniejszym lub większym stopniu używanie niewzbogacanego lub nisko wzbogacanego uranu, czy nawet na wymianę paliwa bez wyłączania reaktora – do tego był zdolny RBMK.

Podkreśliłem już, że wzbogacanie uranu, to bardzo długotrwały i bardzo kosztowny proces. Jednak jakoś wszędzie poza ZSRR stosowali zwykłą wodę jako moderator.

Materiał moderatora w reaktorze głównie decyduje czy to jest bezpieczne czy nie!

Stan krytyczny reaktora – to coś złego czy wręcz przeciwnie?

Stan krytyczny zawsze kojarzy się z czymś niepożądanym. W przypadku choćby najmniejszego i pozornie nieskomplikowanego reaktora wielkości plecaka składającego się z trzech elementów, stan krytyczny, to stan w którym ilość produkowanych neutronów jest taka sama jak ilość tracona. Innymi słowy reaktor siedzi szczęśliwie i nie zmienia ilości produkowanego ciepła. To jest dokładnie to co zazwyczaj chcemy, za wyjątkiem potrzeby zmiany mocy lub całkowitego wyłączenia.

Stan podkrytyczny i nadkrytyczny mówią same za siebie i raczej nie wymagają wyjaśniania.

Dodatni i ujemny współczynnik reaktywności

W naturze i w wytworach sztucznych, często mamy do czynienia z sprzężeniem zwrotnym.

Zwykły termostat sterujący ogrzewaniem, jak jest za ciepło to zmniejsza moc lub chwilowo wyłącza oraz odwrotnie – to jest ujemne sprzężenie zwrotne. Prosta rzecz która sama siebie pilnuje aby było jako tako w sam raz.

Nie wnikając zbytnio w detale, woda będąca moderatorem, jak reaktor zwiększy moc i tym samym temperaturę, to tej wody ubywa. Jak jest mniej wody, to więcej neutronów leci szybko i rzadziej trafia w jądra uranu, przez co na jakiś czas pojawia się stan podkrytyczny, reaktor zwalnia, temperatura spada, wody przybywa i magicznie reaktor sam siebie stabilizuje.

RBMK nie bez powodu spowodował ogromną ilość żartów, które nie przestają bawić. Na ile oczywiście można się śmiać z tych wielu błędnych decyzji, której największą był grafit. Grafit, woda użyta w innych celach oraz inne czynniki powodowały dodatnią reaktywność, tudzież dodatnie sprzężenie zwrotne. Reaktywność jak się odrobinę się zwiększała z jakichkolwiek powodów, to powodowało ileś czynników które to jeszcze zwiększało. Pomimo obecności komputera, to człowiek w sterowni musiał traktować pręty kontrolne niemalże jak zabawki – w te i we wte.

Komputery i grawitacja

RBMK posiadał podzielone pręty kontrolne na automatyczne oraz ręczne. Ręczne to ręczne, nie trzeba się nad tym zbytnio produkować. Automatyczne były w rękach komputera SKALA. Komputera który był sporo wolniejszy niż Commodore 64, a musiał na przemian uruchamiać kilka różnych programów, bo na równoczesną pracę nie było wystarczająco dużo pamięci ferrytowej czy innych technologii jakie mamy dziś.

Przy tej katastrofie, ta powolność była jednym z kluczowych czynników. Między chwilą w której powstał problem, a cennymi dla operatorów informacjami minęło około pół minuty – w dodatku nie z ekranu monitora, tylko z powolnej igłowej drukarki. Drukarka która drukowała dane z czujników wewnątrz reaktora, które już dobrą chwilę temu przestały istnieć.

Kluczowa tutaj informacja jaką jest moc cieplna, wyświetlana na lampach Nixie to było kilka sekund. Możemy sobie tylko wyobrazić co czuł operator reaktora, widząc jak cyferki co parę sekund pokazują nietypowy wzrost mocy, który przyśpieszał i to jeszcze w czasach Związku Radzieckiego, w którym za awaryjne wyłączenie reaktora dla bezpieczeństwa, nie dostaje się nagrody, tylko w najlepszym razie kulkę w tył głowy.

Inną rzeczą typową dla RBMK, była możliwość wyłączenia zabezpieczeń zaprogramowanych na tym komputerze. Obecnie sterownie reaktorów są takie, że można wpuścić do nich małpy i zabezpieczenia zadziałają zawsze, co by się nie nacisnęło czy przełączyło. W mało prawdopodobnym i niezwykle bardzo rzadkim scenariuszu, reaktor się stopi i stopione coś pozostanie w jego obudowie, która została do tego przewidziana. Niektórzy mawiają, że tej nieszczęsnej nocy były właśnie małpy w sterowni.

Istotnym czynnikiem bezpieczeństwa jest grawitacyjny zrzut prętów kontrolnych. W razie awarii zasilania, uszkodzonego przewodu czy czegokolwiek, to działa zawsze. Elektromagnes traci zasilanie, pyk i pręty w mgnieniu oka są w środku, blokują neutrony i wygaszają reaktor. W reaktorze RMBK nr. 4 w Czarnobylu, do dziś całe nie wleciały. Jest to efektem wielu zaniedbań wielu osób, zaczynając od projektanta, a na wykonawcach, politykach i operatorach kończąc.

W każdym innym reaktorze niżeli RBMK, nie jest to możliwe, a nawet jakby się zdarzyło, to woda (moderator w postaci wody, zamiast grafitu) szybko odparuje i tak samo reaktor bezpiecznie sam przestanie pracować.

Ciekawostka z KGB

Już podczas budowy pierwszych ścian, część pracowników, w rzeczywistości była potajemnymi agentami KGB. Codziennie pisali wiele raportów. Bardzo wiele raportów na temat zagrożeń bezpieczeństwa, z czego spora część to były prozaiczne problemy jak choćby brak ogrodzenia placu budowy. W Polsce nie wybudujesz budy dla psa bez ogrodzenia i innej ochrony. W ZSRR jak zechcesz zwiedzić budowany reaktor, to nic nie stoi na przeszkodzie i w raportach KGB pojawiały się tacy turyści. Oczywiście tylko ci których udało się komuś zobaczyć.

O samym reaktorze, również ileś razy pisali, ale wszystko było ignorowane przez odbiorców, czyli polityków. Cała elektrownia ma powstać na czas i nie interesują ich takie detale jak turyści czy niebezpieczne odejścia od projektu, który już sam w sobie był niebezpieczny.

Wydaje mi się, że mowa też była o dachu nad reaktorem. W projekcie miał być wykonany w całości z materiałów niepalnych. Ale nie było na to czasu i materiału – prawie jak na polskich budowach, czy tym bardziej remontach instalacji elektrycznych w mieszkalnictwie…

Ekstremalnie genialne pręty kontrolne oraz jeszcze bardziej wspaniały ksenon

25 kwietnia miał być wykonany test bezpieczeństwa reaktora nr 4.

Każdy reaktor atomowy po wyłączeniu, nadal oddaje duże ilości ciepła przez długi czas. Na tyle dużo, że paliwo uranowe i cała reszta mogłyby się stopić.

Chyba nie ma problemu, skoro pompy cały czas pracują i płynie woda chłodząca? Otóż pompy, to nic innego jak silniki elektryczne, które potrzebują zasilania.

Tu się okazuje, że problem jest. Pompy i cała elektrownia również potrzebuje mieć prąd, nawet w razie awarii sieci.

Rozwiązaniem tego problemu są agregaty z silnikami Diesla. Pomimo automatycznego startu, potrzebują niecałą minutę aby się rozpędzić i móc zasilić pompy. Tyle wystarczy aby z reaktora pozostały wspomnienia i stopiony gorący oraz kosztowny bałagan do posprzątania.

Rozwiązaniem miała być energia zgromadzona w turbinie, napędzaną wcześniej parą z reaktora. Turbina która oczywiście jest podłączona do prądnicy. Czyli w razie awarii sieci, prąd z prądnicy, zamiast do sieci, miał iść do pomp do czasu aż diesle będą chętne i gotowe.

Pytaniem było, czy energii kinetycznej z turbiny wystarczy na tyle, żeby reaktor się nie wyreaktorzył. Oczywiście, jakby test się nie powiódł, to mogą przełączyć zasilanie na sieć.

Inna oczywistość była taka, że taki test wykonuje się po wybudowaniu reaktora i w razie niepowodzenia nie używa się go do czasu poprawy i ponowienia testu. Ale był normalnie używany i testowany wiele razy przez siedem lat. Za każdym razem wynik testu był negatywny i reaktor po tym był ponownie używany, mimo że być nie powinien.

Dyspozytor mocy zadzwonił, że potrzebna jest moc i nie mogą teraz wykonać testu. Postanowili radośnie wykonać go w nocy na innej zmianie.

