Szkoła Główna Służby Pożarniczej
BEZPIECZEŃSTWO
ENERGETYKI JĄDROWEJ
Redakcja naukowa
dr hab. Marcin Smolarkiewicz, prof. SGSP
bryg dr inż. Robert Piec
dr Aneta Łukaszek-Chmielewska
Bezpieczeństwo
energetyki jądrowej
Redakcja naukowa:
dr hab. Marcin Smolarkiewicz, prof. SGSP
bryg dr inż. Robert Piec
dr Aneta Łukaszek-Chmielewska
Szkoła Główna
Służby Pożarniczej
Autorzy (w kolejności alfabetycznej) dr Aneta Łukaszek-Chmielewska st. ogn. pchor. inż. Bartosz Dorau dr inż. Magdalena Gikiewicz kpt. dr inż. Paweł Gromek mgr inż. Krzysztof Isajenko mgr inż. Adam Jaroszek Sergii Paskevych bryg. dr inż. Robert Piec mgr Barbara Piotrowska
mgr inż. Iwona Słonecka
dr hab. Marcin M. Smolarkiewicz, prof. SGSP dr inż. Andrzej Strupczewski, prof. NCBJ dr hab. Zygmunt Szefliński
st. kpt. dr Barbara Szykuła-Piec mgr Mariusz Wiśniewski mł. ogn. dr inż. Rafał Wróbel
mł. bryg. mgr inż. Przemysław Wysoczyński Recenzja naukowa
prof. dr hab. inż. Henryk Bem
dr hab. inż. Andrzej Grabowski, prof nadzw. CIOP-PIB Przygotowanie do druku, projekt okładki
Studio Grafpa, www.grafpa.pl Korekta
Elżbieta Przyłuska Drukarnia:
Polski Druk Publishing Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością z siedzibą w Pruszkowie ul. Przejazdowa 25, 05-800 Pruszków.
Wydano na licencji Creative Commons:
uznanie autorstwa – użycie niekomercyjne – bez utworów zależnych 3.0 Polska Warszawa 2017
ISBN: 978-83-88446-93-1 Wydawca
Szkoła Główna Służby Pożarniczej ul. Słowackiego 52/54, 01-629 Warszawa e-mail: wydawnictwo@sgsp.edu.pl www.sgsp.edu.pl
tel. 22 561 73 83
Monografia została sfinansowana ze środków przyznanych na studia podyplomowe „Bezpieczeństwo energetyki jądrowej” związanych z realizacją zadań w ramach Progra-mu Polskiej Energetyki Jądrowej w latach 2016–2017.
Spis treści
Wstęp . . . 11
CZĘŚĆ 1. BEZPIECZEŃSTWO ENERGETYKI JĄDROWEJ. UJĘCIE PRAKTYCZNE I TEORETYCZNE . . . 13
1. Bezpieczeństwo energetyki jądrowej w aspekcie ratownictwa i bezpieczeństwa pożarowego . . . 15
1.1. Wstęp . . . 15
1.2. Działania ratownicze prowadzone w związku z wystąpieniem zagrożenia promieniowaniem lub skażeniem promieniotwórczym . . . 17
1.3. Nauka na błędach . . . 21
1.4. Podsumowanie . . . 24
2. Wprowadzenie do energetyki jądrowej . . . 27
2.1. Wprowadzenie do energetyki jądrowej . . . 27
2.2. Ujarzmienie mocy atomu . . . 27
2.3. Awaria w elektrowni w Czarnobylu – punkt zwrotny w rozwoju energetyki jądrowej w Europie? . . . 30
2.4. Co dalej z energetyką jądrową w Polsce? . . . 33
3. Elementy fizyki jądrowej . . . 39
3.1. Atomowa struktura budowy materii . . . 39
3.1.1. Rozmiary jąder atomowych, ładunek jądra . . . 39
3.1.2. Jądro atomowe, liczba atomowa, liczba masowa . . . 41
3.1.3. Problem składników jądra . . . 43
3.2. Jądro atomowe i klasyfikacja przemian promieniotwórczych . . . 45
3.2.1. Składniki jądra, protony i neutrony . . . 45
3.2.2. Rozmiary i kształty jąder . . . 46
3.2.3. Spontaniczne przemiany jądrowe . . . 48
3.2.4. Rozpady β, widma β, neutrino . . . 50
3.2.5. Przemiana γ . . . . 53
3.2.6. Rozpady α . . . . 55
3.2.7. Zastosowania izotopów promieniotwórczych. . . 57
3.3. Energie wiązania jąder i inne przemiany jądrowe . . . 58
3.3.1. Masy i energie wiązania jąder – deficyt masy . . . 59
3.3.2. Ścieżka stabilności. . . . 60
3.3.3. Szeregi promieniotwórcze . . . 62
3.4. Reakcje jądrowe . . . 64
4
Spis treści3.4.2. Reakcja rozszczepienia . . . 66
4. Fizyka reaktorów jądrowych i paliwa jądrowe . . . 71
4.1. Źródła energii jądrowej . . . 71
4.1.1. Energia rozszczepienia . . . 71
4.1.2. Reakcja łańcuchowa . . . 73
4.1.3. Reaktor jądrowy . . . 74
4.2. Paliwa jądrowe . . . 76
4.2.1. Zasoby paliwa jądrowego . . . 76
4.2.2. Ruda uranowa i jej konwersja . . . 78
4.2.3. Wzbogacanie uranu . . . 78
4.2.4. Zestawy paliwowe . . . 79
4.2.5. Napromienianie paliwa – wypalanie . . . 80
4.2.6. Recykling paliwa jądrowego . . . 81
5. Budowa i bezpieczeństwo pożarowe elektrowni jądrowych . . . 83
5.1. Dlaczego straż pożarna powinna znać budowę elektrowni jądrowej? . . . 83
5.2. Budowa elektrowni jądrowej . . . 84
5.2.1. Układy odbioru ciepła w typowym ciśnieniowym reaktorze wodnym . 86 5.2.2. Układy regulacji mocy reaktora . . . 87
5.2.3. Źródła zagrożenia w elektrowni jądrowej . . . 88
5.2.4. Bariery powstrzymujące uwalnianie substancji promieniotwórczych . . . 89
5.3. Zasady bezpieczeństwa jądrowego . . . 91
5.3.1. Zasady ogólne . . . 91
5.3.2. Zasada głębokiej obrony . . . 92
5.4. Konstrukcja EJ zapewniająca bezpieczeństwo jądrowe . . . 92
5.4.1. Naturalne sprzężenie zwrotne regulujące moc reaktora . . . 92
5.4.2. Układ wyłączenia reaktora oparty na działaniu siły ciążenia . . . 94
5.4.3. Zalanie rdzenia wodą chłodzącą w przypadku rozerwania obiegu pierwotnego . . . 95
5.4.4. Różnorodność układów . . . 96
5.4.5. Rozdzielenie przestrzenne układów . . . 98
5.4.6. Odporność na pożar, zalanie wodą, wstrząsy sejsmiczne i warunki otoczenia . . . 98
5.4.7. Obudowa bezpieczeństwa – najważniejsza bariera zatrzymująca radioaktywność . . . 100
5.5. Elektrownie jądrowe III generacji – odporne nawet na najcięższe awarie . . . 102
5.5.1. Reaktor EPR – odporny na wyciek stopionego rdzenia ze zbiornika reaktora . . . 102
5.5.2. Reaktor AP 1000 – skuteczne chłodzenie rdzenia nawet przy długotrwałym zaniku zasilania elektrycznego . . . 104
5
Spis treści
5.5.3. Obudowa bezpieczeństwa reaktora AP1000 zapewnia ochronę
nawet przy braku zasilania przez trzy dni. . . 106
5.5.4. Podwójna obudowa reaktora EPR z układem filtracji – ostateczna bariera bezpieczeństwa . . . 109
5.5.5. Rozmieszczenie przestrzenne reaktora EPR – ochrona przed atakami terrorystycznymi . . . 110
5.6. Ochrona przeciwpożarowa . . . 110
5.6.1. Bezpieczeństwo pożarowe w elektrowni jądrowej . . . 110
5.6.2. System ochrony przeciwpożarowej . . . 111
5.6.3. Układ EJ dla ochrony przeciwpożarowej . . . 113
5.6.4. Kontrola materiałów łatwopalnych . . . 113
5.6.5. Pożary w elektrowni jądrowej Browns Ferry i innych elektrowniach jądrowych . . . 115
5.6.6. Wymagania ochrony przeciwpożarowej w elektrowniach jądrowych . . . 116
5.6.7. Detekcja i gaszenie pożaru . . . 119
5.6.8. Ograniczenie skutków pożaru . . . 120
5.6.9. Zabezpieczenie termiczne ścian i konstrukcji nośnych . . . 120
6. Monitorowanie bezpieczeństwa jądrowego . . . 123
6.1. Sterownia reaktora – centrum monitoringu parametrów reaktora . . . 123
6.1.1. Charakterystyka ogólna sterowni reaktora . . . 123
6.1.2. Monitoring stanu elektrowni jądrowej w przypadku ciężkich awarii. . 124
6.1.3. Sterownia reaktora MARIA . . . 127
6.2. Monitoring systemów i urządzeń reaktora . . . 128
6.2.1. Wskaźniki bezpieczeństwa wprowadzone przez Światowe Stowarzyszenie Operatorów Jądrowych . . . 128
6.2.2. Monitoring stanu rdzenia reaktora . . . 129
6.2.3. Monitorowanie stanu zbiornika . . . 130
