Portal Spraw Zagranicznych psz.pl

Dla zapewnienia łatwości i wygody odbioru przekazywanych informacji serwis ten korzysta z technologii plików cookies. Jeśli chcesz zrezygnować z korzyści, które dają Ci pliki cookies, możesz to zrobić, zmieniając ustawienia swojej przeglądarki. Korzystanie z naszej strony bez zmian ustawień plików cookies oznacza, że będą one zapisane przez Twoją przeglądarkę. Więcej informacji znajdziesz w naszej Polityce Cookies .

Akceptuję
Back Jesteś tutaj: Home Opinie Energia Energetyka jądrowa się opłaci - wywiad z doc. Andrzejem Strupczewskim

Energetyka jądrowa się opłaci - wywiad z doc. Andrzejem Strupczewskim

08 kwiecień 2010
A A A

"Chcę, żeby moje wnuki i prawnuki miały czystą i tanią energię elektryczną. Energię, która w połowie XXI w. będzie ważniejsza dla niepodległości i dobrobytu narodu niż armaty i samoloty. Taką energię, tanią, niezawodną i czystą, może nam zapewnić energetyka jądrowa”

W 2009 roku 15% światowej produkcji energii elektrycznej pochodziło z elektrowni jądrowych. We Francji jest to nawet ponad 75%. W Polsce nie ma jeszcze energetyki jądrowej, ale rozpoczyna się poważna dyskusja na ten temat.

Przeciwnicy podkreślają jakoby nieopłacalność siłowni jądrowych, jakoby kurczące się zasoby uranu a przede wszystkim potencjalne niebezpieczeństwo. Po jedynej, ale groźnej katastrofie elektrowni w Czarnobylu, dziesiątki lat bezpiecznej, ekonomicznej i korzystnej dla środowiska pracy setek reaktorów jakby poszło w niepamięć.

ImageDziś wiadomo, że wypadek ten był spowodowany szeroko rozumianym brakiem kultury bezpieczeństwa w Związku Radzieckim. „Czarnobyl był reaktorem, w którym moc mogła w czasie awarii samoczynnie rosnąć i wzrosła 1000 razy, natomiast we wszystkich elektrowniach, które są budowane na świecie, moc w razie awarii będzie malała. Elektrownia może się wyłączyć, wiec awaria czarnobylska jest niemożliwa” – przypomina od lat doc. Andrzej Strupczewski, jeden z najwybitniejszych ekspertów energetyki jądrowej, wiodący ekspert od bezpieczeństwa jądrowego Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej w Wiedniu i Komisji Europejskiej w Brukseli, obecnie Przewodniczący Komisji Bezpieczeństwa Jądrowego Instytutu Energii Atomowej POLATOM w Świerku.

W książce „Nie bójmy się energetyki jądrowej” doc. Andrzej Strupczewski napisał, że jak w Polsce uruchomimy pierwszą elektrownię jądrową nie będzie już czynny zawodowo. „Ale chcę, żeby moje wnuki i prawnuki miały czystą i tanią energię elektryczną. Energię, która w połowie XXI w. będzie ważniejsza dla niepodległości i dobrobytu narodu niż armaty i samoloty. Taką energię, tanią, niezawodną i czystą, może nam zapewnić energetyka jądrowa”.

Czy zatem powinniśmy się bać energetyki jądrowej? Zapytaliśmy o to doc. Strupczewskiego. Rozmowę przeprowadziliśmy wspólnie zwiedzając czynny, pierwszy całkowicie polski reaktor Maria w Świerku, oddany do użytku w 1974.

Hubert Niewiadomski, Paweł Fajkowski: Jakie są polskie doświadczenia w zakresie budowy i eksploatacji reaktorów jądrowych?

Doc. dr inż. Andrzej Strupczewski: W Instytucie Energii Atomowej w Świerku zbudowaliśmy łącznie 6 reaktorów i zestawów krytycznych o różnych mocach: od mocy zerowej, poprzez 100 kW, 10 MW (reaktor Ewa) do 30 MW (reaktor Maria). Reaktor Maria, który jest jednym za największych reaktorów badawczych na świecie, został całkowicie zaprojektowany i wykonany w Polsce – jest dzieckiem polskich inżynierów i polskich zakładów produkcyjnych. Za granicą zakupiono zasadniczo tylko paliwo, grafit i beryl, których w Polsce się nie produkuje. Projekt, analizy bezpieczeństwa, analizy stanów przejściowych, fizyka rdzenia, montaż – są dziełem Polaków. Jesteśmy z niego dumni: reaktor pracuje bez problemów od roku 1974, jest w stanie doskonałym i nie zanosi się na jego wyłączenie lub przerwę w pracy. Produkuje radioizotopy dla polskiego przemysłu i dla polskiej medycyny (zaopatrujemy wszystkie polskie szpitale), a także na eksport. W lutym 2010 r. rozpoczął produkcję molibdenu, cennego izotopu dla diagnostyki medycznej, potrzebnego dziesiątkom tysięcy chorych na całym świecie.