Zmiana pod kierownictwem obecnie bardzo sławnego Diatłowa, nic nie wiedziała o teście i nie byli przygotowani. Zrobić i tyle. Co tylko komunistyczny reżim nakaże. A propos tego nazwiska, była równie ciekawa historia wyprawy górskiej, również w ZSRR i również nazywał się Diatłow – powstało wiele wciągających pracy i filmów na ten temat – trzeba szukać pod hasłem incydent na przełęczy Diatłowa lub podobnym.

Wyprzedzając fakty, w tej ówczesnej polityce tego nieistniejącego już państwa, mało kogo interesowało kto był naprawdę winny, a kto nie. Obwinieni zostali wyłącznie operatorzy i nie było znaczenia czy są winni, czy nie i czy np. tylko oni. Każdy dostał wyrok po 10 lat więzienia. Diatłowa wypuszczono przedwcześnie z racji złego stanu zdrowia wskutek choroby popromiennej. Niedługo przed jego śmiercią na zawał serca, wypowiedział się na ten temat w wywiadzie:

Co prawda minęło wiele lat, jak obejrzałem ten wywiad, ale jednoznacznie usprawiedliwia on siebie i kolegów. Fakt faktem, grafit zamiast wody jako moderator był od samego początku był złym pomysłem, projekt był jako taki, a wykonanie jeszcze gorsze, ale osobiście uważam, że nie mogą być całkiem bez winy. Po zniknięciu żelaznej kurtyny, wiele informacji z tamtych lat zostało upublicznione i wiele osób zaczęło wierzyć w ich niewinność. Pozwolę sobie wyjaśnić, czemu jestem innego zdania.

Każdy reaktor podczas pracy produkuje ksenon 135, który jest produktem rozpadu Uranu i silnie pochłania neutrony (nie powoduje to jego natychmiastowego rozpadu jak z uranem). Podczas pracy z większą mocą, ten izotop jest unieszkodliwiany przez neutrony, poprzez ww. pochłonięcie neutronu i zamianę na ksenon 136 – wówczas nie jest już chętny na zjedzenie kolejnego neutronu i nie blokuje pracy reaktora.

Przed tym przełożonym testem, reaktor pracował na małej mocy. Więc doszło do zatrucia ksenonem. W takim przypadku, dla bezpieczeństwa reaktor powinien zostać natychmiast wyłączony na jakieś dwa dni, aż ten izotop w wystarczającej ilości ulegnie rozpadowi do innego izotopu/pierwiastka i przestanie być problemem. W przeciwnym razie, reaktor będzie pracował jak stary rozlatujący się Diesel przy syberyjskiej zimie – czyli jakby chciał, a nie mógł. A jak już odpali, to jest ryzyko może się rozbiegać.

Operatorzy byli zaznajomieni z maksymalną bezpieczną ilością całkowicie wyciągniętych prętów kontrolnych, a mimo wszystko wyciągnęli je zdecydowanie więcej niż było dopuszczalne. W tym dokładnie miejscu, moim własnym zdaniem jest ten ułamek winy, który jest od operatorów.

Z drugiej strony, byli świadomi istnienia awaryjnych przycisków i przełączników, na wypadek gdyby coś poszło nie tak. Ale pewien dość szczególny fakt został przed nimi zatajony. Mianowicie, Przycisk/przełącznik (w różnych wersjach reaktora RBMK i jego sterowni, to było zmieniane – funkcja jednak ta sama) oznaczony jako AZ-5 (ros. A3-5), a w innych reaktorach SCRAM, powodował natychmiastowe wsunięcie wszystkich prętów kontrolnych i wygaszenie reakcji łańcuchowej – innymi słowy, wprowadzenie do stanu podkrytycznego na dobre.

Brzmi pięknie, ale nie tak pięknie jak rzeczywista budowa tych prętów o czym nie wiedzieli, bo zostało to utajnione. Jeden mały szczegół, jakim była końcówka z każdego pręta wykonana z grafitu. Więc wsunięcie całkowicie wysuniętego pręta kontrolnego, początkowo zwiększało reaktywność, zamiast ją zmniejszać. Mało tego, te małe końcówki miały “tylko” 4,5 metra. Tak więc wsunięcie całkowicie wyciągniętego pręta kontrolnego w RBMK początkowo powodowało zwiększenie jej mocy, a nie jej zmniejszenie.

Operatorzy aby utrzymać jakąś niewielką moc reaktora na potrzeby testu, z pomocą sterowni wyciągnęli prawie wszystkie pręty kontrolne. Tym samym reaktor pomimo silnie hamującego jego działanie Ksenonu 135, jakoś działał. Słabo bo słabo, ale działał.

Całokształt jego budowy, z moderatorem grafitowym na czele, powodował, że był niestabilny, a zatrucie ksenonowe tego faktu zdecydowanie nie poprawiało. Kwestią tylko czasu było, jak jakiśkolwiek mały fragment reaktora się rozrusza, zacznie lokalnie dezaktywować ksenon 135 do ksenonu 136, co spowoduje zwiększenie reaktywności, ilości neutronów w danym miejscu, co lawinowo w sposób wykładniczy dezaktywowało ten hamulec w pobliżu – szło dalej, dalej i dalej. Reaktor wesoło rozgrzewał się jak klienci klubów nocnych.

Bez obecności pochłaniacza neutronów w postaci pręta kontrolnego który byłby na tyle blisko aby szybko się zbliżyć, nie było niczego co by mogło natychmiast powstrzymać stan nadkrytyczny i tym samym powstrzymać reaktor od osiągnięcia mocy cieplnej większej niż ta do której został zaprojektowany.

Mamy więc reaktor z niebezpiecznym moderatorem czyli z grafitem, zaprojektowany na kolanie, wybudowany na szybko z tego co było pod ręką i z hamulcem który przez pierwszą chwilę dodaje gaz do dechy, a kierowca kompletnie nic o tym nie wie. Do tego zatrucie ksenonem 135 (przy którym procedura nakazuje wyłączenie reaktora i czekanie), komputer wolniejszy niż ja rano i operatorzy, którzy po wyłączeniu zabezpieczeń automatycznych, postanowili podnieść wszystkie pręty, mimo że było to zabronione w dokumentacji. Co k*^%* mogło pójść nie tak?

Co w końcu wybuchło i ile razy?

Laicy, co kompletnie nie znają jakiegoś tematu i nie chcą go poznać, wymyślają mity. Mity które są często niezwykle bardzo szkodliwe albo są powodem żartów z nich. Mawiają, że odrobina wiedzy jest bardziej szkodliwa, niż bycie ekspertem.

W Czarnobylu nie było wybuchu jak przy bombie atomowej. Wystarczy spojrzeć na zdjęcie wykonane kilka miesięcy po katastrofie:

Gdyby opowiadacze mitów mieliby rację, to na tym zdjęciu nie byłoby żadnego budynku, a sam fotograf umarłby na długo przed jego zrobieniem /s.

Reaktor osiągnął moc cieplną wielokrotnie większą niż ta do której został zaprojektowany. Wskutek tego temperatura osiągnęła wartości niebotyczne. Przy dokładnie tak wysokiej temperaturze, woda nie tylko wrze i znacznie zwiększa ciśnienie, ale mało tego cząsteczki wody rozlatują się na tworzące je atomy, czyli tlen oraz wodór. Jak powszechne wiadomo, mieszanka tych dwóch oraz wysoka temperatura, to przepis na eksplozję.

Inną przyczyną eksplozji mogła być reakcja stopu cyrkonu (budulec rury w której znajduje się uran) z wodą przy tej ogromnej temperaturze.

Krótką chwilę po naciśnięciu AZ-5 felernej nocy, były dwie eksplozje, jedna chwilę po drugiej. A ściślej dźwięk eksplozji i drgania budynku.

Teorii na temat przyczyn i ilości wybuchów jest więcej. Co dokładnie się stało wewnątrz reaktora i dlaczego jest temat wielu dyskusji i opracowań naukowych. Pewne jest tylko to, że moc reaktora osiągnęła wartości wręcz gigantyczne (komputer był zbyt wolny aby to choć trochę oszacować z danych które zarejestrował), a większość wyprodukowanej energii to było ciepło na miarę piekła na ziemi. Popularny jest żart, że plan 5 lat produkcji energii w ZSRR został zrealizowany w jedną tysięczną sekundy.