6.2.4. Monitorowanie stanu granic ciśnieniowych obiegu pierwotnego . . 131
6.2.5. Monitorowanie parametrów bezpieczeństwa EJ . . . 132
6.2.6. Monitorowanie narażenia radiacyjnego personelu EJ. . . 133
6.2.7. Monitoring drgań . . . 133
6.2.8. Monitoring akustyczny . . . 133
6.2.9. Monitorowanie luźnych przedmiotów . . . 135
6.3. Monitoring przeciwpożarowy . . . 135
6.3.1. Określenie obszarów, w których wymagana jest automatyczna detekcja pożaru . . . 135
6.3.2. Wybór czujek i ich położenia dla monitoringu w pomieszczeniach elektrowni jądrowej . . . 136
6
6.4.1. Zasady ogólne . . . 138
6.4.2. Przykład pomiarów wokoło EJ na wybrzeżu morskim we Flamanville . . . 139
6.5. System krajowy monitoringu radiacyjnego . . . 140
6.5.1. Systemy pomiarowe dawki i skażeń promieniotwórczych w Polsce . . 140
6.5.2. Monitoring wokoło Krajowego Składowiska Odpadów Promieniotwórczych KSOP w Różanie . . . 141
6.5.3. Monitoring promieniowania jonizującego na terenie Narodowego Centrum Badań Jądrowych oraz w jego okolicy . . . . 143
7. Przepisy transportowe . . . 145
7.1. Podstawy prawne . . . 145
7.2. Podział towarów niebezpiecznych, zasady przewozu . . . 146
7.3. Pojazdy i opakowania . . . 150
7.4. Kierowcy przewożący towary niebezpieczne. . . . 152
7.5. Postępowanie w sytuacjach awaryjnych. . . . 153
7.6. Nadzór i kontrola. . . 154
8. Ochrona radiologiczna . . . 157
8.1. Wstęp . . . 157
8.2. Wielkości i jednostki związane z ochroną radiologiczną . . . 158
8.3. Dawki graniczne . . . 164
8.4. Naturalne i antropogeniczne źródła promieniowania jonizującego . . . 166
8.4.1. Naturalne źródła promieniowania jonizującego . . . 168
8.4.2. Sztuczne źródła promieniowania jonizującego . . . 170
8.5. Sposoby zmniejszenia narażenia na promieniowanie . . . 173
8.5.1. Zasady ochrony radiologicznej przy narażeniu zewnętrznym i wewnętrznym . . . 173
8.5.2. Trzy zasady ICRP dotyczące ochrony radiologicznej . . . 175
9. Biologiczne skutki działania promieniowania jonizującego . . . 177
9.1. Wprowadzenie . . . 177
9.2. Oddziaływanie promieniowania jonizującego z organizmem żywym . . . . 177
9.3. Dozymetria biologiczna . . . 179
9.3.1. Chromosomy dicentryczne. . . 181
9.3.2. Mikrojądra . . . 182
9.3.3. Translokacje chromosomowe . . . 183
9.3.4. Przedwczesna kondensacja chromosomów . . . 184
9.4. Co wpływa na skutki działania promieniowania? . . . 186
9.5. Ograniczanie skutków działania promieniowania jonizującego . . . 188
10. Rozprzestrzenianie się izotopów promieniotwórczych w powietrzu atmosferycznym . . . 191
10.1. Wstęp . . . 191
7
10.2. Dyspersja zanieczyszczeń promieniotwórczych . . . 192
10.2.1. Wpływ czynników meteorologicznych . . . 193
10.2.2. Wpływ czynników topograficznych . . . 200
10.2.3. Wpływ czynników technologicznych . . . 204
10.2.4. Skład izotopowy uwolnienia . . . 204
10.3. Modelowanie dyspersji zanieczyszczeń . . . 208
10.4. Odniesienie wyników prognoz do przepisów prawnych. . . . 217
10.5. Podsumowanie . . . 218
11. Kierowanie działaniami ratowniczymi . . . 221
11.1. Wstęp . . . 221
11.2. Składniki działań ratowniczych . . . 222
11.3. Postawy decyzyne i sytuacja decyzyjna . . . 224
11.4. Analiza pracy sztabu . . . 227
11.4.1. Scenariusze zdarzeń . . . 228
11.4.2. Szablon sprawozdania . . . 228
11.4.3. Opis badania . . . 228
11.4.4. Wnioski z przeprowadzonego badania . . . 232
11.5. Mechanizm pracy sztabu . . . 233
11.5.1. System wspomagania kierowania . . . 233
11.6. Realizacja kierowania działaniami sztabu . . . 235
11.6.1. Wnioski z ćwiczenia . . . 236
12. Psychospołeczny wymiar katastrof nuklearnych. Człowiek – istota zagrożona . . . 239
12.1. Efekt Czarnobyla . . . 239
12.2. Przystanek Fukushima . . . 242
12.3. Człowiek – istota zagrożona – co dalej z zaufaniem . . . 245
12.4. Na zakończenie . . . 246
13. Zarządzanie ryzykiem i ciągłością działania elektrowni jądrowych . . . 251
13.1. Rozważania o ryzyku . . . 251
13.1.1. Natura ryzyka . . . 251
13.1.2. Ryzyko w ujęciu teoretycznym . . . 252
13.1.3. Ryzyko w ujęciu praktycznym . . . 252
13.1.4. Społeczeństwa ryzyka . . . 253
13.2. Idea (istota) ciągłości działania . . . 254
13.2.1. Ciągłość działania w ujęciu procesowym . . . 254
13.2.2. Plan ciągłości działania . . . 256
13.2.3. Znaczenie analiz w ciągłości działania organizacji . . . 256
13.3. Ryzyko związane z działalnością elektrowni jądrowych . . . 257
13.3.1. Ryzyko wystąpienia zagrożenia skażeniem promieniotwórczym . . 257
13.3.2. Ryzyko niedoboru zasobów . . . 258
8
13.4. Dobre praktyki i rekomendacje dla utrzymania ciągłości działania
elektrowni jądrowej . . . 259
13.5. Podsumowanie . . . 260
14. Spójność planów zarządzania kryzysowego z planami postępowania awaryjnego w przypadku zdarzeń radiacyjnych jako determinanta skuteczności zarządzania kryzysowego . . . 263
14.1. Wprowadzenie . . . 263
14.2. Planowanie cywilne . . . 264
14.3. Planowanie . . . 265
14.4. Plany zarządzania kryzysowego . . . 267
14.5. Plany postępowania awaryjnego w przypadku zdarzeń radiacyjnych . . . 269
14.6. Uwarunkowania planowania . . . 271
14.7. Kierunki sprzyjające spójności planów . . . 274
15. Bezpieczeństwo a ochrona radiologiczna . . . 277
CZĘŚĆ 2. BADANIA ORAZ NAJNOWSZE ROZWIĄZANIA Z ZAKRESU BEZPIECZEŃSTWA ENERGETYKI JĄDROWEJ I OCHRONY RADIOLOGICZNEJ . . . 295
16. Analiza zachowania się wybranych radionuklidów pochodzenia naturalnego i antropogenicznego w glebach w powiecie oleskim . . . 297
16.1. Wstęp . . . 297
16.2. Monitoring stężenia wybranych naturalnych i sztucznych pierwiastków promieniotwórczych w próbkach gleb pobranych z terenu Polski . . . 299
16.3. Charakterystyka badanego regionu . . . 302
16.4. Metodyka pomiaru . . . 305
16.5. Wyniki pomiarów i ich omówienie . . . 305
16.6. Wnioski . . . 309
17. Cooperation framework for radiological rescue operations . . . 313
17.1. Radiological rescue – main assumptions . . . 313
17.2. Roles and responsibilities in terms of radiological rescue in Poland . . . 314
17.3. International good practices in radiological rescue . . . 318
17.4. Responding in case of radiological emergency – new model for cooperation . . . 320
18. Promieniotwórczość naturalna surowców odpadowych pochodzących z wybranych elektrowni, elektrociepłowni i ciepłowni wschodniej części Polski . . 325
18.1. Wstęp . . . 325
18.2. Przepisy legislacyjne z zakresu radioaktywności obowiązujące w budownictwie . . . 326
18.3. Metoda pomiaru . . . 327
9
18.4. Ocena możliwości zastosowania żużli i mieszaninypopiołowo--żużlowej w budownictwie . . . 330
18.5. Podsumowanie . . . 336
19. Characterization of the Chernobyl exclusion zone and surrounding areas . . . . 337
19.1. Radioactive contamination within the Chernobyl Exclusion Zone . . . . 338
19.2. Dose rate within the Chernobyl Exclusion Zone . . . 339
19.3. Radiation safety in the Chernobyl Exclusion Zone . . . 340