Zużyte (nieaktywne) radioizotopy składowane są od 50 lat w Krajowym Składowisku Odpadów Promieniotwórczych w Różanie, położonym na północny wschód od Warszawy. Systematycznie prowadzone kontrole przez urzędy dozoru radiologicznego jednoznacznie potwierdzają brak jakichkolwiek skażeń powietrza, wody czy gleby. Badania zdrowia ludności w zakresie przede wszystkim zachorowalności na nowotwory wykazują, że Różana jest drugim najzdrowszym miejscem w Polsce. Także wokół samego intensywnie eksploatowanego reaktora Maria nie ma śladów najmniejszych skażeń.  

W Świerku znajduje się także Laboratorium Badań Materiałowych, posiadające najwyższej klasy atesty, w którym znajdują się komory do badania materiałów napromieniowanych neutronami w reaktorze.

Jakie są cele działalności Instytutu Energii Atomowej w Świerku?

Można wyodrębnić trzy podstawowe obszary naszej działalności. Poza wspomnianą produkcją radioizotopów, w reaktorze Maria prowadzone są doświadczenia fizyczne dotyczące promieniowania. Dookoła reaktora znajdują się stanowiska, do których wyprowadzane są z wnętrza reaktora wiązki neutronów i promieni gamma. Z użyciem reaktora prowadzone są także badania urządzeń i materiałów dla energetyki jądrowej, co jest jednym z podstawowych zastosowań reaktorów badawczych.

Reaktory badawcze cechują się dużo wyższymi strumieniami neutronów niż elektrownie jądrowe. W związku z tym, chcąc wiedzieć jak zachowa się stal zbiornika reaktora w elektrowni jądrowej po 60 latach, wystarczy ją umieścić w reaktorze badawczym na 6 miesięcy, by otrzymała identyczną dawkę promieniowania jądrowego. Pozwala to na ogromne przyspieszenie badań materiałowych dla energetyki jądrowej.

Jakie są niebezpieczeństwa związane z reaktorem Maria? Jakie jest ryzyko wybuchu?

W reaktorze Maria ryzyko jest niezwykle małe. Jest to po pierwsze reaktor zbudowany w obudowie bezpieczeństwa, podobnej jak w elektrowniach jądrowych. Dodatkowo woda w naszym reaktorze ma temperaturę tylko 110 st. C na wyjściu z rdzenia. Nawet w razie pęknięcia rurociągu, tylko niewielka cześć tej wody zamieni się w parę. Dodatkowo w samym budynku reaktora rurociągi prowadzone są pod powierzchnią wody na głębokości 9 m, tym samym nawet w razie awarii para wodna natychmiast się skropli nie stwarzając żadnego zagrożenia dla środowiska zewnętrznego. Także zużyte paliwo jądrowe, mimo iż jest o wiele bardziej wzbogacone, napromieniowane i aktywne niż w elektrowniach jądrowych, nie stanowi żadnego zagrożenia, gdyż jest przechowywane pod wodą w szczelnie zamkniętych kasetach.

Czy Polska potrzebuje energetyki jądrowej? Czy energetyka jądrowa jest opłacalna, zwłaszcza kiedy Polska ma bardzo duże zasoby węgla? Jakie są koszty elektrowni jądrowej w porównaniu do węglowej?

Korea ostatnio sprzedała Emiratom Arabskim elektrownię jądrową (4 bloki po 1400 MWe) za 20 mld USD, co daje cenę 2,5 mln Euro za 1 MWe wytwarzanej mocy elektrycznej. Jest to nieco więcej niż dla elektrowni węglowej (1,5 – 1,8 mln za 1 MWe), ale paliwo dla elektrowni jądrowej jest wielokrotnie tańsze niż dla elektrowni węglowej. W przypadku 1 GWe elektrowni jądrowej roczny koszt paliwa wynosi ok. 44 mln Euro. Dodatkowo rocznie należy wydać ok. 10 mln Euro na gospodarkę odpadami radioaktywnymi i na likwidację elektrowni w przyszłości. Łącznie jest to 55-56 mln Euro rocznie. W przypadku elektrowni węglowej o takiej samej mocy, za węgiel musimy zapłacić ok. 160 mln Euro (trzy razy więcej) oraz dodatkowo obecnie dochodzą opłaty za emisję CO2 (250 mln) – razem 400 mln Euro. W związku z tym większe nakłady inwestycyjne energetyki jądrowej zwracają się po kilku latach.