Ciekawe jest to, że wiele dni po katastrofie, odkryli ze zdziwieniem, że w miejscu reaktora nie ma nic – generalnie same ściany, przewody i rury. Niewielka część poszła w powietrze, a niemalże cała reszta się stopiła i popłynęła w dół na korytarze poniżej czy inne miejsca jak np. do wnętrza rur. Bardzo znanym i dużym fragmentem jest coś co po kształcie nazwali stopą słonia. Ta przytulna nazwa, wskazuje na coś, co w momencie odkrycia dostarczało śmiertelną dawkę promieniowania w około 30 sekund. Nawet tak silne promieniowanie ludzkość jest w stanie ogarnąć, na tyle, że ktoś potrafił zrobić poniższe obecnie sławne zdjęcie i to bez choroby popromiennej czy innych negatywnych skutków silnego promieniowania:

Jak się chronić przed promieniowaniem

Przy jakiejkolwiek pracy przy materiałach silnie radioaktywnych (do których nie wliczają się szkła czy kubki uranowe, z którymi można nawet spać każdą noc), liczy się czas, odległość oraz materiały pochłaniające i nie przepuszczające promieniowania. Tu warto zaznaczyć, że istnieją różne rodzaje promieniowania (nie siła, tylko rodzaj), jedne można zablokować kartką papieru czy kawałkiem plastiku, a inne (gamma, rtg), za pomocą gęstych materiałów (gęstość w fizyce to ilość kilogramów na metr sześcienny) materiałów jak beton czy ołów, ale generalnie wszystko je blokuje – przy tych lżejszych (mniej gęstych) trzeba mieć ich więcej dla tego samego efektu.

Przy niezbyt silnym promieniowaniu często wystarczy dozymetr oraz ograniczenie czasu. Będąc na wycieczce w Czarnobylu jak trafisz na jakiś przedmiot używany przy dekontaminacji, który według dozymetru “świeci” na 1 czy nawet 2 mSv/h (1000-2000 uSv/h), to nic nikomu się nie stanie przy przebywaniu przy tym przez kwadrans. Nawet godzina przy tym to nie jest jeszcze powód aby mówić o chorobie popromiennej.

Ale… Jeśli wetrzesz to w ubranie albo np. połkniesz, to łączna dawka promieniowania będzie narastać, narastać i narastać. Jak już wspomniałem, uran to metal ciężki. Produkty jego radioaktywnego rozpadu są często od niego znacznie gorsze dla organizmu – zarówno przez promieniowanie i jak przez reakcję organizmu na samą substancję. Nie bądź tak głupi/głupia jak te dwie dziewczyny ze zdjęcia poniżej:

Przez takie bezrefleksyjne zachowania często zabrania się zwiedzania ciekawych miejsc, nawet z materiałami, których radioaktywność jest nawet “średnia”.

Jak już wspomniałem, można stać przy tym przez kwadrans bez problemu. Wyjątkiem mogły być nienarodzone dzieci – czym młodszy człowiek, tym bardziej mniejsza dawka może zaszkodzić. Pozostaje nam mieć nadzieję, że nie były w ciąży.

Było wiele turystów którzy mimo ostrzeżeń wchodzili, a nawet dotykali przedmioty w piwnicy szpitala w Prypeci, gdzie medycy magazynowali ubrania, buty i inne rzeczy strażaków (walczyli z pożarem, ale nie wiedzieli kompletnie nic o promieniowaniu), bo strop pochłaniał większość promieniowania. Te osoby później roznosiły silnie “świecące” substancje na inne osoby i przedmioty.

Skutki małej awarii

Zaraz po dwóch wybuchach i niewielkiej iluś metrowej dziurze w dachu, który teoretycznie miał być niepalny, wydostały się izotopy które mają znacznie krótszy czas połowicznego rozpadu niż uran. Jak już wspomniałem, generalnie czym krótszy ten czas, tym większe promieniowanie z danego izotopu. Przy rozpadzie zamienia się on na inny pierwiastek lub izotop, który może być mniej, bardziej wcale nie być radioaktywny.

Podczas pracy reaktora powstają w prętach paliwowych izotopy/pierwiastki, które nie mają czasu rozpadu rzędu wielu milionów lat. Między innymi cez 137 (30 lat) czy jod 135 (7 godzin). To drugie jest takim samym jodem który dostarczamy z pożywienia, ale za to bardzo silnie promieniotwórczy. Tarczyca człowieka wchłania każdy jod jak Ferdynand Kiepski piwo, więc nie powinna dziwić popularność płynu Lugola w Polsce w pierwsze dni po katastrofie.

Cez 137 mający okres połowicznego rozpadu 30 lat i inne szybko (często innymi słowy) rozpadające się izotopy były powodem bardzo silnego promieniowania w Europie i samym Czarnobylu w pierwszym okresie po katastrofie. ZSRR był zmuszony do dekontaminacji, co odbyło się z bardzo dużą pomocą międzynarodową – o zgrozo, najwięcej pomocy przyszło z Niemiec. Dzięki temu powstała największa budowla ruchoma, która po dziś dzień przykrywa dziurę w dachu nad reaktorem i zabezpiecza jego pozostałości przed wydostaniem się z pomocą wiatru, deszczu i innych czynników naturalnych.

Dziś minęło dokładnie 40 lat od katastrofy, czyli 10 lat ponad czas połowicznego rozpadu cezu 137. Dzięki temu cała strefa wykluczenia, do której wlicza się Czarnobyl, Prypeć i ich okolice, stały się bezpieczne do zwiedzania większości miejsc. Wybuch wojny na Ukrainie w 2022 r. spowodował, że turystyka w tym miejscu mocno spadła. Laikom chcącym to zwiedzać, doradzam skorzystać z pomocy doświadczonych przewodników, wyposażyć się w dozymetr i nauczyć się interpretować jego wskazania. To ostatnie spowoduje, że będziemy wiedzieć jak trafimy na silniejsze źródło, ograniczymy czas przebywania do bezpiecznej wartości (siła promieniowania razy czas równa się pochłoniętej dawce) i będziemy wiedzieć, czego nie dotknąć aby nie wcierać niebezpiecznych izotopów w skórę czy ubranie – zupełnie jak te dwie niemądre dziewczyny.

Ta historia nadal powstaje

Od pierwszych sekund początkujących katastrofę do chwili obecnej, pojawiło się niezwykle wiele ciekawostek związanych z elektrownią, reaktorami RBMK, miastem Prypeć i całą strefą wykluczenia. temat jest o tyle ciekawy, że jak już wciągnie, to na całe życie.

Elektrownia funkcjonuje do dziś. Ludzie tam pracują przy obsłudze rozdzielni elektrycznej wysokiego napięcia, która nadal tam musi funkcjonować, czy też przy zadaniach prozaicznych jak pilnowanie pozostałych materiałów silnie radioaktywnych aby nie stanowiły już dla nikogo zagrożenia – ściany ich chronią wystarczająco, ale turyści i inne osoby lubią łazić gdzie popadnie i robić jeszcze zdjęcia, czasami nawet nie mając przy tym dozymetru.

Niedaleko elektrowni jest miejsce nazwane Czerwonym Lasem. Uzyskało tą nazwę przez wpływ promieniowania na kolor liści drzew. Od początku wojny, nie ma zbytnio turystów w całym Czarnobylu, ale znaleźli się Rosjanie którzy postanowili okupować Czarnobyl i okopać się w Czerwonym Lesie. Gdyby ktoś by mnie zmuszał aby się okopywać i spać w tym lesie, to bym prędzej wolał kulkę w głowę.

Skrajnie silne promieniowanie, liczone w setkach czy tysiącach siwertów na minutę, spowoduje bardzo szybką utratę przytomności której się nigdy nie odzyska. Bardzo słabe promieniowanie rzędu 0.5 – 10 uSv/h ma wręcz pozytywny wpływ na zdrowie. To co jest po środku, ale bliżej słabszego, to ryzyko nowotworu po iluś latach. Zbliżając się do nieco bardziej do tego skrajnie silnego, mamy początkowo chorobę popromienną, łatwą do wyleczenia i większe ryzyko raka. Idąc dalej, zbliżamy się do choroby popromiennej która nie tyle kończy się śmiercią w kilka-kilkanaście dni, co bólem tak potężnym, że morfina oraz dużo silniejszy metadon są tak samo skuteczne jak woda z kranu, czyli wcale.

Więc chyba nie powinno nikogo dziwić, że wolałbym kulkę jak wspomniałem niż znaleźć się na miejscu któregoś z tych Rosjan.

To nie paniczny strach laika, lecz wiedza, dozymetry i procedury pozwalają nam bezpiecznie posługiwać się okrutnie silnymi źródłami promieniowania. W każdym większym mieście są takie i byle ktoś z ulicy bez uprawnień, nie może się tym bawić. Jeśli ktoś bez uprawnień musi się znaleźć w pobliżu, to musi przejść szkolenie, przeczytać i podpisać ogromną liczbę dokumentów – coś o tym wiem. W mniej rozwiniętych krajach zdarza się inaczej, choć na szczęście i tak to jest to niezwykle rzadkie.