19.4. Zoning of the Territory Exclusion zone and the zone of absolute resettlement . . . 340
19.5. Radiation safety requirements for the Personnel . . . 344
19.6. The requirements to radiation and ecological monitoring and radiation and dose control . . . 345
19.7. Organizational and technical measures assuring the radiation safety . . . . 347
19.8. Dose monitoring of personnel and visitors of Chernobyl Exclusion Zone . . 348
19.9. The means of personal protection, their designation and use . . . 349
19.10. Requirements to transport means . . . 350
19.11. Radiation protection on the SSE CHNPP and Shelter Object . . . 351
19.12. Principles Underlying Activities to Provide Radiological Protection on the Shelter object . . . 351
19.13. Measures to protect personnel and preparation of rescue teams at the Shelter object in case of emergencies . . . 352
19.14. Training personnel of SSE ChNPP and Shelter object in area of radiation protection . . . 354
20. Analiza pracy sztabu podczas zdarzeń o charakterze radiacyjnym z użyciem systemu wspomagania kierowania . . . 357
20.1. Zarys przebiegu ćwiczeń sztabowych . . . 357
20.2. Zastosowanie Systemu Wspomagania Kierowania w działaniach w sztabie . . . 358
20.3. Analiza pracy poszczególnych grup sztabowych w wyodrębnionych obszarach . . . 360
20.3.1. Obszar bezpieczeństwa . . . 361
20.3.2. Obszar działań interwencyjnych . . . 363
20.3.3. Obszar współdziałania . . . 365
20.3.4. Obszar logistyki . . . 367
20.4. Wnioski . . . 368
Wstęp
Wydawałoby się, że ponad 60-letnia eksploatacja obiektów energetyki jądrowej wyka-zała bezsporną jej przewagę nad innymi przemysłowymi źródłami energii. Niestety, wy-olbrzymione w środkach masowego przekazu ujemne skutki zdrowotne przede wszyst-kim trzech awarii jądrowych: w Three Mile Island w Pensylwanii (USA), w Czarnobylu (w dawnym ZSRR) oraz ostatniej w 2011 roku w Fukushimie (Japonia) były źródłem poważnego zastoju w dalszym jej rozwoju. Jednak postępujące wyraźne ocieplenie kli-matu oraz wzrastające zanieczyszczenie powietrza, głównie w wyniku energetycznego spalania węgla, przede wszystkim w dużych aglomeracjach miejskich, spowodowało po-nowny wzrost zainteresowania energetyką jądrową, w tym także w Polsce.
Monografia składa się z dwóch części, obejmujących w czternastu rozdziałach części pierwszej zagadnienia bezpieczeństwa energetyki jądrowej w ujęciu praktycznym i teore-tycznym. Natomiast w części drugiej podano przykłady badań naukowych prowadzonych z udziałem pracowników Szkoły Głównej Służby Pożarniczej z zakresu ochrony radiolo-gicznej oraz najnowsze rozwiązania z zakresu bezpieczeństwa energetyki jądrowej, w tym również te stosowane obecnie w strefie zamkniętej po wypadku w Czarnobylskiej EJ.
Rozdziały części pierwszej zostały napisane przez znanych krajowych specjalistów z dziedziny nukleoniki i zapoznają czytelnika z:
– bezpieczeństwem energetyki jądrowej w aspekcie ratownictwa i bezpieczeństwa po-żarowego,
– wprowadzeniem do energetyki jądrowej, – elementami fizyki jądrowej,
– budową i bezpieczeństwem pożarowym elektrowni jądrowych, – monitorowaniem bezpieczeństwa jądrowego,
– przepisami transportowymi, – ochroną radiologiczną,
12
Wstęp– rozprzestrzenianiem się izotopów promieniotwórczych w powietrzu atmosferycznym, – kierowaniem działaniami ratowniczymi,
– psychospołecznymi wymiarami katastrof nuklearnych,
– zarządzaniem ryzykiem i ciągłością działania elektrowni jądrowych,
– spójnością planów zarządzania kryzysowego z planami postępowania awaryjnego w przypadku zdarzeń radiacyjnych,
– bezpieczeństwem a ochroną radiologiczną.
Jest to logiczny, konsekwentny i w zasadzie wystarczający zbiór zagadnień oma-wiających bezpieczeństwo przeciwpożarowe obiektów energetyki jądrowej. W każdym z rozdziałów wyczerpująco omówiono najistotniejsze definicje i tematykę rozdziału i po-dano podstawową literaturę z danej dziedziny – z wyjątkiem odniesienia do ostatniej dyrektywy UE z 5 grudnia 2013 roku 2013/59/EURATOM i niestety braku najnowszej literatury odnoszącej się do zdrowotnych skutków promieniowania jonizującego. Dyrek-tywa 2013/59 jest obecnie podstawą do opracowania nowego prawa atomowego w Pol-sce.
CZĘŚĆ 1.
BEZPIECZEŃSTWO ENERGETYKI
JĄDROWEJ. UJĘCIE PRAKTYCZNE
I TEORETYCZNE
bryg. dr inż. Robert Piec
Wydział Inżynierii Bezpieczeństwa Cywilnego Szkoła Główna Służby Pożarniczej
1. Bezpieczeństwo energetyki jądrowej
w aspekcie ratownictwa
i bezpieczeń-stwa pożarowego
1.1. Wstęp
W 2016 r. dzięki funduszom przeznaczonym na Program Polskiej Energetyki Jądrowej utworzono studia podyplomowe pod nazwą „Bezpieczeństwo energetyki jądrowej (BEJ)”. Studia zorganizowali i prowadzą pracownicy Katedry Inżynierii Bezpieczeństwa Wydzia-łu Inżynierii Bezpieczeństwa Cywilnego Szkoły Głównej SWydzia-łużby Pożarniczej (jednostka wiodąca) w ścisłej współpracy z Centralnym Laboratorium Ochrony Radiologicznej.
Głównym ich celem jest przygotowanie najwyższej klasy specjalistów poprzez kształcenie w zakresie zarządzania bezpieczeństwem energetyki jądrowej ze szczegól-nym uwzględnieniem ratownictwa i bezpieczeństwa pożarowego w sytuacjach związa-nymi z zagrożeniami radiologiczzwiąza-nymi. Słuchacze poznali zagadnienia związane z fizyką jądrową, ochroną radiologiczną, energetyką jądrową i transportem materiałów radio-aktywnych oraz nabyli umiejętności organizowania działań ratowniczych w przypadku wystąpienia zagrożenia radiologicznego.
Realizując program studiów, zastosowano nowe, zróżnicowane formy dydaktyczne, a słuchacze, oprócz uczęszczania na tradycyjne wykłady, brali też udział w warsztatach i zajęciach kształcących umiejętności praktyczne oraz uczestniczyli zespołowo w reali-zacji projektów badawczych. Zapoznali się między innymi z zabezpieczeniami stoso-wanymi w Polsce i na świecie w kontekście faz zarządzania kryzysowego: planowania, organizowania, reagowania i odbudowy. Problemy związane z monitoringiem i transpor-tem materiałów radioaktywnych omawiane były w Krajowym Składowisku Odpadów Promieniotwórczych w miejscowości Różan nad Narwią, a bezpieczeństwo elektrowni jądrowych zostało przedstawione przez ukraińskiego eksperta pracującego przy rewita-lizacji terenów, a także odbudowie terenów skażonych po awarii reaktora w Czarnobylu. Program studiów umożliwiał zdobycie wiedzy, umiejętności i kompetencji nie-zbędnych do tego, aby we właściwy sposób uczestniczyć w procesie uzgadniania planów
16
Robert Piecewentualnej elektrowni jądrowej w Polsce oraz by w świadomy i racjonalny sposób po-dejmować decyzje dotyczące działań ratowniczych.
W takim ujęciu istotą bezpieczeństwa energetyki jądrowej w aspekcie ratownictwa i bezpieczeństwa pożarowego jest właściwa organizacja działań ratowniczych w przy-padku wystąpienia zdarzenia radiacyjnego oraz adaptacja technologii budowy elektrow-ni jądrowych do polskich norm i wymagań prawnych.