Czy jest jednak sens inwestować w energetykę jądrową, kiedy słyszy się pogłoski, jakoby uranu już zaczynało brakować. Jak wyglądają światowe zasoby uranu?

Zacznę nieco od końca. Po pewnych „alarmujących” publikacjach sprawa ta była niedawno bardzo szczegółowo analizowana przez ekspertów jądrowych Parlamentu Europejskiego. Po zakończeniu analiz, 24 października 2007 roku, Parlament Europejski opublikował rezolucję, w której podkreślał, że energetyka jądrowa jest największym źródłem energii elektrycznej o niskiej emisji CO2 ze wszystkich znanych źródeł energii. Rezolucja podkreślała także, że bezpieczeństwo energetyki jądrowej ciągle wzrasta, że jest ona opłacalna ekonomicznie. Co do złóż uranu, Parlament zaznaczył, że przy obecnej technologii, obecne zasoby uranu wystarczą na 200 lat, zaś po wdrożeniu nowoczesnych powielających technologii – na dziesiątki tysięcy lat.

Opłacalność ekonomiczną danego złoża uranu ocenia się nakładem energetycznym potrzebnym do jego wydobycia. Czy to z rozbieżnych ocen kosztowności energetycznej eksploatacji złoża biorą się kontrowersje, co do dostępnych zasobów uranu?

Dokładnie tak. Jak złoże jest uboższe to trzeba oczywiście włożyć więcej energii, aby uran wydobyć. Pytanie tylko jak bardzo wzrasta cena uranu dla uboższych złóż. Zieloni zatrudnili Panów Storm van Leeuwena i Philipa Smitha, którzy znacząco te koszty zawyżyli wykazując, że eksploatacja uboższych złóż jest nieopłacalna. Gdyby tak rzeczywiście było, energetyka jądrowa była by rzeczywiście bez sensu w przyszłości. Ich raport dotarł do mnie ponad 2 lata temu podczas sympozjum w Szwajcarii. Bardzo mnie zaniepokoił, rozpocząłem studia na ten temat. Przeczytałem prace przeciwników energetyki jądrowej, które pod względem edytorskim są imponujące. Są ślicznie wydane, z pięknymi rysunkami, przekonywujące, jasno napisane. Muszę powiedzieć, że jak niewielu rzeczy w życiu zazdroszczę ludziom, to zazdroszczę naszym zielonym przeciwnikom, że potrafią tak przekonująco mówić. Jak przeczytałem te artykuły – byłem zdruzgotany.

Nie ma uranu. Nie będzie. Po co spędziłem pół życia by budować elektrownie jądrowe? Po chwili zacząłem jednak patrzeć na szczegóły i okazało się, że przeciwnicy oparli swoje wywody na starych danych z USA z lat ’70, nie uwzględniając postępu technologicznego. Po drugie uprościli wzory matematyczne, co prowadziło do znacznie zawyżonej energochłonności eksploatacji złoża, wprowadzając tym samym do analizy błąd bardzo gruby. M.in. na podstawie tych analiz stwierdzili, że fizycznie niemożliwe jest uzyskanie dodatniego bilansu energetycznego z rudy uranowej, która zawiera mniej niż 0.013% tlenku uranu. Podając, że jest to jakoby prawo natury równie pewne jak prawo ciążenia, uzyskali wielki rozgłos i dużą liczbę cytowań. Zacząłem sprawdzać, jaką ilość energii rzeczywiście potrzeba dla eksploatacji takiej rudy. Sprawdziłem m.in. bilans energetyczny dla rudy o zawartości 0.0126%, czyli gorszej niż próg podany przez Leeuwena i Smitha. Jest to ruda z kopalni Trekoppie w Namibii w Afryce. Okazało się, że kopalnia Trekoppie rozpoczęła pracę w roku ubiegłym, jest jedną z większych kopalni na świecie, przynosi duże zyski, a ruda jest z powodzeniem opłacalnie eksploatowana. Kiedy zrobiłem bilans energetyczny, okazało się, że uzyskuje się z tej rudy ok. 100 razy więcej energii niż potrzeba do jej wydobycia. Sprawdziłem również inne kopalnie. Np. dla innej kopalni w Namibii okazuje się, że ilość energii potrzebna do wydobycia uranu, szacowana na podstawie wzoru Panów Storm van Leeuwena i Philipa Smitha, przewyższa 3 krotnie całą energię, nie tylko elektryczną, zużywaną przez Namibię, co łatwo sprawdzić i co jest oczywistym absurdem. Widać, że z rudy ubogiej jednak można wydobywać uran i nie ma się czym przejmować.
Polska ma, nawiasem mówiąc, spore zasoby uranu wyrzucane choćby na hałdy przy wydobyciu miedzi. Wystarczyłoby ich na zaopatrzenie 10 reaktorów gigawatowych. Uran jest jednak tak tani na rynkach światowych, że się to obecnie nie opłaca.