Inna ciekawostka dla niewiernych: reaktory znajdujące się tuż obok czyli nr. 1, 2 i 3 były bardzo powoli wyłączane aż do 15 grudnia 2000 roku. Paliwo zostało usunięte całkowicie dopiero w 2013. Reaktory 5 i 6 były w budowie, ale po katastrofie postanowili przerwać ich budowę. Siedem reaktorów RBMK nadal jeszcze pracuje w Rosji, a każdy z nich został zmodernizowany aby nie doszło ponownie do takiej samej sytuacji. Unia Europejska dała Litwie warunek dołączenia, jakim była rozbiórka reaktorów RBMK.

Dzisiejsze reaktory wodne (do których nie zalicza się RBMK) są milion razy bezpieczniejsze niż lot samolotem. Sam lot samolotem dostarcza pasażerom większą dawkę promieniowania niż przebywanie kilka metrów od reaktora. Jak już wspomniałem promieniowanie pochodzi między innymi z kosmosu, a powietrze nad naszymi głowami je znacznie zmniejsza. Wysoko nad ziemią, warstwa powietrza jest zdecydowanie mniejsza. Widział ktoś kiedyś pilota samolotu z dwoma głowami? Osobiście pracowałem na dwóch lotniskach i nic takiego nie uświadczyłem.

Banany są radioaktywne!

W naturze znajduje się dużo potasu. Ułamek procenta atomów potasu, jest promieniotwórcza. Banany, ziemniaki oraz pomidory z wszystkich warzyw i owoców, zawierają go najwięcej. Promieniowanie z jednego tylko banana jest na tyle niskie, że ciężko jest je zmierzyć z dozymetrem, bo zobaczymy mniej więcej tyle samo co na ulicy. Co innego jeśli kilka mocno osuszyć (duża ich część to woda i tłuszcz) i przyłożyć bezpośrednio do czujnika dozymetru. Ile bananów trzeba zjeść aby promieniowanie z nich nam zaszkodziło? Co najmniej kilka ton.

Powszechnie wiadome jest, że spożywamy zbyt dużo soli (sodu). Sól kuchenna to chlorek sodu. Jak ktoś nie spał w szkole na lekcjach chemii, to będzie wiedział, że sól to nie jeden konkretny związek, tylko cała ich grupa, do której zalicza się również chlorek potasu. Organizm człowieka potrzebuje sód oraz potas w w miarę “odpowiednim” stosunku. Zazwyczaj dostarczamy za dużo sodu, a za mało potasu. Nie dziwi więc fakt, że w ostatnich latach do soli kuchennej zaczęli dodawać obok bardzo małych ilości jodu, również chlorek potasu.

Nie dalej jak dwa miesiące temu chciałem właśnie zakupić sól z dodatkiem potasu i znalazłem ciekawostkę, bo to był chlorek potasu (KCl) z dodatkiem chlorku sodu (NaCl), a nie odwrotnie jak się spodziewałem. Tym samym w bardzo dużym markecie spożywczym, zakupiłem coś co było w nim zdecydowanie najbardziej promieniotwórcze. Zdecydowanie promieniowanie jest na tyle słabe, że mogę to włożyć pod poduszkę. W razie zjedzenia większej ilości, znacznie bardziej grozi mi hiperkaliemia, czyli w dużym skrócie nadmiar ilości potasu w stosunku do sodu we krwi. Przy małych ilościach i bardzo sporadycznym gotowaniu, nic takiego mi nie grozi.

Promieniowanie w celach innych niż reaktor czy bomba

Izotopy promieniotwórcze oraz lampy RTG, są wszędzie stosowane w bardzo wielu zastosowaniach. Przy budowie mostu, czy kładzeniu rurociągu z pewnością nie chcemy aby któregoś pięknego dnia spawy nie wytrzymały i doprowadziły do poważnej katastrofy. Więc ktoś musi mieć uprawnienia oraz specjalny ołowiany pojemnik z silnie groźnym Kobaltem 60. Okienko w nim jest otwierane na krótką chwilę i wykonywane jest prześwietlenie.

Kojarzy ktoś prześwietlenie płuc? Diagnostyczne prześwietlenia ciała są wykonywane z pomocą lampy elektronowej pracującej przy bardzo wysokim napięciu, co generuje promieniowanie Rentgenowskie, zwane również promieniami X. Wykonywanie takich fotek jest bardzo bezpieczne dla pacjentów, o ile robimy je mniej więcej raz w roku, a nie trzydzieści dziennie. Znałem kiedyś jednego serwisanta aparatów RTG który często wykonywał próby po naprawie z własną ręką – chyba nie muszę mówić czemu użyłem słowa znałem, a nie znam. Oczywiście robił to na własne ryzyko.

Przy leczeniu raka, często wybawieniem jest trucizna. Stosowana jest precyzyjnie wyliczona dawka, skoncentrowana w szkodliwego guza. Aparat “świeci” w odpowiednie miejsce pod wieloma kątami na raz – dzięki temu komórki nowotworowe otrzymują bardzo dużą dawkę, a zdrowe komórki znacznie mniej. To jest jeden z wielu procesów leczenia, który daje szansę na całkowite wyleczenie lub zmniejszenie objawów i wydłużenie życia. Chyba lepiej ryzykować posiadanie raka za kilka dekad niż umrzeć za kilka miesięcy w niezbyt przyjemny sposób.

Te same maszyny, co do leczenia nowotworów, są również stosowane przy badaniach urządzeń elektronicznych pracujących w samolotach, kosmosie, czy przy badaniu elektrycznych zabezpieczeń nadprądowych, pilnujących instalacje elektryczne przed wywołaniem pożaru. Podziękowania dla kolegi, który zawodowo zajmuje się właśnie takimi badaniami i udostępnił kilka zdjęć:

Współczesne elektrownie atomowe i małe reaktory do celów medycznych oraz naukowych

Nowoczesne reaktory wodne generacji trzeciej i nowsze wraz z małymi reaktorami do celów medyczno-naukowych są nie tyle żadnym powodem do zmartwień, co rzeczą pożądaną. Czy muszę komukolwiek tłumaczyć, że spalanie węgla wydziela do atmosfery wiele ton dwutlenku węgla oraz pyłu?

Część węgla wydobywanego z ziemi, zawiera naturalne radioaktywne izotopy. Elektrownie węglowe przez dekady, wydzieliły do atmosfery znacznie więcej promieniowania niż atomówki. Przebywanie pod elektrownią węglową szkodzi zdrowiu, a pod elektrowniami jądrowymi, osłony są tak skuteczne, że aż dozymetry pokazują mniejsze wartości niż na większości zwykłych ulic.

W specjalnie wyposażonych budynkach wykonuje się sterylizację konserw z jedzeniem oraz narzędzia chirurgiczne. Jeśli komuś to jakimś cudem przeszkadza, to niech nie kupuje konserw i unika szpitala w razie poważnego wypadku czy choroby.

Najbardziej szkodliwe mity

Wiele osób powtarza coś w stylu: ok, wszystko jest bezpieczne, ale przecież mamy odpady radioaktywne z reaktorów. No i owszem mamy. Zabezpieczone ołowiem i zakopane okrutnie głęboko w ziemi. Jak ludzkość przestanie istnieć, to nadal będą one dobrze zabezpieczone. Prowadzone są też prace, aby te odpady jakoś sensownie i bezpiecznie wtórnie wykorzystać.

Osobiście byłem ofiarą niebezpiecznego mitu, jakim jest to że niby napromieniowany przedmiot staje się promieniotwórczy. W niezwykle bardzo rzadkich przypadkach jest to prawdą. W tym przypadku postanowiłem coś przeciąć, a największą precyzję dają ostrza chirurgiczne. Zwykle posiadam jedno lub dwa w portfelu na wszelki wypadek. Raz w obecności pewnego jegomościa, zwyczajnie zacząłem takowy używać. On nagle przerażony spytał, czemu posiadam silnie radioaktywne rzeczy i chwilę później zaczął alarmować inne osoby. Szczęśliwie nikt z nich nie był aż tak niemądry jak on i zwyczajnie go zignorowali.

Chyba nie muszę mówić, że posiadacze szkła uranowego, czy talerzy uranowych, chodzą po ulicach z trzema głowami. Połowa moich sąsiadów posiada średnio po trzy głowy, osiem rąk i chodzą za pomocą wielkich uszu, zamiast nóg. Szczęki im odpadły od picia wody z kubków malowanych farbą uranową, przez co obiad mogą wpychać do gardła łopatą.

Jak my, zwykli zjadacze chleba, mamy się do promieniowania?