Pierwsza elektrownia jądrowa powstała w 1954 r. w Obnińsku (dawne ZSRR) [5, 11]. Obecnie według Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej (ang. International Atomic
Energy Agency – IAEA) na świecie jest 448 elektrowni atomowych (stan na 31 grudnia
2016 r.) [8]. I chociaż w Polsce nie ma elektrowni jądrowych, to w odległości 320 km od granic Polski jest ich dziewięć [3]. Każda działalność, w której wykorzystuje się źródła promieniowania, objęta jest ścisłym nadzorem. W Polsce prowadzony jest ciągły monito-ring, polegający na regularnym prowadzeniu pomiarów mocy dawki promieniowania gam-ma. Do jednoznacznej klasyfikacji incydentów związanych z bezpieczeństwem jądrowym i ochroną radiologiczną stosuje się Międzynarodową Skalę Zdarzeń Jądrowych i Radiolo-gicznych INES (ang. International Nuclear and Radiological Event Scale).
Rysunek 1. Międzynarodowa Skala Zdarzeń Jądrowych i Radiologicznych incydentów związanych z bezpieczeństwem jądrowym i ochroną radiologiczną
Źródło: www.paa.gov.pl, dostęp: 4.10.2017 r.
Skala ta jest stosowana przez kraje członkowskie Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej (IAEA) oraz Agencji Energii Jądrowej OECD (ang. Nuclear Energy Agency – NEA OECD). Siedmiostopniowa skala INES opracowana w 1990 r. obecnie stosowana jest zarówno do klasyfikacji zdarzeń zaistniałych w obiektach jądrowych, jak i zdarzeń ma-jących miejsce podczas transportu, przechowywania i użytkowania źródeł promieniotwór-czych. Skala jest powszechnie stosowana przez kraje członkowskie Międzynarodowej Agen-cji Energii Atomowej (MAEA) oraz AgenAgen-cji Energii Jądrowej OECD (NEA OECD).
17
Bezpieczeństwo energetyki jądrowej w aspekcie ratownictwa i bezpieczeństwa pożarowego
1.2. Działania ratownicze prowadzone w związku z wystąpieniem
zagrożenia promieniowaniem lub skażeniem promieniotwórczym
Zdarzenia radiacyjne nie są bardzo liczne, niemniej jednak występują, co przedstawiają poniższe statystyki. Według danych Państwowej Straży Pożarnej w ostatnich 7 latach jed-nostki ochrony przeciwpożarowej prowadziły średnio prawie osiem interwencji rocznie. Tabela 1. Zdarzenia radiologiczne ewidencjonowane przez Państwową Straż Pożarną w latach 2010–2016
Rok Zdarzenia radiologiczne
2010 1 2011 13 2012 2 2013 4 2014 4 2015 12 2016 18
Źródło: http://www.straz.gov.pl, dostęp: 10.08.2017 r.
Niezależnie od zdarzeń radiologicznych, w których interweniują oddziały Państwowej Straży Pożarnej, własną ewidencję zdarzeń radiacyjnych prowadzi Państwowa Agencja Atomistyki.
Tabela 2. Zdarzenia radiacyjne ewidencjonowane przez Państwową Agencję Atomisty-ki w latach 2013–2016
Zdarzenia radiacyjne w 2016 r. dotyczące:
a) kolizji pojazdu przewożącego materiały promieniotwórcze 1 b) rozszczelnienia źródła promieniowania jonizującego na terenie j.o. 1
c) zaginięcia źródeł promieniowania jonizującego 1
Razem 3
Zdarzenia radiacyjne w 2015 r. dotyczące:
a) obecności substancji promieniotwórczych w złomie 3
b) przekroczenia dawki granicznej przez pracownika 1
c) wykrycia niekontrolowanych źródeł promieniotwórczych 2
d) kradzieży źródeł promieniotwórczych 2
18
Robert Piecf) narażenia na promieniowanie jonizujące osoby z ogółu ludności 1
Razem 11
Zdarzenia radiacyjne w 2014 r. dotyczące:
a) obecności substancji promieniotwórczych w złomie 12
b) zaginięcia źródeł promieniotwórczych 3
c) zadziałania bramki radiometrycznej na przejściu granicznym 9 d) wykrycie urządzenia wykazującego podwyższoną aktywność
promienio-twórczą 1
e) zniszczenia izotopowej czujki dymu 1
f) awarii urządzenia wytwarzającego promieniowanie jonizujące 1 g) znalezienia źródeł promieniotwórczych w miejscu ogólnodostępnym 1
h) przekroczenia dawki granicznej przez pracownika 2
Razem 30
Zdarzenia radiacyjne w 2013 r. dotyczące:
a) obecności substancji promieniotwórczych w złomie 30 b) zadziałania bramki radiometrycznej na przejściu granicznym 14 c) obecności substancji promieniotwórczych w odpadach komunalnych i
prze-mysłowych 10
d) awarii urządzeń zawierających źródła promieniotwórcze 2 e) znalezienia źródeł promieniotwórczych w miejscach ogólnodostępnych 2
f) zaginięcia źródeł promieniotwórczych 1
Razem 59
Źródło: www.paa.gov.pl, dostęp: 04.10.2017 r.
Analiza powyższych danych, mimo znacznych rozbieżności w statystykach przed-stawionych przez te dwie instytucje, pokazuje, że w ostatnich latach liczba incydentów zmniejszyła się. Rozbieżności prawdopodobnie wynikają z odmiennej definicji zdarzeń. W systemie ewidencji zdarzeń Państwowej Straży Pożarnej opracowywanym zgodnie z „Zasadami ewidencjonowania zdarzeń w Systemie Wspomagania Decyzji PSP”, które stworzono na podstawie rozporządzenia ministra spraw wewnętrznych i administracji z 18 lutego 2011 r. w sprawie szczegółowych zasad organizacji krajowego systemu ra-towniczo-gaśniczego [4], miejscowe zagrożenie dzieli się według ich rodzaju na m.in.: radiologiczne – czyli zdarzenia, w których wystąpiło niebezpieczeństwo związane z pro-mieniowaniem lub skażeniem promieniotwórczym.
Zdarzeniem radiacyjnym według Państwowej Agencji Atomistyki (PAA) określa się
zaś wydarzenie na terenie kraju lub poza jego granicami, związane z materiałem jądrowym,
19
Bezpieczeństwo energetyki jądrowej w aspekcie ratownictwa i bezpieczeństwa pożarowego
promieniotwórczymi, powodujące lub mogące powodować zagrożenie radiacyjne, stwarzające możliwość przekroczenia wartości granicznych dawek promieniowania jonizującego określonych w obowiązujących przepisach, a więc wymagające podjęcia pilnych działań w celu ochrony pra-cowników lub ludności [12]. Definicja zdarzenia radiacyjnego występuje również w Prawie
atomowym [8] i widnieje w nim jako sytuacja związana z zagrożeniem radiacyjnym, wy-magająca podjęcia pilnych działań w celu ochrony pracowników lub ludności.
Istotą działań związanych z bezpieczeństwem energetyki jądrowej i zdarzeń ra-diologicznych jest niedopuszczenie do wystąpienia zdarzenia. Trudno jednak założyć scenariusz jedynie optymistyczny, toteż na wypadek zaistnienia awarii zostały znorma-lizowane zasady postępowania w przypadku zdarzenia radiacyjnego. W rozdziale 11 „Postępowanie w przypadku zdarzeń radiacyjnych” Prawa atomowego został wprowa-dzony podział zdarzeń radiacyjnych ze względu na zasięg skutków. I tak:
1) zdarzenie powodujące zagrożenie jednostki organizacyjnej to zdarzenie radiacyjne, które powstało na terenie tej jednostki, a zasięg jego skutków nie przekracza granic jej terenu;
2) zdarzenie powodujące zagrożenie publiczne o zasięgu wojewódzkim – zdarzenie radiacyjne, które powstało na terenie jednostki organizacyjnej albo poza nią w cza-sie prowadzenia prac w terenie lub w czacza-sie transportu materiałów jądrowych, źró-deł promieniowania jonizującego, odpadów promieniotwórczych i wypalonego pali-wa jądrowego, a zasięg jego skutków nie przekracza obszaru jednego województpali-wa; 3) zdarzenie powodujące zagrożenie publiczne o zasięgu krajowym – zdarzenie radia-cyjne określone w pkt 2, jeżeli zasięg jego skutków przekracza lub może przekroczyć obszar jednego województwa, jednocześnie należy pamiętać, że każde zdarzenie ra-diacyjne zaistniałe na terenie kraju lub poza jego granicami, którego zasięg skutków przekracza granice Rzeczypospolitej Polskiej, stanowi zdarzenie powodujące zagro-żenie publiczne o zasięgu krajowym [8].