W budynku reaktora

Z początku udaliśmy się do pełnowymiarowej makiety reaktora, która służy do testowania rozwiązań mechanicznych oraz do szkolenia personelu. Dzięki temu interwencje w reaktorze mogą być wcześniej przećwiczone i szczegółowo zaplanowane, tak by całkowicie uniknąć niespodziewanych sytuacji.  

Zwiedziliśmy salę kontroli reaktora, w której znajdują się dziesiątki mierników, przełączników, paneli kontrolnych i ekranów. Sterowanie reaktorem nie jest trudne, ale trzeba się tego kilka lat uczyć – żartowali pracownicy instytutu. Kontrola reaktora, mimo iż bezpieczna i unormowana procedurami postępowania, może dostarczyć dreszczyk emocji, gdy się pomyśli, jaką moc ma się pod kontrolą – powiedział jeden z operatorów. Redundantne systemy pomiarowe i zwielokrotnione instalacje bezpieczeństwa zapewniają pełną kontrolę nad reaktorem nawet w razie awarii któregokolwiek z podzespołów. Awarie urządzeń zawsze się zdarzają, także w instalacjach jądrowych. Tylko trzeba być na nie dobrze przygotowanym pod względem technicznym i proceduralnym, bo to zapewnia tak wysoki poziom bezpieczeństwa – mówili pracownicy.

Po przejściu śluzy zamykanej przez kilkutonowe drzwi, jak w schronach przeciwatomowych, znaleźliśmy się w hali reaktora na brzegu basenu wodnego skrywającego serce instytutu. Na barierce wokół basenu z wodą wisi koło ratunkowe – by się ktoś, zupełnie konwencjonalnie, w reaktorze nie utopił.

Maria wygląda jak wielkie akwarium z rdzeniem reaktora na dnie. Przed oczami plątanina rur chłodzących elementy paliwowe. Woda, która jest tu i chłodziwem, i spowalniaczem, opływa rdzeń reaktora oraz basen ze składowanym zużytym paliwem.

Doc. Strupczewski był kierownikiem rozruchu reaktora Maria:

Reaktor został wykonany bardzo precyzyjnie, mimo swoich dużych rozmiarów z tolerancją jedynie 0,1 mm. Woda podobno jest bardzo czysta, można się w niej teoretycznie wykąpać a nawet się jej napić, czego nikt oczywiście nie robi. Do hali reaktora nie przedostają się żadne odpady promieniotwórcze. Nigdy żadnych skażeń poza reaktorem  nie było – zapewnił z pewną dumą doc. Strupczewski. Zapewnia to system filtrów i odpowiednia cyrkulacja wody w basenie i powietrza przy powierzchni wody. Dodatkowo zapewnia to szczelna obudowa bezpieczeństwa ze zbrojonego betonu.

Reaktor Maria jest zanurzony na głębokości 9 metrów pod wodą. Taka warstwa wody całkowicie pochłania wszelkie promieniowanie jądrowe, tak, że podczas pracy można do reaktora podejść i na niego popatrzeć. W koszu reaktora, w kanałach paliwowych chłodzonych wodą, znajduje się uran, który rozszczepiając się emituje energię i neutrony, które następnie, po wyhamowaniu w warstwie moderatora berylowego i grafitowego, mogą rozszczepiać kolejne jądra uranu. Tempo reakcji, a zatem moc reaktora, jest regulowana położeniem prętów kontrolnych wprowadzonych od góry do reaktora. Po ich wprowadzeniu neutrony są w nich zatrzymywane i nie powodują dalszych rozszczepień jąder uranu. Część prętów to tzw. pręty bezpieczeństwa, które podczas pracy reaktora są przytrzymywane w górze za pomocą elektromagnesów. Wyłączenie zasilania na skutek jakiejkolwiek awarii spowoduje ich natychmiastowe automatyczne grawitacyjne opadnięcie i wyłączenie reaktora. Tym samym siła ciążenia, która zawsze działa na Ziemi, jest niezawodnym elementem systemu bezpieczeństwa. Dzięki temu reaktor nie może też się samoczynnie uruchomić.