W większości wypadków, typowy Kowalski, jedyne nad czym może się zastanawiać to promieniotwórczy radon w powietrzu. Rad zawarty w betonie zamienia się w radon, który ulatnia się do powietrza. Generalnie nie ma tego jakichś wielkich ilości, ale jest to cięższe od powietrza. Jak mieszkasz w wysokim bloku, gdzieś na dolnych kondygnacjach i nie lubisz zbytnio wietrzyć, to może zainwestuj w dozymetr mierzący promieniowanie alfa oraz beta i sprawdź w kilku miejscach, czy poziom nie przekracza 5-10 uSv/h. Nawet jeśli wynosi 2-3 uSv/h, to lepiej zacznij częściej wietrzyć. Przy okazji również zmniejszysz ilość dwutlenku węgla, a zwiększysz ilość tlenu, co pozytywnie wpłynie na Twoje zdrowie oraz samopoczucie.

Co istotne, bardzo bym prosił, aby nie przeszkadzać jak ktoś wystawia szkło uranowe na aukcję charytatywną. Jak bardzo złym i głupim trzeba być człowiekiem aby w czymś takim przeszkadzać? Może lepiej założyć ołowianą czapkę, aby ochronić się przed bardzo minimalnym promieniowaniem kosmicznym, które do nas dociera.

W krajach rozwiniętych, jest rzeczą niemal niespotykaną, aby ktoś podróżował przez miasto z materiałem silnie promieniotwórczym, które nie jest w pojemniku ołowianym wyliczonym na tyle, aby poziom promieniowania był niższy niż to co już jest bezpieczne.

W lotnictwie wypadki są znacznie rzadsze niż przy podróżach autem, ale jak się wydarzą, to jest o nich bardzo głośno i nagle ludzie boją się latać, ale do samochodu wsiadają bez obaw i jeszcze zapominają zapiąć pasy. Dokładnie to samo jest z reaktorami – nie są cacy, a palenie węglem już tak. Na marginesie, w samolocie warto również mieć zapięte pasy cały czas, nawet jeśli nie jest to wymagane – mi osobiście raz uratowało to moją głowę przed spotkaniem z podsufitowym pojemnikiem na bagaż.

Na dzień dzisiejszy, nie ma możliwości aby farmy fotowoltaiczne i wiatraki wyparły elektrownie węglowe oraz atomowe. Jest ku temu wiele powodów technicznych. Przy tych drugich, ich “ekologiczność” jest bardzo dyskusyjna, ale jak ktoś się nie zna, to zawsze będzie twierdził inaczej.

Są prowadzone statystyki liczące ilość wypadków śmiertelnych na jedną wyprodukowaną TWh energii. Gdyby nie elektrownie atomowe, to fotowoltaika miała by najmniej wypadków. W ostatnich latach, procedury i przepisy dotyczące promieniowania oraz pracy przy reaktorach, zostały zaostrzone do absurdalnego poziomu. Zachowanie pilota samolotu które jest dopuszczalne podczas pracy, często nie jest dopuszczalne przez pracownika elektrowni atomowej.

Czasami elektrownie wpuszczają reporterów. Pomijając szkolenia, procedury oraz monitorowanie takiej osoby, to jedną z pierwszych i ostatnich rzeczy jaką kamerują, są bramki dozymetryczne. Wymogi są tak wysokie, że ubranie i inne materiały syntetyczne, które pochłaniają niewielkie ilości radonu z powietrza (czyli to co jest wszędzie wkoło nas), jeśli jakimś sposobem zostanie wniesione do budynku, nie będzie mogło go opuścić – no chyba, że ktoś chce mieć do czynienia z uzbrojoną ochroną. Tą sytuację przedstawia poniższy reportaż, który między innymi przedstawia dość interesującą wymianę paliwa jednego z reaktorów w jednej z wielu elektrowni jądrowych.

Takie same bramki dozymetryczne mogli zobaczyć turyści czarnobylskiej strefy wykluczenia. Jeśli wdepnąłeś w małe coś co ma 1 mSv/h i przykleiło się do buta, to masz dwie możliwości. Jedna to zostawienie butów przed bramkami i wyjście na boso, a druga to wyczyszczenie, wyrzucenie szmatki i ponowna próba przejścia przez bramki. Wiele osób na wszelki wypadek brało zapasowe buty, gdyby się w coś wdepnęło i byłby większy problem z wyczyszczeniem.

Co z bombami jądrowymi i wodorowymi? Choćby ktoś miał pół tonu uranu i mnóstwo czasu, to takiej nie zbuduje w byle garażu czy firmowym warsztacie. Sama zasada działania jest absurdalnie prosta, ale doprowadzenie do tego stanu rzeczy i uprzednie nie zaszkodzenie samemu sobie jest praktycznie niemożliwe. To wymaga pracy bardzo wielu specjalistów i nawet wtedy, nie jest to coś co się machnie w jeden tydzień. Mając najlepszych specjalistów, budynki oraz sprzęt, to szkło uranowe może posłużyć tylko i wyłącznie jako fajny przycisk do papieru podczas prac projektowych.

Pół grama uranu to osobiście mogę wykopać z pierwszego lepszego trawnika i spędzić wiele dekad życia aby to wyodrębnić do czystej postaci. Do najmniejszej działającej bomby atomowej potrzeba minimum 25 kg silnie wzbogaconego uranu – czegoś czego elektrownie atomowe nigdy nie widziały, bo nigdy nie było i nie będzie takiej potrzeby. Mechanizm detonacji jest jeszcze dużo bardziej skomplikowany niż wzbogacanie kamyków z poziomu 0.72% do około 90%, co już jest rzeczą prawie niemożliwą do osiągnięcia.

Terroryści, Al Kaida i inne takie wytwory, nie mają takich możliwości. Jeśli uda im się pozyskać materiał promieniotwórczy, to w najgorszym razie wybudują tzw. brudną bombę. Czyli klasyczny materiał wybuchowy (trotyl, C4 i inne takie) połączony mechanicznie, choćby taśmą klejącą z materiałem radioaktywnym, który podczas eksplozji ładunku konwencjonalnego zostanie rozrzucony po okolicy. To nie jest bomba atomowa mogąca zburzyć miasto czy nawet pół ulicy.

Podsumowanie: Wiedza zamiast ołowianej czapki

40 lat po wydarzeniach w Czarnobylu, świat energetyki wygląda zupełnie inaczej. Dzisiejsze standardy bezpieczeństwa, normy SIL (Safety Integrity Level) oraz zaawansowana automatyka sprawiają, że reaktory generacji III+ są statystycznie najbezpieczniejszymi źródłami mocy na planecie.

Należy też pamiętać o tym, że promieniowanie nie jest żadną magią. To zjawisko fizyczne, którym rządzą konkretne wzory, odległości i czasy ekspozycji. Zamiast bać się szkła uranowego czy planowanej elektrowni, warto spojrzeć na nasze codzienne otoczenie – zadbać o wentylację w piwnicach (radon!) i z takim samym rygorem podchodzić do zabezpieczeń nadprądowych, co operatorzy reaktorów do swoich procedur.

Energetyka jądrowa to nie tylko lekcja z przeszłości, ale nasza najbardziej stabilna i jednocześnie bezemisyjna droga do przyszłości. A jeśli kiedykolwiek poczujecie niepokój na widok symbolu koniczynki, przypomnijcie sobie o bananach i soli potasowej pod poduszką. Strach często wynika z niewiedzy.

Artykuł Zabójcze promieniowanie ☢️ pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Po tym incydencie reaktor Tihange 1 wyłączył się automatycznie. Jego stopniowe ponowne uruchomienie zapowiedziano jeszcze we wtorek, jednak wszystko zależeć będzie od wyników analizy przyczyn awarii pompy.

Aby uzupełnić braki energii elektrycznej do zasilenia systemów bezpieczeństwa w elektrowni jądrowej Tihange wykorzystano turboodrzutowe silniki odrzutowe od Boeinga 707.

Awaria reaktora nie stanowi zagrożenia dla ludzi i środowiska, ale nieoczekiwane wstrzymanie reaktora Tihange 1 doprowadziło do gwałtownego wzrostu cen na hurtowym rynku energii elektrycznej, które szczytowo sięgnęły wczoraj nawet 2450 euro za megawatogodzinę.

Ze względu na mroźną pogodę zapotrzebowanie na energię elektryczną w Belgii jest obecnie wysokie, podczas gdy produkcja energii elektrycznej z wiatru i słońca nie była wystarczająca aby zrekompensować ubytek mocy w systemie elektroenergetycznym.

Reaktor Tihange 1 z 1975 roku jest najstarszym z trzech reaktorów położonej nad rzeką Mozą elektrowni jądrowej Tihange. W 2012 zdecydowano o przedłużeniu jego eksploatacji do końca roku 2025 r.