W przypadku incydentu radiacyjnego kierownik jednostki organizacyjnej obowią-zany jest zabezpieczyć miejsce zdarzenia i niezwłocznie poinformować o nim prezesa Państwowej Agencji Atomistyki. Dodatkowo w uzasadnionych przypadkach powinien zameldować o incydencie innym organom i służbom, zgodnie z zakładowym planem po-stępowania awaryjnego. Działania interwencyjne mające na celu likwidację zagrożenia powinny być prowadzone zgodnie z określonymi wcześniej zakładowym, wojewódzkim albo krajowym planem postępowania awaryjnego. Działania interwencyjne w Prawie atomowym określono jako działania, które zapobiegają narażeniu lub zmniejszają na-rażenie ludzi w wyniku zdarzenia radiacyjnego, polegające na oddziaływaniu na źródło promieniowania jonizującego, źródło skażeń promieniotwórczych, drogi rozprzestrze-niania tych skażeń oraz na ludzi [8].
Akcją likwidacji zagrożenia i usuwania skutków zdarzenia kieruje kierownik jed-nostki, na której terenie nastąpiło zdarzenie radiacyjne, a gdy ma ono zasięg wojewódz-ki – wojewoda we współpracy z państwowym wojewódzwojewódz-kim inspektorem sanitarnym.
20
Robert PiecDziałaniami kieruje wojewoda właściwy dla miejsca zdarzenia także w sytuacji, gdy sprawca zdarzenia radiacyjnego jest nieznany, a zasięg nie przekracza województwa. Zdarzeniem radiacyjnym, które miało miejsce podczas transportu, kieruje osoba odpo-wiedzialna za bezpieczeństwo przesyłki w czasie transportu w porozumieniu z wojewodą właściwym dla miejsca zdarzenia działającym we współpracy z państwowym wojewódz-kim inspektorem sanitarnym. Podczas zdarzenia radiacyjnego powodującego zagrożenie o zasięgu krajowym akcją jego likwidacji i usuwania skutków zdarzenia kieruje minister właściwy do spraw wewnętrznych z pomocą prezesa Państwowej Agencji Atomistyki.
W ustawie wprowadzono również katalog działań interwencyjnych1 na wypadek
przekroczenia poziomów interwencyjnych, są to: 1) ewakuacja,
2) nakaz pozostania w pomieszczeniach zamkniętych, 3) podanie preparatów ze stabilnym jodem,
4) zakaz lub ograniczenie: spożywania skażonej żywności i skażonej wody przezna-czonej do spożycia przez ludzi, żywienia zwierząt skażonymi środkami żywienia zwierząt i pojenia skażoną wodą oraz wypasu zwierząt na skażonym terenie, 5) czasowe przesiedlenie ludności,
6) stałe przesiedlenie ludności.
Zgodnie z art. 88 Prawa atomowego decyzja o wprowadzeniu działań interwencyj-nych może być podjęta po:
1) przekazaniu przez prezesa Państwowej Agencji Atomistyki informacji, że w wyniku zdarzenia radiacyjnego powodującego zagrożenie publiczne o zasięgu wojewódz-kim lub krajowym może nastąpić przekroczenie poziomów interwencyjnych, 2) stwierdzeniu w wyniku analizy celowości prowadzenia działań interwencyjnych, że
zmniejszenie szkody związanej z promieniowaniem uzasadnia spowodowane przez te działania szkody i koszty, w tym koszty społeczne.
Warto pamiętać, że rodzaj, skala i czas trwania działań interwencyjnych powinny być tak dobrane, żeby korzyści związane ze zmniejszeniem szkód dla zdrowia, pomniej-szone o szkody związane z interwencją, były jak największe. Przy dokonywaniu analizy celowości prowadzenia działań interwencyjnych należy uwzględnić:
1) dotychczasowy oraz przewidywany przebieg i zasięg zdarzenia,
2) występujące lub mogące wystąpić wartości dawek promieniowania jonizującego, 3) liczebność grup osób zagrożonych,
4) skutki zdrowotne tych działań,
5) przewidywaną wysokość kosztów oraz skalę skutków ekonomicznych i społecznych tych działań.
1 Poziom interwencyjny – liczbowa wartość dawki skutecznej lub równoważnej możliwej do uniknięcia
albo poziom zawartości izotopów promieniotwórczych w żywności, wodzie przeznaczonej do spożycia przez ludzi i środkach żywienia zwierząt, których możliwość przekroczenia oznacza konieczność rozważenia podjęcia określonych działań interwencyjnych.
21
Bezpieczeństwo energetyki jądrowej w aspekcie ratownictwa i bezpieczeństwa pożarowego
Wprowadzenie działań interwencyjnych, których zasięg skutków nie przekracza obszaru jednego województwa, następuje w drodze aktu prawa miejscowego wyda-nego przez wojewodę właściwego dla miejsca zdarzenia. Jeśli zasięg skutków prze-kracza obszar jednego województwa, wprowadza się je w drodze rozporządzenia Rady Ministrów.
Działaniami interwencyjnymi kieruje wojewoda właściwy dla miejsca zdarzenia radiacyjnego w przypadku, gdy powoduje ono zagrożenie publiczne o zasięgu woje-wódzkim. Działaniami interwencyjnymi podczas zdarzeń radiacyjnych powodujących zagrożenie publiczne o zasięgu krajowym lub gdy podjęcie i prowadzenie działań inter-wencyjnych przekracza możliwości służb podległych wojewodzie, kieruje minister wła-ściwy do spraw wewnętrznych.
Wojewodzie kierującemu działaniami podporządkowane są organy i jednostki or-ganizacyjne administracji rządowej i samorządu województwa oraz inne siły i środki wy-dzielone do jego dyspozycji i skierowane do wykonywania tych działań. W działaniach tych uczestniczą również podmioty krajowego systemu ratowniczo-gaśniczego, który jest podstawowym ogniwem systemu bezpieczeństwa powszechnego państwa. System ten zaczął funkcjonować od 1995 r. Jego celem jest ratowanie życia, zdrowia, mienia lub środowisk poprzez prognozowanie, rozpoznawanie i zwalczanie pożarów, klęsk ży-wiołowych lub innych miejscowych zagrożeń. Zgodnie z zasadami organizacji ratow-nictwa chemicznego i ekologicznego w krajowym systemie ratowniczo-gaśniczym [13] jego jednostki prowadzą pomocnicze czynności poza strefą awaryjną. Jednak w przypad-ku zagrożenia życia lub zdrowia ludzi, ratownicy mogą prowadzić działania ratownicze w strefie awaryjnej. Działania ratownicze są organizowane i kierowane przez Państwową Straż Pożarną (PSP) na mocy ustawy [14]. Zastęp PSP po przyjeździe musi rozpoznać zagrożenie, zabezpieczyć miejsce zdarzenia, a następnie wyznaczyć strefę awaryjną. Jak wspomniano wcześniej (tabela 1 i 2), są to zdarzenia rzadkie, jednak należy pamiętać, że ich skutki mogą być wyjątkowo dotkliwe. Warto zatem zastosować najlepsze możliwe rozwiązania, by im zawczasu przeciwdziałać.
1.3. Nauka na błędach
Strażacy muszą być przygotowani do prowadzenia różnorodnych działań często w skraj-nych i zdecydowanie odmienskraj-nych warunkach. Sytuacje te, uwzględniając zmiany i wie-lość czynników współwystępujących, można usystematyzować następująco:
– zagrożenia – dotyczące otoczenia, środowiska pracy, ale również zdrowia i życia, prestiżu społecznego, autorytetu, opinii, uznania; występują w postaci realnej oraz potencjalnej;
– przeciążenia – działanie na granicy wytrzymałości fizycznej i psychicznej, wymusza-jące długotrwałą eksploatację posiadanych zasobów, implikuwymusza-jące ich wyczerpanie;
22
Robert Piec– utrudnienia – wszelkie fizyczne i psychiczne przeszkody utrudniające działanie, od braku specjalistycznego sprzętu, łączności po presję otoczenia i uwarunkowania kulturowe;
– deprywacje – brak możliwości zaspokojenia podstawowych potrzeb fizjologicznych i psychologicznych;
– konflikty – sytuacje, w których działają jednocześnie przeciwstawne, ale jednakowo ważne wartości, a wybór jednej uniemożliwia wybór alternatywnej [5].