{mosimage}Co ciekawe, przygotowane do włożenia do reaktora świeże pręty paliwowe są całkowicie bezpieczne dla człowieka. Można ich nie tylko dotknąć, ale się nawet do nich nawet przytulić „jak do ukochanej” – żartował doc. Strupczewski i się rzeczywiście do uranu przytulił, co widać na zdjęciu.

W rdzeniu reaktora umieszczone są kanały badawcze, przez które można wprowadzać do środka próbki do napromieniowania. Konstrukcja reaktora umożliwia także testowanie dużych elementów – np. fragmentów obudowy czy próbek paliwa dla reaktora energetycznego. W szczególności w Świerku przygotowywano instalację do badania przebiegu hipotetycznej awarii w elektrowni jądrowej w Żarnowcu, której w końcu nie wybudowano. W hali reaktora znajdują się także hermetyczne komory „gorące” z manipulatorem na zewnątrz i chwytakami wewnątrz. Wprowadza się do nich izotopy gdy jeszcze silnie promieniują, tak że wydziela się z nich ciepło.Tam przygotowuje się wyjęte z reaktora materiały promieniotwórcze dla odbiorców, w tym radioizotopy dla szpitali – służące choćby do terapii nowotworów.

Paliwo wypalone w rdzeniu jest przenoszone przez śluzę do basenu przechowawczego, gdzie następnie pozostaje na kilka lat na głębokości 4 m, aż wydzielana w nim energia z rozpadających się produktów rozszczepienia uranu zmaleje na tyle, by przenieść je na składowisko odpadów. „Znajdujące się przed Państwa oczami wypalone paliwo jądrowe jest najstraszniejszym odpadem jądrowym, jaki można sobie wyobrazić” – powiedział doc. Strupczewski, gdy znaleźliśmy się u brzegu basenu z wypalonym paliwem. W reaktorze jądrowym Maria gęstość mocy jest wielokrotnie większa niż w jakimkolwiek reaktorze energetycznym. Mimo to wystarczą jedynie 4 m wody (lub 2,5 m ziemi) by nas całkowicie zabezpieczyć przed promieniowaniem.  

Dlaczego w takim razie przechowujemy paliwo kilkaset metrów pod ziemią?

Tak naprawdę nie boimy się bezpośredniego promieniowania od paliwa, ale boimy się, że odpady radioaktywne o najdłuższym okresie przechowywania ulegną rozpuszczeniu w wodzie, która z czasem może stać się wodą pitną. W ten sposób odpady promieniotwórcze mogłyby wniknąć do naszych organizmów i od środka wyrządzić wielkie szkody zdrowotne oddziałując bezpośrednio na tkanki.

{mosimage}Oczywiście jest to sytuacja niedopuszczalna i skutecznie jej przeciwdziałamy. Po pierwsze, przed składowaniem odpady są zalewane szkłem, które jest szczelne i bardzo trudno rozpuszczalne przez wodę. Po drugie, zeszklone bloki zamykamy w pojemniki ze m.in. stali nierdzewnej i miedzi, otaczamy je betonem i następnie warstwą bentonitu – materiału o dużej zdolności chłonięcia wody i efektywnie zatrzymującego zanieczyszczenia. Tak zabezpieczone odpady wkładamy do otworu w skale. Takie zabezpieczenia zapewniają szczelność na od tysiąca do 10 tys. lat. Jeśli po tysiącu lat prądy podziemne spowodują rozpuszczenie obudowy kasety z odpadami, część odpadów może przeniknąć do wody. Dyfuzja pionowa wody jest jednak bardzo mała. Dzięki temu, że odpady znajdują się na głębokości 600-800 m, woda z tej głębokości może przedostać się na powierzchnie dopiero po 100.000 lat. Czyli dodatkowo do szczelnego zamknięcia odpadów wykorzystujemy zabezpieczenie geologiczne.

Jak ustala się opisane przez Pana procedury bezpieczeństwa?

Przemysł jądrowy kieruje się zasadą As Low As Reasonably Achievable – zmniejszamy promieniowanie jak tylko można to rozsądnie osiągnąć. Każde działanie jest sprawdzane pod kątem czy można zmniejszyć dawkę promieniowania, nawet jak nie ma to znaczenia zdrowotnego. Podobnie jak wielu naukowców, osobiście uważam, że małe dawki są nieszkodliwe, ale niezależnie od tego staram się dawki obniżać. Wszelkie dopuszczalne dawki zatwierdza Urząd Dozoru Jądrowego. Przed jakimikolwiek pracami potencjalnie zagrażającymi napromieniowaniem ludzi, składany jest do urzędu raport, który opisuje wszystkie możliwe skutki dla każdej hipotetycznej sytuacji, z uwzględnieniem nawet działań sabotażowych. Dopiero po sprawdzeniu raportu przez inspektorów dozoru jądrowego, co trwa 2-3 lata, gdyż jest to żmudny, czasochłonny proces, możemy przystąpić do prac, które również są kontrolowane przez inspektorów dozoru jądrowego, i które także kończą się raportem.