W lutym 2023 r. rząd zwrócił się do Engie z prośbą o zbadanie, czy reaktory Doel 1&2 i Tihange 1 będą mogły działać po ustalonej dacie wyłączenia w 2025 r., z uwagi na obawy dotyczące dostaw energii elektrycznej w latach 2025 i 2026, jednak belgijski organ regulacyjny wykluczył możliwość przedłużenia okresu eksploatacji tych trzech jednostek.

Całkowite odejście od atomu Belgowie zaplanowali na 2035 r.

Źródło: lesoir.be

Artykuł Awaria reaktora jądrowego Tihange 1 w Belgii pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

“Rosyjski, prototypowy reaktor jądrowy o mocy 10 kW. Pochodzi z anulowanego w 2015r. programu kosmicznego. Zbudowany w technologii KRUSTY, “wzorowanej” na rozwiązaniu NASA. Zasilany uranem U-235. Idealne rozwiązanie off-grid zamiast fotowoltaiki! Wewnątrz zapas uranu na 25 lat, przy średniej mocy 4 kW. Pasują standardowe pastylki U-235, stosowane w radzieckich reaktorach typu Sonier. W razie potrzeby mogę załatwić zapas 100 gram na kolejne 25 lat. Instalacja reaktora nie wymaga pozwolenia na budowę. Po instalacji bezobsługowy. Należy zachować ostrożność przy montażu! Odbiór tylko osobisty.”

Artykuł Mikroreaktor jądrowy off-grid 10kW z OLX pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Na początek warto wyjaśnić jak działają elektrownie węglowe, atomowe oraz egzotermalne. W tych wypadkach istnieje turbina napędzana wodą, a ściślej woda, której ciśnienie zależy naturalnie od temperatury. W innych słowach, lecz dosłownie można powiedzieć, iż mamy do czynienia z silnikiem zasilanym termicznie, który z kolei napędza prądnicę, zwaną często generatorem. Prawie to samo zjawisko jest w elektrowniach wodnych, z tą różnicą, że różnica ciśnień wynika z spadku wody wskutek działania grawitacji.

Trzeba wspomnieć iż pojęcie produkcji energii jest nazewnictwem bardziej potocznym niż naukowym, gdyż energii nie można wyprodukować – w całym wszechświecie jest jej niezmiennie stała ilość, jednak można zmieniać jej postać, np. z chemicznej na termiczną, z termicznej na mechaniczną, z mechanicznej na elektryczną (uprzednio energia w postaci wirującego pola magnetycznego). Następnie z pomocą silnika elektrycznego odwracamy proces, gdyż zamieniamy energię elektryczną na mechaniczną, a następnie na wykonaną pracę, która zazwyczaj finalnie w większości kończy się energią termiczną.

Przy praktycznie każdej zmianie postaci energii, mamy do czynienia ze stratami. Nie jest możliwe odzyskanie 100% energii wytworzonej podczas procesu spalania węgla czy jakiegokolwiek innego materiału. Dokładnie tak samo jak jest w przypadku ogrzewania budynków – gdyby ściany, okna i drzwi byłyby idealną izolacja termiczną, to ogrzewanie byłoby potrzebne tylko przez krótką chwilę po otwarciu drzwi. Więc jest dość jasne, że ogrzewanie działa cały czas aby “wyrównać” utraconą energię poprzez ściany i inne elementy budynku. Sprawność (stosunek produkcji do strat) jest łatwiejsza do uzyskania przy większych skalach – paląca się mała kostka węgla oddaje ciepło na wszystkie strony, a gdy tego węgla jest więcej to raz, że potrzeba mniej izolacji termicznej (węgiel w samym środku oddaje ciepło do węgla wkoło), a dwa że z tej samej ilości (liczonej w kilogramach/tonach) łatwiej uzyskać więcej energii wskutek lepszego spalania przy większych temperaturach, co też po części tłumaczy czemu przed jazdą samochodem nie pakujemy węgla pod maskę, tylko stosujemy alternator, który de facto jest zwykłą prądnicą. Skoro mowa o samochodach i silnikach, to ten sposób pozyskania energii elektrycznej stosuje się przy mobilnych potrzebach, w miejscach gdzie z jakichś powodów nie ma linii energetycznych lub jako zasilanie awaryjne np. szpitala.

Obecnie na większą skalę produkcji przeważnie stosuje się węgiel oraz rozpad jądra atomowego jako źródło energii. Odnawialne źródła energii, choć bardziej ekologiczne (pomijając wiatrowe) i ekonomiczne (tym bardziej pomijając wiatrowe) to nie mogą całkowicie wyprzeć bardziej konwencjonalnych sposobów z dość prostych dwóch przyczyn jaką jest stabilność oraz niejednokrotnie tzw. “jakość” energii elektrycznej. Prąd jest potrzebny przez cały dzień, a nie tylko wtedy gdy świeci słońce lub wieje wiatr.

Energię oczywiście można magazynować w akumulatorach elektrochemicznych (jak w samochodzie) czy tym bardziej w postaci wysokich wież, które pompują wodę na szczyt a odbierają energię poprzez spadek tejże wody. Podczas magazynowania energii oraz jej późniejszego odbierania również występują straty. Ten drugi sposób z wieżą jest bardziej efektywny bo generuje znacznie mniej strat niż akumulatory elektrochemiczne, przy których w najlepszym razie, trzeba włożyć 40% więcej energii niż da się później odebrać. Te straty to oczywiście głównie energia termiczna, która oddawana jest do otoczenia czyli innymi słowy do środowiska. Powracając na chwilę do efektywności i ogrzewania, podczas ogrzewania budynków, straty podczas przesyłu energii elektrycznej są większe niżeli podczas przesyłania ogrzanej wody w rurach bezpośrednio do budynków – co doskonale tłumaczy istnienie elektrociepłowni oraz lokalnych kotłowni ogrzewających np. całe osiedle.

Nawet gdyby wykluczyć straty termiczne podczas produkcji z odnawialnych źródeł i magazynowania tej energii, to trzeba pamiętać, że produkcja zarówno paneli słonecznych jak i magazynów energii ma negatywny skutek dla środowiska (np. stosowana chemia podczas budowy/produkcji) oraz również wymaga to włożenia energii. Przykładowo wytworzenie aluminiowej ramy panelu słonecznego wymaga wytopienia rudy, przetransportowania a następnie mechanicznej obróbki. Więc na pierwszy rzut oka elektrownie słoneczne i wiatrowe są darem z niebios, a po bliższym spojrzeniu można to wręcz nazwać teorią… spiskową? Ostatnimi laty efektywność energetyczna, ekonomiczna i ekologiczna paneli słonecznych przeważyła na plus – jednak na korzyści z każdego wyprodukowanego panelu obecnie trzeba czekać wiele lat – niejednokrotnie kilkanaście lat.

Jak już wiemy, elektrownie węglowe oraz atomowe działają poprzez wytwarzanie ciepła i napędzanie turbiny parowej. W obu przypadkach istnieje pełno mitów. Nikomu nie trzeba chyba tłumaczyć, że elektrownie węglowe obok wiatrowych są najmniej ekologiczne i korzystają z nieodnawialnego źródła czyli węgla wydobywanego w kopalniach. Za to, mało kto wie, że prądnice w nich, są chłodzone wodorem, o którym wiadomo że jest bardzo wybuchowy. Mielenie węgla również stwarza ryzyko silnej eksplozji. Jednoznacznie można stwierdzić iż nie-wybuchowość elektrowni węglowych jest jednym wielkim mitem. W obu przypadkach zwarcie elektryczne często ma tragiczne skutki, choć są mniej tragiczne w przypadku dzisiejszych reaktorach atomowych, gdyż nie ma tam materiałów palnych (pomijając pierwsze RBMK), a tym bardziej palnych jak rozpylony i wybuchowy miał węglowy.

Wiele osób powie, że przecież reaktory atomowe wybuchają. Skojarzenie słuszne, gdyż bomby atomowe opierają się na dokładnie tej samej zasadzie, tzn. na rozszczepieniu jądra atomowego. Z jednym małym “ale”. Aby to wyjaśnić krótko i prosto, to trzeba zrozumieć banalną rzecz na jakiej zasadzie działa reaktor. Jądro atomu składa się z neutronu oraz protonu. W niektórych wypadkach jądro jest niestabilne (uran, pluton i wiele innych pierwiastków oraz izotopów), czyli może rozpaść się samoistnie lub można mu nieco “pomóc” poprzez uderzenie go neutronem. Uran, jak i inne pierwiastki wydobywa się z naturalnych zasobów, tak samo jak węgiel z ziemi – choć uran często można spotkać na powierzchni ziemi jak np. w niektórych miejscowościach w Polsce, o czym mało kto wie – wystarczy pojechać, podejść i podnieść kamień, w którym pewna część to różne izotopy uranu. Każdy może bez najmniejszego problemu kupić dozymetr, pojechać i sprawdzić to na własne oczy. Przewiduje się że na Sudetach istnieją jeszcze opłacalne źródła, czyli takie w których jest wystarczająco uranu aby jego wydobycie mogło się zwrócić w sensie zarówno ekonomicznym jak i ekologicznym.