Sytuacje takie nie są właściwe tylko osobom wykonującym zawód strażaka. Podob-ne zagrożenia i odpowiedzialność występują również w innych wymagających, obciążo-nych dużym ryzykiem zawodach, na przykład w zawodzie pilota. Piloci, w szczególności lotnictwa cywilnego pasażerskiego, są odpowiedzialni za przewożonych pasażerów, a ich błąd może doprowadzić do tragedii. Transport lotniczy należy do najbezpieczniejszych sposobów przemieszczania się. Zgodnie ze statystykami Bureau of Aircraft Accidents Archives od 1918 r. do 2013 r. we wszystkich wypadkach lotniczych straciło życie 134 481 osób, co stanowi 0,35 % wszystkich wypadków samochodowych [6]. Jak widać na rys. 2 liczba wypadków maleje, przy lawinowo rosnącej liczbie lotów (w szczególności w ostatnich latach).
Rysunek 2. Liczba wypadków lotniczych w latach 1946–2016 Źródło: https://aviation-safety.net, dostęp: 04.10.2017 r.
Może zatem rozwiązania, które umożliwiły osiągnięcie takiego stanu w lotnictwie, warto zastosować także w stosunku do likwidacji zdarzeń radiacyjnych. Polegałoby to w głównej mierze na wzmacnianiu kultury bezpieczeństwa. Jednym z ważnych jej ele-mentów jest nauka na błędach. Wyciąganie wniosków z dotychczasowych doświadczeń uregulowane jest w artykule 16 rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) w sprawie badania wypadków i incydentów w lotnictwie cywilnym oraz zapobiegania
23
Bezpieczeństwo energetyki jądrowej w aspekcie ratownictwa i bezpieczeństwa pożarowego
im: Każde badanie zdarzenia lotniczego kończy się sporządzeniem raportu w formie
stosow-nej do rodzaju i powagi wypadku lub poważnego incydentu. Raport stwierdza, że jedynym celem badania zdarzeń lotniczych jest zapobieganie wypadkom i incydentom w przyszłości bez orzekania co do winy lub odpowiedzialności. W stosownych przypadkach raport zawiera zale-cenia dotyczące bezpieczeństwa [10]. Zapis ten pozwala na skupieniu się na zapobieganiu
zdarzeniom w przyszłości, odchodząc od szukania winnych. Połączenie kultury bezpie-czeństwa i wniosków z przebytych już zdarzeń umożliwi dokładną analizę wszystkich istotnych okoliczności, co pozwoli zmniejszyć ryzyko wystąpienia danego zagrożenia.
Doskonałym przykładem jest katastrofa lotu 173 United Airlines z 28 grudnia 1978 r. Około 18:15 czasu pacyficznego samolot rozbił się na przedmieściach Portland w stanie Oregon (około 6 mil na południowy wschód od międzynarodowego lotniska). Katastrofa wydarzyła się podczas podejścia do lądowania. Samolot został zniszczony, nie było pożaru. Spośród 181 pasażerów i ośmiu osób obsługi zginęło: ośmiu pasażerów, inżynier pokładowy i stewardesa, a 21 pasażerów i dwóch członków załogi zostało po-ważnie rannych [1]. Piloci samolotu, podchodząc do lądowania, zauważyli nieprawidło-we funkcjonowanie jednej z kontrolek sygnalizującej działanie podwozia. Nie wiedząc, co się stało, zgłosili sytuację awaryjną. Naziemni kontrolerzy lotu polecili im skręcić w lewo w kierunku 100 [1]. Załoga samolotu krążąc, omówiła i wykonała wszystkie dostępne dla nich działania awaryjne i zapobiegawcze. Po pewnym czasie inżynier po-kładowy poinformował pilota o niskim poziomie paliwa, kilkukrotnie sygnalizował, że wyczerpuje się jego zapas. Pilot, chcąc mieć pewność, że nikogo nie narazi na niebez-pieczeństwo nieustannie próbował sprawdzić, czy podwozie się wysunęło, nie reagując na sugestie załogi o wyczerpującym się paliwie. Samolot rozbił się. Jak ustaliła Krajowa Rada Bezpieczeństwa Transportu, prawdopodobną przyczyną katastrofy był fakt, że ka-pitan nie reagował odpowiednio na informacje o stanie paliwa samolotu. Doprowadziło to do wyczerpania paliwa we wszystkich silnikach. Zignorowanie przez niego informacji załogi oraz wskazań przyrządów wynikało z całkowitego skanalizowania percepcji na uszkodzenie podwozia i przygotowanie do możliwego lądowania awaryjnego. Komisja ustaliła ponadto, że nie było żadnych dowodów na awarię lub nieprawidłowe działanie konstrukcji samolotu [1]. Analiza wypadku pozwoliła ustalić, że to nie technika zawio-dła: poza wadliwie działającą lampką sygnalizacyjną, główną przyczyną katastrofy był czynnik ludzki. Wówczas rozpoczęto analizowanie wpływu relacji i stanu psychofizycz-nego załogi samolotów na bezpieczeństwo lotów. Efektem tego wypadku było zalecenie Rady Bezpieczeństwa dla Federalnej Administracji Lotnictwa, by wprowadzić szkolenia koncentrujące się na zaletach partycypacyjnego zarządzania i na treningu asertywności członków załogi. Doprowadziło to m.in. do powstania w 1979 r. techniki zarządzania załogą statku powietrznego opracowanej przez Johna Laubera, psychologa z NASA, i nazywanej Crew Resource Management (CRM), której celem jest redukcja potencjal-nych błędów w procesie podejmowania decyzji [2]. Raporty wieńczące badanie zdarze-nia lotniczego są dostępne dla każdego pilota, co umożliwia im uczenie się na cudzych
24
Robert Piecbłędach. Jednocześnie osoby uczestniczące w wypadku lub poważnym incydencie pozo-stają w raporcie anonimowe [10], dzięki czemu zbieranie informacji o wszelkich okolicz-nościach zdarzenia jest zdecydowanie łatwiejsze.
1.4. Podsumowanie
Na terenie Polski nie ma jeszcze żadnej elektrowni jądrowej. Od lat jednak trwają prace zmierzające do jej uruchomienia. Przygotowując się w perspektywie długofalowej do momentu, gdy ona powstanie, musimy być gotowi na różnego rodzaju incydenty i awa-rie, które mogą w takiej elektrowni zaistnieć. Warto zatem, analogicznie do zdarzeń w lotnictwie, wdrażać kulturę bezpieczeństwa. Jest to bardzo istotne w działaniach ra-towniczych prowadzonych w sytuacji rzadkiej, ale o potencjalnie bardzo kosztownych skutkach, takich jak zdarzenia radiacyjne. Weźmy pod uwagę praktyki innych państw, w szczególności warto uczyć się, wykorzystując doświadczenia z katastrof elektrowni atomowych w Windscale (1957), Three Mile Island (1979), Czarnobylu (1986) czy choćby z ostatniej w Fukushimie (2011). Adaptacja technologii już istniejących, przy braku własnych doświadczeń związanych z eksploatacją elektrowni atomowych, umożli-wia zadbanie o bezpieczny proces wytwarzania energii w elektrowniach jądrowych z jed-noczesnym wykorzystaniem wiedzy naukowej i doświadczeń innych.
Jednostki krajowego systemu ratowniczo-gaśniczego w przypadku zdarzeń radia-cyjnych działają zgodnie z zasadami organizacji ratownictwa chemicznego i ekologicz-nego [13]. Prawidłowe zastosowanie ww. zasad wymaga jednak odpowiedniej wiedzy, umiejętności i kompetencji, a te należy ciągle utrwalać i aktualizować. I to właśnie temu mają m.in. służyć studia „Bezpieczeństwo energetyki jądrowej” prowadzone przez Szko-łę Główną Służby Pożarniczej.
Literatura
[1] Aircraft Accident Report, National Transportation Safety Board, Washington, D.C., 1978. [2] Bell I., Ramp Resource Management Makes Good Safety Sense, „Ground Support Worldwide”,
September 2015, s. 21-23.
[3] Energetyka jądrowa w pigułce, Ministerstwo Energii, Warszawa 2016.
[4] Kandefer K., Znaczenie energetyki nuklearnej w gospodarce światowej (wybrane zagadnienia), „Zeszyty Naukowe UW MSC” 2012, nr 37, s. 26.
[5] Kliszcz J., Psychologia w ratownictwie, Wyd. Difin, Warszawa 2012, s. 43.
[6] Łuczak K., Zarządzanie bezpieczeństwem w lotnictwie cywilnym, Śląska Biblioteka Cyfrowa, Katowice 2016.
25
Bezpieczeństwo energetyki jądrowej w aspekcie ratownictwa i bezpieczeństwa pożarowego
[7] Nuclear Power Reactors in the World, International Atomic Energy Agency, Vienna, 2017, s. 11.
[8] Ustawa z 29 listopada 2000 r. – Prawo atomowe (DzU z 2017.0.576).