Pan Doktor jest światowej klasy ekspertem od spraw bezpieczeństwa energetyki jądrowej, który brał udział w kilkudziesięciu misjach oceniających bezpieczeństwo instalacji jądrowych. Jak Pan, przez pryzmat swojego doświadczenia, ocenia katastrofę w Czarnobylu?

Rosjanie budowali reaktory dwóch typów. Jeden to był WWER (wodno-wodny energetyczny reaktor), w którym woda służyła i jako moderator i jako odbiornik ciepła. Jest to reaktor praktycznie taki sam jak reaktor PWR produkowany obecnie przez Francuzów. Różni się położeniem wytwornic pary i kształtem paliwa, co nie ma absolutnie żadnego znaczenia. To są reaktory bezpieczne, dobre, i taki miał być budowany w Polsce w Żarnowcu.

{mosimage}Drugim typem reaktora był reaktor RBMK (reaktor bolszoj moszcznosti kanalnyj) – dużej mocy, kanałowy, który został m.in. zainstalowany w Czarnobylu. Cechą charakterystyczną tego reaktora jest możliwość dostępu do każdego kanału paliwowego podczas normalnej pracy reaktora, bez konieczności wyłączenia, co oczywiście optymalizuje jego wykorzystanie. Dzięki temu nie trzeba zużywać 2 tyg. rocznie czasu pracy reaktora na wymianę paliwa, podczas gdy w reaktorach PWR reaktor jest wyłączany co roku, by wymienić 1/3 paliwa. Ponadto reaktory RBMK były bardzo duże, co obniżało koszty wytwarzanego prądu. Dodatkowo możliwość wymiany paliwa podczas pracy reaktora miała poważne znaczenie militarne. Podczas pracy reaktora uran 238, który stanowi większość paliwa, wychwytuje neutron i tak powstaje pluton 239 (a także jego izotopy 240, 241, 242). Z czasem skład izotopowy plutonu się zmienia. Plutonu potrzebnego do celów militarnych (239) jest najwięcej po 4 tygodniach. Natomiast po upływie roku przybywa wyższych izotopów plutonu tak, że staje się on nieprzydatny do bomb jądrowych, bo sam zaczyna wysyłać neutrony. Mógłby spowodować samoczynną eksplozję zbudowanej na jego bazie bomby jądrowej. By otrzymać pluton 239 pręty paliwowe trzeba wyjmować wcześnie. Umożliwiają to reaktory takiego typu jak RBMK. Z jednej strony to ekonomia: reaktory są tanie, duże, łatwe do budowy. Z drugiej zaś strony przyczyny były militarne, bo umożliwiały produkcję materiału rozszczepialnego dla wojska – pręty paliwowe zawierające odpowiedni pluton można było w każdej chwili wyjąć. Z tego, co wiem, akurat reaktor w Czarnobylu był normalnie eksploatowany z pełnym 3 letnim wypaleniem paliwa, ale wspomnianą cechę posiadał.  Niestety wielkim minusem takiego rozwiązania była utrata bezpieczeństwa. Neutrony, rodzące się po rozszczepieniu uranu, mają dużą prędkość. Przechodzą przez uran i go wcale nie widzą, nie powodując dalszych rozszczepień. By podtrzymać reakcję łańcuchową musimy je w jakiś sposób wyhamować. Hamować możemy w wodzie albo w graficie.

Wszystkie reaktory używają obecnie w tym celu wody. Woda z jednej strony neutrony hamuje, ale z drugiej niestety też je pochłania. Jej ilość musi być dobrana tak, by neutrony dostatecznie wyhamować, ale z drugiej by ich nie pochłonąć – tak by mogły powodować dalsze reakcje rozszczepienia. Jeśli wodę podgrzewamy, co z reguły ma miejsce w warunkach awaryjnych, woda zamienia się w parę, która już neutronów nie spowalnia i reakcja jądrowa natychmiast samoczynnie ustaje. Tym samym w reaktorach zachodnich PWR i rosyjskich WWER mamy wrodzoną cechę bezpieczeństwa, że moc samoczynnie maleje w razie zbytniego nagrzania wody.