Ten uran leżący w ziemi lub na zwykłej drodze ulega samoistnemu rozpadowi, podczas którego wyrzucane są neutrony inicjujące dalsze rozpady w innych jądrach – oczywiście tylko wtedy gdy ten neutron trafi na niestabilne jądro jakiegoś atomu a nie w jakiś inny minerał w ziemi. To właśnie jest reakcja jądrowa, która występuje w naturze. Jednak to nie powoduje żadnej eksplozji jądrowej, jedynie promieniowanie jonizujące (głównie alfa, beta oraz gamma) oraz ciepło. Przy czym trzeba zauważyć że nie każdy atom uranu jest rozszczepialny, więc nie da się go wykorzystać do pozyskiwania ciepła i tym samym energii elektrycznej. Atomy danego pierwiastka można podzielić na izotopy, czyli atomy, które mają niemal identyczne właściwości, lecz różnią się ilością neutronów w atomie, co dotyczy nie tylko uranu, ale także wody w kranie. Przy czym przy pewnym znaczącym “nadmiarze” neutronów, jądro staje się niestabilne czyli ulega okresowemu rozpadowi samoistnemu lub pod wpływem uderzenia neutronu – jeden neutron więcej i atom w pewnych słowach mówi dość i się rozlatuje, wyrzucając przy tym min. pojedyncze neutrony.

Obecnie w Polsce znacząca większość uranu nie jest w postaci czystej i mało tego, w znaczącej większości to są izotopy stabilne. Tak więc nie będzie z tego ani bomby, ani ciepła do napędzenia turbiny i mało tego nikt nie ogrzeje tym rąk. Większość z tych kamieni ma promieniowanie niewiele większe niż promieniowanie docierające do atmosfery z kosmosu i z innych źródeł (np. potas wszędzie w ziemi czy też świetlówki wypierane przez oświetlenie led). Wydobywanie tego uranu w tym przypadku nie ma uzasadnienia ekonomicznego ani nawet ekologicznego. Co innego w innych krajach gdzie są “lepsze” kamyki, w których jest więcej uranu a w szczególności tego rozszczepialnego. Prawdę powiedziawszy, to wciąż za mało aby choćby dyskutować o budowie elektrowni czy tym bardziej o jakichś bombach…

Skąd więc są elektrownie atomowe? Po wydobyciu takiego uranu z opłacalnych miejsc, jest on proszkowany a następnie poddawany procesowi “wzbogacania”, który brzmi jak jakaś magiczna chemia, ale to nic z tych rzeczy. To ww. wzbogacanie to tak naprawdę w prostych słowach wydłubywanie nierozszczepialnego uranu z tej całej mieszaniny, aby rozszczepialnego izotopu było znacznie więcej. Ten proces w praktyce jest bardzo czasochłonny i bardzo kosztowny. To odsiewanie ziarna od plew nie jest wykonywane do 100% tylko do zaledwie paru procent (z 0,7% do 3,3%) właściwego izotopu, gdyż tyle właśnie trzeba. I tu można dopiero mówić o tym czym się różni reaktor atomowy od bomby atomowej.

Reaktor atomowy do celów energetycznych lub naukowo-medycznych (vide reakor Maria i inne) potrzebuje uran wzbogacony w granicach około 2-4%. Aby (choćby teoretycznie) mogło dojść do eksplozji jądrowej, potrzebny jest uran wzbogacony co najmniej aż do 20% oraz pluton, którego nie znajdziemy w żadnym reaktorze – pomijając nieliczne przypadki reaktorów wojskowych służące do produkcji plutonu, ale to temat na inny artykuł.

Jak widać, reaktor atomowy to nie tyle dzieło człowieka, co dosłownie naturalna reakcja – najzwyczajniej w świecie, można spotkać naturalne reaktory atomowe znajdujące się w ziemi i żaden fizyk jądrowy się tym nie przejmuje, gdyż wie że są całkowicie niegroźne, o ile ktoś nie będzie próbował dosłownie zjeść tego uranu, lub go sproszkować i wciągnąć nosem… W obu przypadkach mogło by to zaszkodzić dla zdrowia takiej osoby.

Ktoś powie że przecież uran to promieniowanie, a promieniowanie jest niebezpieczne bo może zabić albo mogą wyrosnąć komuś rogi, albo trzecia ręka – choć to ostatnie było by wręcz czasem przydatne. Równie dobrze można powiedzieć że zapałki, zapalniczki, kuchenki gazowe czy np. samochody są niebezpieczne. Wszystkie powyższe rzeczy są niebezpieczne w nieodpowiednich rękach. I zarazem mogą być bardzo cenne i przydatne gdy są umiejętnie wykorzystane. Na kuchence gazowej można zarówno ugotować obiad, jak i wysadzić cały budynek, o ile ktoś niechybnie zapomni zakręcić zawór na dość długi czas. Tak samo samochodem można dojechać do pracy albo zawieść chorą osobę do szpitala, jak i można nim wjechać w coś lub co gorsza w kogoś…

Odpowiednio wyszkolony mechanik jest dosłownie naukowcem, który wykonuje pomiary i obliczenia matematyczne, tak samo jak fizyk jądrowy czy np. elektryk. Przy czym dyplom mechanika lub uprawnienia elektryka można (nielegalnie – co stanowczo odradzam) kupić, ale uprawnienia inspektora dozoru jądrowego zdobyć jest niezwykle trudno i nie wystarczy tu sama tylko wiedza. Elektryk może mieć woltomierz, próbnik i rękawice dielektryczne, a fizyk jądrowy dozymetr, odpowiednie przystosowane pomieszczenia z ołowianymi ścianami, czy nawet specjalny kombinezon zawierający ołów, co osobiście mogłem na własne oczy zobaczyć – mało tego w w tym właśnie miejscu promieniowanie było na tyle niskie oraz rzadko występujące, że osoby pracujące tam przez lata nie korzystają nawet z tych kombinezonów.

W tym miejscu wiele osób zacznie krzyczeć, że przecież reaktor w Czarnobylu wybuchł i promieniowanie zabiło wiele osób. To pierwsze jest jednym wielkim mitem powtarzanym od ponad trzech dekad. Ten reaktor nie eksplodował i mało tego wciąż się znajduje w tym samym miejscu i wciąż w nim zachodzi (poniekąd naturalna) reakcja jądrowa. To co wybuchło to chłodzenie tego reaktora wskutek nadmiernej temperatury oraz dwóch reakcji chemicznych, co wtedy było tak bardzo nieprawdopodobne że nie było brane pod uwagę, oraz kilka innych istotnych szczegółów jego budowy było ukrywane w tak bardzo ścisłej tajemnicy, że nikt z pracowników tej elektrowni o tym nie wiedział – wliczając w to samych operatorów w sterowni reaktora, którzy byli zaznajomieni z (zafałszowaną) dokumentacją.

Tak więc czy są one bezpieczne czy nie? Należy zauważyć że w Czarnobylu mieliśmy do czynienia z reaktorem RBMK a nie reaktorem wodnym (PWR, WWR i inne). Znów można wykorzystać analogię kuchenki gazowej. Sprawna nowoczesna kuchenka gazowa w obecności osoby dbającej o bezpieczeństwo jest całkowicie niegroźna. Nawet jak dana osoba udając się do ubikacji, pozostawi zapalony palnik kuchenki i przeciąg spowoduje jej zgaszenie, to blaszka bimetalowa ostygnie i odetnie gaz uniemożliwiając tym samym ulatnianie i gromadzenie się gazu. Najłatwiej to zauważyć w kuchenkach, w których po zapłonie trzeba przez kilka sekund trzymać wciśnięty zawór aby bimetal zdążył się nagrzać i nie odciął przedwcześnie dopływu gazu.

Dziś już nie budowane, lecz wciąż działające reaktory RBMK charakteryzowały się dodatnią reaktywnością (dodatnie sprzężenie zwrotne) w przeciwieństwie do niemal wszystkich innych (dziś to definitywnie wszystkich), które miały ujemną reaktywność (ujemne sprzężenie zwrotne). W prostych słowach i również porównując do kuchenki gazowej można wyobrazić sobie dwie kuchenki. Jedna ma ujemne sprzężenie zwrotne – ulatnianie się choćby odrobinki gazu powoduje zamknięcie zaworu jak to w tych najnowszych. Druga (teoretyczna) kuchenka ma silne dodatnie sprzężenie zwrotne, czyli ulotnienie się małej ilości gazu automatycznie powoduje ulotnienie się dużo większej ilości, która z kolei powoduje jeszcze większe ulatnianie się tak w kółko.