[9] Rozporządzenie ministra spraw wewnętrznych i administracji z 4 lipca 2017 r. w spra-wie szczegółowej organizacji krajowego systemu ratowniczo-gaśniczego (Dz.U. 2017 poz. 1319).
[10] Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) nr 996/2010 z 20 października 2010 r. w sprawie badania wypadków i incydentów w lotnictwie cywilnym oraz zapobiegania im oraz uchylające dyrektywę 94/56/WE.
[11] Walkowiak W., Sobianowska K., Promieniotwórczość naturalna i sztuczna – korzyści i
zagro-żenia wynikające z jej stosowania. Energetyka jądrowa w Polsce, „Zeszyty
Naukowe Państwo-wej Wyższej Szkoły ZawodoNaukowe Państwo-wej im. Witelona w Legnicy” 2014, nr 11 (2), s. 80. [12] www.paa.gov.pl, dostęp: 10.09.2017 r.
[13] Zasady organizacji ratownictwa chemicznego i ekologicznego w krajowym systemie
ratowniczo--gaśniczym, Warszawa 2013 r.
[14] Ustawa z 24 sierpnia 1991 r. o Państwowej Straży Pożarnej (DzU z 2013 r. poz. 1340, 1351, z 2014 r. poz. 502, 616, 1822).
dr hab. Marcin M. Smolarkiewicz, prof. SGSP Wydział Inżynierii Bezpieczeństwa Cywilnego Szkoła Główna Służby Pożarniczej
2. Wprowadzenie do energetyki jądrowej
2.1. Wprowadzenie do energetyki jądrowej
Katastrofy i zdarzenia o charakterze kryzysowym są nieodłącznym elementem życia człowieka wplecionego w nieustający rozwój cywilizacyjny wpływający na wzrost liczby zagrożeń o charakterze antropogenicznym. O ile w czasach początków cywilizacji czło-wiek był głównie narażony na oddziaływanie żywiołów i środowiska (szeroko rozumia-nych zagrożeń naturalrozumia-nych), o tyle w ciągu ostatnich 150 lat postęp przyniósł zarówno ułatwienia w codziennych czynnościach, jak i spowodował wzrost liczby zagrożeń, a co gorsze wpłynął negatywnie na intensywność i skalę szkód powodowanych przez wybu-chy wulkanów, tornada, trzęsienia ziemi, powodzie czy fale tsunami. Doprowadziły do tego zmiany klimatyczne [24], jak również zwiększenie gęstości zaludnienia na terenach potencjalnie zagrożonych. Wiek XX ukazał wiele nowych zjawisk: pojawiły się kata-strofy przemysłowe, transportowe, budowlane. Nasza cywilizacja zmieniła obraz świata dwiema wyniszczającymi wojnami, w których śmierć poniosły dziesiątki milionów ludzi. Nieustający postęp techniczny od wieków przyczyniał się do rozwoju narzędzi zagłady – mimo starań społeczności międzynarodowej do zapewnienia spokoju i stabilizacji wciąż dochodzi do konfliktów. Rozwój fizyki związany z wyścigiem zbrojeń podczas II wojny światowej udowodnił, że ludzkość jest w stanie ujarzmić siłę drzemiącą w reakcji rozcze-pienia atomu, dostając z jednej strony we władanie śmiercionośną broń o niewyobrażal-nej wcześniej sile zniszczenia, a z drugiej – niewyczerpywalne w praktyce źródło energii.
2.2. Ujarzmienie mocy atomu
W świecie, który nas otacza, mamy do czynienia z występowaniem całej gamy pierwiast-ków. O tym, że atom należy do danego pierwiastka, decyduje liczba protonów
wchodzą-28
Marcin M. Smolarkiewiczcych w skład jądra atomowego tego atomu. Obecnie znanych jest 264 stabilnych jąder atomowych, czyli takich, które nie podlegają rozpadowi (najcięższym takim jądrem jest bizmut o liczbie atomowej Z = 83 i liczbie masowej A = 209) oraz blisko 2450 jąder niestabilnych, nietrwałych, rozpadających się (zwanych promieniotwórczymi) [5]. Jądro atomowe w większości przypadków pozostaje w tzw. stanie podstawowym, to jest nie, który ma najniższą energię całkowitą. Jednakże może ono występować także w sta-nie wzbudzonym. Jądra atomowe pierwiastków w stasta-nie wzbudzonym (a także sta-niektóre jądra atomowe w stanie podstawowym) mogą podlegać rozpadowi, który zmienia ich skład, na skutek czego z jądra emitowana może być m.in. cząstka α (jądro 4
2He), cząstka
β- (elektron) lub β+ (pozyton), proton czy neutron, jak również może podlegać
rozczepie-niu, prowadzącemu do podziału na cięższe fragmenty. Każdemu rozpadowi towarzyszy wydzielenie pewnej ilości energii, skąd wynika fakt, że masa wszystkich produktów roz-padu jest mniejsza od masy układu początkowego [1].
Reakcją rozszczepienia jądra atomowego nazywamy proces, w którym jądro roz-pada się na dwa lub więcej porównywalnych co do wielkości fragmentów. Zjawisko to występuje dla jąder ciężkich i zachodzi z większym prawdopodobieństwem w stanie wzbudzonym jądra atomowego niż w stanie podstawowym, przy czym najbardziej praw-dopodobne jest rozczepienie na dwa fragmenty o porównywalnej masie. Z uwagi na fakt, że rozszczepiające się jądra ciężkie są bogate w neutrony (liczba neutronów w jądrze atomowym jest istotnie większa niż liczba protonów), to i fragmenty rozszczepienia są bogate w neutrony. Fragmenty te powstają w silnie wzbudzonych stanach, emitując neu-trony bezpośrednio po utworzeniu się (tzw. neuneu-trony natychmiastowe) w liczbie średnio ok. 2,5 na jeden akt rozszczepienia, a także po rozpadzie (tzw. neutrony opóźnione). Pro-wadzi to do bardzo istotnego zjawiska polegającego na tym, że emisja neutronów, które mogą z kolei powodować rozszczepienie innych jąder, stwarza możliwość zajścia reakcji łańcuchowej [1].
W 1905 r. Albert Einstein sformułował szczególną teorię względności [9], której jednym z najbardziej rewolucyjnych wniosków była równoważność masy i energii zgod-nie ze wzorem:
E = mc 2
(1) gdzie:
E jest energią spoczynkową (cząstki), m – masą spoczynkową,
c – prędkością światła w próżni.
Masa układu związanych w jądrze atomowym protonów i neutronów jest mniej-sza od sumy ich mas swobodnych (spoczynkowych) o wartość równoważną energii ich wiązania, czyli energii potrzebnej na całkowite ich rozdzielenie [5]. Dlatego pro-cesom tworzenia układów związanych towarzyszy wydzielanie się energii. Z uwagi
29
Wprowadzenie do energetyki jądrowej
na fakt, że siły wiązania nukleonów (protonów i neutronów) w jądrze atomowym, są znacznie większe niż siły wiązania elektronów w atomie, energie wydzielające się w reakcjach jądrowych są około milion razy większe od energii wydzielanych w re-akcjach chemicznych.
Zjawisko wymuszonego rozczepienia jądra atomowego pod wpływem neutronów zaobserwowali po raz pierwszy w 1938 r. Otto Hahn i Fritz Straßmann, zaś pierwszy pełniejszy opis tego zjawiska pojawił się w pracy Lise Meitner i Otto Roberta Frischa [10]. Stwierdzili oni, że w reakcji rozszczepienia jądro atomowe prawie zawsze dzieli się na dwa fragmenty i neutrony swobodne, przy czym na jeden akt rozszczepienia przypada średnio ponad dwa neutrony. W ten sposób pojawiła się możliwość uzyskania i wykorzy-stania łańcuchowej reakcji rozszczepienia w skali makroskopowej.
Pierwszy reaktor atomowy, nazywany wówczas stosem atomowym (CP-1, ang.