Niestety w reaktorze RBMK spowalniaczem był grafit. Grafit, niezależnie od temperatury, zmniejsza prędkość neutronów jednakowo, co znacznie obniżało bezpieczeństwo czarnobylskiego reaktora. Co gorsze, woda jedynie służyła tam do odbierania ciepła, a nie była zupełnie potrzebna do spowalniania neutronów. W momencie awarii, gdy woda zaczęła zamieniać się w parę, ilość neutronów dostępnych do podtrzymania reakcji, rosła, bo zniknęła woda, która je w naturalny sposób w pewnej małej części pochłaniała. W ciągu 15 sek. moc wzrosła do 500 tys. MW, przekraczając kilkusetkrotnie moc nominalną reaktora i rozpoczynając tragedię.

Czy po wstąpieniu do Unii Europejskiej polskie procedury bezpieczeństwa uległy zmianie?

W Polsce mieliśmy dobre procedury i pozostały one bez zmian. Generalnie w Unii Europejskiej bezpieczeństwo jądrowe stoi na bardzo wysokim poziomie. W zasadzie tylko Rosjanie stosowali odstępstwa od zasad bezpieczeństwa jądrowego.
Jak Pan widzi przyszłość polskiej energetyki jądrowej? Czy powinniśmy kupić gotowe rozwiązania, czy może jesteśmy w stanie sami elektrownie zbudować własnymi siłami? Czy dysponujemy odpowiednimi kadrami?

Na świecie jest w tej chwili 5 dużych państw produkujących reaktory jądrowe: Francja (Areva, reaktory EPR), USA, Japonia (Westinghouse, reaktor AP1000), Rosja i Korea Południowa. Reaktor AP1000 cechuje się świetnymi systemami bezpieczeństwa pozwalającymi operatorowi np. odejść od reaktora w czasie awarii. Reaktor sam się wyłączy nie zagrażając zdrowiu ani operatora ani ludności. Systemy bezpieczeństwa tego reaktora działają niezależnie od sterownia i zasilania zewnętrznego, w oparciu o proste, niezawodne zjawiska fizyczne. Są to tzw. systemy pasywne, preferowane w nowszych konstrukcjach. W Europie i wielu krajach za najlepszy reaktor uważa się francusko-niemiecki EPR, odporny nawet na najcięższe awarie i na ataki terrorystyczne. Dostępne są również reaktory rosyjskie, które w tej chwili są już bardzo dobre.  Czarnobyl był fatalną pomyłką. Reaktorów o takiej konstrukcji nikt nie buduje i nikt nie będzie budował więcej. Na rynku są także Koreańczycy, którzy w styczniu odnieśli wielki sukces – sprzedali 4 bloki jądrowe o mocy po 1400 MWe Emiratom Arabskim..

Polska nie należy do ośrodków produkujących reaktory. Nie mamy takiego doświadczenia ani kadry. Sam reaktor musimy kupić za granicą. Tak samo jak kupili go Finowie, Emiraty Arabskie czy wiele innych krajów. Jaki to będzie reaktor – to obecnie sprawa otwarta, która się rozwiąże podczas procedury przetargowej. Z racji bycia w Unii Europejskiej duże szanse ma pewnie reaktor EPR produkowany przez Arevę, ale nic nie jest przesądzone. Różne reaktory mogą wchodzić w grę. Może to być reaktor amerykański czy koreański. Pewnie z powodu złej sławy reaktor rosyjski utrudniałby przekonanie ludności o jego bezpieczeństwie, chociaż obecnie oferowane reaktory rosyjskie są bardzo podobne konstrukcyjnie do reaktorów zachodnich.

Jeśli nawet kupimy reaktor czy Polska jest przygotowana do energetyki jądrowej?

Nasz dozór jądrowy prowadzi od 50 lat bezpieczną eksploatację reaktorów badawczych. Mamy kadrę, która prowadzi te reaktory badawcze. Pod tym względem jest nie najgorzej. Przepisy, jak na reaktory badawcze, mamy dobre. Niestety dla energetyki jądrowej mamy zupełny brak przepisów. Jeśli chodzi o kadry, to musimy przestawić się z umiejętności fizyka jądrowego i inżyniera od reaktorów badawczych na umiejętności inżyniera od energetyki jądrowej, od reaktorów dużo większych i o innych wymaganiach. Jeśli chodzi o przemysł, to Polska budowała urządzenia dla elektrowni jądrowych. Dla Żarnowca byliśmy w stanie zrobić prawie wszystkie urządzenia energetyczne. Potencjalnie mamy dobrych inżynierów energetyków i potencjalnie możemy być silnym krajem, który da sobie radę z budową elektrowni jądrowej, ale przy pierwszej elektrowni będą na pewno duże braki kadrowe.

Ilu potrzeba ludzi do obsługi jednej elektrowni jądrowej?