Reaktory atomowe wodne posiadają dość silne ujemne sprzężenie zwrotne, które powoduje automatyczną samoistną autoregulację – chwilowe zwiększenie mocy i przez to temperatury od razu powoduje jej zmniejszenie. W takich właśnie reaktorach przegrzanie się rdzenia reaktora graniczy wręcz z niemożliwością. Od kilku dekad istnienia reaktorów wodnych (w sensie PWR i podobne konstrukcje), tylko jeden uległ nie tyle przegrzaniu co stopieniu się rdzenia, tak samo (czytaj: podobnie) jak RBMK w Czarnobylu, a mimo tego prawie nikt o tym nie słyszał. Tak samo reaktor po stopieniu się stał się bezużyteczny, z tą małą różnicą że nie było ani eksplozji ani wydostania się materiału rozszczepialnego na zewnątrz. Podczas gdy powstawały fundamenty pod budynek reaktora w Czarnobylu, to wszędzie za granicą były już reaktory wodne umieszczone w tzw. obudowie bezpieczeństwa oraz z dodatkowymi automatycznymi zabezpieczeniami, których nie da się jakkolwiek wyłączyć w przeciwieństwie do RBMK.

Z pewnością wiele osób będzie krzyczeć, lub już krzyczy, że reaktor to promieniowanie, a promieniowanie to śmierć! Owszem – dokładnie tak samo jak woda. Szklanka wody raczej nikogo nie zabije, ale powódź już prędzej. Nie liczy się to czy jest czy nie, tylko ilość oraz czas. Jak mawiają pracownicy medyczni: wszystko jest lekarstwem i wszystko jest trucizną – dawka decyduje o tym czy coś jest lekiem czy zabójczą trucizną.

Kolejny mit, jest taki że w Polsce nie ma i nigdy nie było żadnego reaktora atomowego. Wręcz przeciwnie, było ich kilka, a jeden wciąż funkcjonuje i jest stosowany głównie do produkcji leków w tzw. medycynie nuklearnej, która ratuje życie ludzkie. Ten sam reaktor jest doskonałym dowodem dla wcześniejszego akapitu, gdyż można go zwiedzać nawet gdy jest włączony i bez najmniejszego problemu można stać tuż nad wodą, w której się on znajduje i zarazem jest włączony. W razie gdyby ktoś chciał przeskoczyć przez barierkę albo się nadmiernie wychylić i utopić, to na ten wypadek od wielu lat tuż nad taflą wody znajduje się koło ratunkowe. Co innego gdyby ktoś chciał zanurkować i objąć reaktor, to godzina takiego nurkowania mogła by być szkodliwa – o ile ktoś ma na tyle tlenu w płucach albo w butli.

Kolejny mit w tym temacie jest taki że w Polsce nie ma nigdzie żadnego promieniowania. Wręcz przeciwnie jest, tak samo jak wszędzie indziej na ziemi. Z tym małym ale że jest ono co najmniej kilkanaście razy mniejsze niż wartość, przy której można się choćby zastanawiać o negatywnym wpływie na zdrowie. Znacząca większość źródeł medycznych twierdzi że niewielkie promieniowanie jest zdrowsze niż jego całkowity brak – aby to wyjaśnić, należałoby wytłumaczyć w jaki sposób działa DNA oraz mechanizmy naprawcze tego kodu genetycznego wewnątrz komórek, co wykracza poza niniejszy temat.

Żeby nie być gołosłownym, to najlepiej samemu zainwestować w dozymetr i osobiście sprawdzić. W zdecydowanej większości miejsc w Polsce poziom promieniowania nie przekracza 0.1uSv/h, przy czym norma jest przesadnie niska, gdyż wynosi dokładnie 0.3uSv/h. Wspomniane złoża uranu w Polsce, jeśli dobrze poszukać i się nieco wysilić o można znaleźć kamyki, które “świecą” promieniowaniem rzędu 1-2uSv/h. Istnieją miejscowości, w których naturalne promieniowanie promieniowanie wynosi ponad 10uSv/h a zarazem zachorowalność na raka nie jest tam wyższa niż w innych miejscach. Na chwilę obecną tuż pod budynkiem feralnego reaktora nr. 4 w Czarnobylu można zmierzyć 3-4uSv. Wycieczki do tego miejsca są organizowane niemal codziennie i osoby z podstawową wiedzą, są świadome że (obecnie) można tam przebywać długimi godzinami. Co innego w samym pomieszczeniu reaktora i jego sterowni. Z wiadomych względów to ostatnie można zwiedzić przez maksymalnie kilka minut, aby dawka wciąż była lekarstwem a nie trucizną. Osobiście przed laty miałem do czynienia z promieniowaniem znacznie przekraczającym 100uSv/h przez niecałą dobę i niestety trzecia ręka mi nie urosła.

Co z przechowywaniem paliwa jądrowego, zwłaszcza tego zużytego? Tym razem to jest pół-mit pół-prawda. Podczas transportu uranu, zdarzały się niedopatrzenia wskutek czego zdarzyło się że kilka osób zostało niebezpiecznie bardzo napromieniowanych co definitywnie było w tym wypadku szkodliwe dla zdrowia. W kwestii przechowywania, nie są one pakowane do pudełek tekturowych jak np. laptop czy telefon komórkowy, tylko do specjalnych pojemników obliczonych na wytrzymałość ponad 100 lat i jeszcze dla pewności, są one umieszczane głęboko w ziemi. Przy czym wymiana paliwa wbrew pozorom nie następuje często, a w niektórych reaktorach to nawet nigdy.

Innym dość istotnym mitem dotyczącym elektrowni, choć nie do końca w temacie, jest wyłączenie zasilanie miasta lub całego kraju poprzez awarię jednej elektrowni, jak to miało miejsce podczas pisania tego artykułu. Elektrownie, niezależnie od ich zasady działania, są podłączone równolegle do tej samej sieci. W normalnej sytuacji system energetyczny jest zrównoważony, czyli elektrownie produkują tyle energii jakie jest zapotrzebowanie w danej chwili. Działa to podobnie jak kilka baterii i kilka żarówek połączonych równolegle – awaria lub odłączenie jednej z nich, nie powoduje utraty zasilania i żarówki dalej świecą. Sieci elektroenergetyczne w Polsce są stale połączone z sąsiednimi państwami, więc jeśli elektrownie chwilowo nie mają dostatecznie dużo mocy, to brakująca energia jest “importowana”. Działa to również w drugą stronę. Oczywiście bardziej się opłaca eksportować energię, jednak impedancja linii oraz transformatorów (czasem przekładników) powoduje, że nie można “ot tak” zwiększać do woli wyprodukowanej ilości energii, gdyż spowoduje to nadmierne podniesienie napięcia w sieci, co automatycznie spowoduje liczne awarie, a nawet pożary, gdyż (w dużym uproszczeniu) moc jest proporcjonalna liniowo od kwadratu napięcia.

Zarówno elektrownia węglowa jak i atomowa mają swoje zalety jak i wady. Kominy w elektrowniach węglowych zawierają obecnie lepsze filtry, jednak wciąż ilość dwutlenku węgla oddawanego do środowiska jest gigantyczna, czego nie można powiedzieć o elektrowniach atomowych. Dzisiaj projektowane i budowanie reaktory atomowe można uznać za bezpieczne, gdyż ryzyko awarii jest niezwykle małe, a gdy już do niej dojdzie, to ww. obudowa bezpieczeństwa uniemożliwia oddanie promieniotwórczych pierwiastków do atmosfery. Ponadto uznaje się je za bardziej ekonomiczne i ekologiczne, wskutek tańszej produkcji energii elektrycznej i braku wydzielanego dwutlenku węgla do atmosfery.

Artykuł Elektrownie węglowe i atomowe. Fakty i mity. pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

1. Odprowadza ciepło
2. Chroni przed promieniowaniem neutronowym
3. Jest moderatorem neutronów (tzn. spowalnia je do takiej prędkości, aby były w stanie rozszczepić kolejne atomy uranu)

Źródło: Zielony Atom

Artykuł Dlaczego reaktor Maria jest wyposażony w koło ratunkowe? pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Artykuł Chłodzić reaktor! pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

W międzynarodowej ekipie, która robi rozdzielnice pod systemy wentylacyjne niwelujące promieniowanie (21 narodowości) pracuje też 6 elektryków z Polski wyposażonych w dozymetry.

Pomiary dozymetryczne w sarkofagu, pod turbinami i wokół reaktora:

Większość systemów znajduje się w szarej strefie.

A tak wyglądało to 3 lata temu, przed nasunięcie kopuły:

Artykuł Reaktor nr 4 elektrowni w Czarnobylu pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.