Duża elektrownia o mocy 1500 MW zatrudnia około 1000 ludzi, z czego inżynierowie i technicy stanowią niewielką część. Dodatkowo potrzebni są ludzie w zapleczu i podczas budowy elektrowni: inżynierowie do zrobienia projektu, pracownicy zakładów produkujących urządzenia dla elektrowni, analitycy firm konsultingowych, inspektorzy dozoru jądrowego. Podsumowując, potrzeba minimalnie 200 wykwalifikowanych inżynierów by rozpocząć tworzenie systemu z pierwszą elektrownią jądrową. W tej chwili praktycznie ich nie mamy.

Czy z zakupem reaktora wiąże się kupno szkoleń dla personelu?

Szkolenia są normalnie oferowane przez sprzedawców technologii jądrowej. Byłem na ok. 30 misjach w różnych krajach, jako ekspert Międzynarodowej Komisji Energii Atomowej w Wiedniu. Było wtedy zasadą, że ludzie kupujący elektrownię jądrową jechali na staż do kraju sprzedającego reaktor, trwający od pół roku do 2 lat.

Co sądzi Pan Doktor o reaktorach powielających, umożliwiających teoretycznie zmniejszenie nawet kilkudziesięciokrotne ilości zużywanego paliwa uranowego. Jak widzi Pan rozwój energetyki wysokotemperaturowej IV generacji, umożliwiającej w szczególności realizację polskiego projektu synergii energetyki atomowej i węglowej, w ramach którego można by produkować np. benzynę syntetyczną z węgla z użyciem reaktora jądrowego?

To są bardzo realne projekty, które na pewno dojdą do skutku. Jeśli chodzi o reaktory prędkie, powielające, to nie ma żadnych wątpliwości. Natomiast nie jest to kwestia 5 lat. Doskonalenie technologii reaktorowej jest procesem długotrwałym. Niezależnie od tego, że w najbliższej przyszłości uranu nam nie zabraknie, docelowo musimy mieć reaktory powielające, bo one zwiększają pięćdziesięciokrotnie ilość energii możliwej do uzyskania z uranu. Jednak proces opanowania tej technologii potrwa jeszcze dość długo, i dopiero pewnie za 20 lat pierwsze takie reaktory pojawią się na komercyjnym rynku. We Francji i w Rosji budowane są obecnie pokazowe reaktory w tej technologii, które rozpoczną pracę pewnie koło 2020 roku. Myślę, że na skalę przemysłową technologia ta stanie się dostępna w 2030 roku. W krajach o braku przemysłowej technologii jądrowej – będzie to pewnie później.

Kiedy możemy się spodziewać pierwszych reaktorów przemysłowych w Polsce?

Według planu rządowego ma to być rok 2020. Z technicznego punktu widzenia jest to zupełnie możliwe: można zbudować elektrownie i wyszkolić kadrę. Do tego celu potrzebne są jednak przepisy, których nam zupełnie brakuje, potrzebne jest uproszczenie trybu wydawania zezwoleń, co też jest przed nami. Potrzebna jest też dyskusja społeczna prowadząca do zgody społeczeństwa, potrzebne są konkretne decyzje, co do lokalizacji, typu reaktora, finansowania. Jednym słowem elementy polityczno-społeczno-prawne muszą być szybko zrealizowane. Jeśli w roku 2010 parlament ustali stosowne przepisy i podejmie decyzję o budowie, jest spora szansa na pierwszą elektrownie w roku 2020. Każdy rok opóźnienia oddala jednak możliwy czas uruchomienia elektrowni.

Dziękujemy za rozmowę.

Rozmawiali: dr Hubert Niewiadomski (CERN, Pennsylvania State University) i Paweł Fajkowski (Cledar).
Dziękujemy firmie Cledar za zrobienie zdjęć z wizyty w Świerku.
Artykuł ukazał się w „Wiadomościach” Polskiej Misji Katolickiej w Szwajcarii, 462/2010.

Podpisy pod zdjęciami:
1.    Doc. A. Strupczewski i świeży uranowy pręt paliwowy (doc_strupczewski_i_pret_paliwowy.jpg)
2.    Schemat reaktora Maria (reaktor_maria.jpg)
3.    Hala reaktora Maria (hala_reaktora.jpg)
4.    Basen do przechowywania zużytego paliwa jądrowego (basen_zuzytego_paliwa.jpg)
5.    Rdzeń reaktora Maria (rdzen_reaktora_maria.jpg)
6.    Sterownia (sterownia_reaktora_maria.jpg)
7.    Wnętrze komory „gorącej” (wnetrze_komory_goracej.jpg)
8.    Elektrownia jądrowa w Diablo Canyon, USA (diablo_canyon_power_plant.jpg)