Chicago Pile 1), został zbudowany w 1942 r. w Chicago przez zespół fizyków
kierowa-ny przez Enrico Fermiego. Umiejscowiono go w pomieszczeniu do gry w squasha pod trybunami stadionu Uniwersytetu Chicagowskiego. Budowę stosu rozpoczęto od uło-żenia kilku warstw grafitowych cegieł (pełniących rolę moderatora) na małym źródle neutronów. Następnie układano warstwy grafitu oraz metalicznego uranu lub tlenku uranu. W ten sposób ułożono piramidę szerokości ok. 8 metrów i wysokości ok. 6 me-trów składającą się z blisko 350 ton grafitu, 36,5 tony tlenku uranu i 5,6 tony metalicz-nego uranu [13]. W stosie zbudowanym przez Fermiego kontrola reakcji rozszczepie-nia odbywała się za pomocą prętów kadmowych, które pochłarozszczepie-niały neutrony i w ten sposób hamowały reakcję. Stos posiadał dwa systemy bezpieczeństwa, które w dzi-siejszych czasach uznalibyśmy za pochopne i wręcz nieodpowiedzialne: pierwszym był człowiek zaopatrzony w siekierę, który w razie niebezpieczeństwa przecinał sznur, na którym wisiały tzw. pręty bezpieczeństwa wykonane z kadmu (po ich opadnięciu reakcja łańcuchowa zostawała zatrzymana). Drugim systemem bezpieczeństwa była grupa ludzi stojąca na szczycie stosu zaopatrzona w wiadra z wodą bromowaną (ma-jącą właściwości silnego pochłaniania neutronów oraz przejmowania ciepła wydzielo-nego w czasie reakcji), którą w razie niebezpieczeństwa wylewali na stos. Uzyskanie samopodtrzymującej się reakcji jądrowej nastąpiło 2 grudnia 1942 r. o godzinie 3:25 lokalnego czasu [13]. Kadmowe pręty sterujące były stopniowo wyciągane z wnętrza stosu i po każdym małym kroku wykonywano obliczenia. Moc pierwszego reaktora była niewielka i wynosiła około 200 W. Pierwszy stos atomowy CP-1 został w 1943 r. przeniesiony do Argonne National Laboratory, gdzie po udoskonaleniach uruchomio-no go pouruchomio-nownie już jako CP-2.
Osiągnięcie Fermiego było przełomowe i w krótkim czasie umożliwiło Stanom Zjednoczonym skonstruowanie pierwszych bomb atomowych, które wykorzystano 6 i 9 sierpnia 1945 r. w ataku na Hiroszimę i Nagasaki. Skutki pierwszych wybuchów nowych bomb zaskoczyły zasięgiem rażenia i potęgą zniszczenia nawet ich twórców. Przyspieszyły również kapitulację Japonii i zakończenie II wojny światowej.
Pojawie-30
Marcin M. Smolarkiewicznie się nowej, śmiercionośnej broni rozpoczęło jednak wyścig zbrojeń największych mocarstw świata.
Oprócz zastosowań militarnych naukowcy i politycy bardzo szybko dostrzegli rów-nież pozamilitarne korzyści płynące z ujarzmienia energii jądrowej. Powstały koncep-cje budowy elektrowni jądrowych – obiektów przemysłowych wytwarzających energię elektryczną poprzez wykorzystanie energii pochodzącej z rozszczepienia jąder atomów, której ciepło służy do uzyskania pary wodnej.
Pierwsza elektrownia jądrowa, o mocy 5 MW, powstała w 1954 r. w Obnińsku (ZSRR) na bazie lekkowodnego reaktora kanałowego (RBMK) z wrzącą wodą i mo-deratorem grafitowym (reaktory takie były projektowane i budowane jedynie w byłym Związku Radzieckim) [17]. Rdzeń reaktora stanowił cylindryczny układ grafitu o śred-nicy 12 m, wysokości 7 m i masie około 1700 ton. Był on zbudowany z 2488 bloczków grafitowych o wymiarach 250 mm × 250 mm × 250 mm z osiowymi otworami na kanały paliwowe. W każdym kanale umieszczone były dwa zestawy paliwowe zawierające po 18 prętów paliwowych o długości 365 cm. Całkowita ilość paliwa w reaktorze o poziomie wzbogacenia 2% wynosiła blisko 200 ton. Dla bezpieczeństwa rdzeń reaktora osłonięto z góry oraz z dołu płytami stalowymi o grubości od 200 do 250 mm. Następnie całość umieszczono w betonowej komorze. W elektrowni w Obnińsku zastosowano jedno-obiegowy układ chłodzenia, w którym woda podgrzewana w kanałach reaktora tworzyła mieszaninę parowo-wodną [17]. W 1956 r. w Wielkiej Brytanii powstał pierwszy reak-tor energetyczny (grafitowo-gazowy). Rok później w USA zaczął pracę pierwszy proto-typowy reaktor wodno-ciśnieniowy (PWR) [3].
Niestety produkcja prądu elektrycznego nie była w latach pięćdziesiątych i sześć-dziesiątych ubiegłego wieku głównym zadaniem elektrowni jądrowych. Pierwszoplano-wym celem ich budowy była produkcja materiału rozszczepialnego do produkcji broni jądrowej. Skutkowało to zmniejszonymi kryteriami bezpieczeństwa tych obiektów ją-drowych oraz po części doprowadziło do poważnych w skutkach awarii, które w istotny sposób wpłynęły na rozwój energetyki jądrowej na świecie.
2.3. Awaria w elektrowni w Czarnobylu – punkt zwrotny
w rozwoju energetyki jądrowej w Europie?
Rozwojowi energetyki jądrowej w państwach Europy Zachodniej oraz w USA to-warzyszyła nadrzędność wymagań bezpieczeństwa nad względami ekonomiczny-mi. Odstępstwem od tej zasady było skonstruowanie reaktorów jądrowych typu RBMK w elektrowniach w Związku Radzieckim. Z uwagi na ich dodatkowe zasto-sowanie (produkcja plutonu na potrzeby budowy broni) charakteryzowały się one wzrostem mocy w sytuacjach awaryjnych [18]. Brak stabilności oraz przerzucenie
31
Wprowadzenie do energetyki jądrowej
na operatora odpowiedzialności za bezpieczeństwo reaktora RBMK doprowadziło 26 kwietnia 1986 r. do największej w historii (zakwalifikowanej do najwyższego 7 stop-nia w skali INES) awarii w reaktorze jądrowym bloku energetycznego nr 4 elektrowni w Czarnobylu.
Projekt pracującego w Czarnobylu reaktora RBMK oparty był na projektach reak-torów, które mogły produkować pluton do celów militarnych i miał tę wyjątkową cechę, że w razie awarii układu chłodzenia jego moc rosła, zamiast maleć, jak w reaktorach z wodą pod ciśnieniem (PWR) lub z wodą wrzącą (BWR) [18]. Obsługa elektrowni miała 25 kwietnia 1986 r. przeprowadzić eksperyment, którego celem była odpowiedź na pytanie: co by się stało, gdyby w wyniku awarii został przerwany dopływ prądu zasila-jącego pompy układu chłodzenia reaktora. Skrót wydarzeń z przełomu 25 i 26 kwietnia wyglądał następująco1:
– Technicy chcieli zredukować moc cieplną reaktora do ok. 700 MW, a następnie wyłączyć przepływ pary do turbin, które generowały energię. Planowano zaobser-wować, jak długo prąd, z coraz wolniej obracającego się mechanizmu, jest w stanie zasilać pompy tłoczące wodę do reaktora, zanim generatory zapasowe osiągną pełną moc. Ze względu na fakt, że działanie to traktowano jako rutynowe, osobą nad-zorującą był jedynie dyrektor elektrowni. Założono, że eksperyment przeprowadzi zmiana dzienna, lepiej przygotowana do tego typu procedur, jednak okazało się, że jedna z lokalnych elektrowni ma problemy, w związku z czym polecenie z zewnątrz wstrzymało rozpoczęcie kontrolowanego wygaszania reaktora bloku nr 4.
– Pozwolenie na testy wydano dopiero o godzinie 23:04, co spowodowało, że musiała przeprowadzić go nocna zmiana, złożona z mniej doświadczonych pracowników. Na miejscu pozostał jednak kierownik zmiany dziennej.
– Pięć minut po północy, 26 kwietnia, reaktor osiągnął planowaną moc 700 MW energii cieplnej, lecz obecność dużej ilości 135Xe oraz błąd operatora, który
wprowa-dził pręty kontrolne zbyt głęboko do wnętrza reaktora, doprowawprowa-dziły do praktycz-nie całkowitego wygaszenia rdzenia. Procedura nakazywałaby w takim przypadku poczekać dwadzieścia cztery godziny przed ponownym rozpoczęciem procedury uruchomienia reaktora.
– Mimo że część załogi chciała zaprzestać eksperymentu, wymuszone zostało pod-niesienie prętów kontrolnych, co spowodowało wysoce niestabilny stan reaktora. Jego moc zaczęła powoli wzrastać, lecz ciągle była na zbyt niskim poziomie, aby przeprowadzić bezpieczny test. Dlatego zdecydowano się odłączyć automatyczny system sterowania prętami kontrolnymi i całkowicie wyciągnąć większość z nich z rdzenia.
– Moc reaktora rosła dalej. Wyciągano kolejne pręty kontrolne. Operowanie reakto-rem przy tak niskiej mocy spowodowało problemy z systemem przepływu wody.
32
Marcin M. SmolarkiewiczPo pewnym czasie udało się osiągnąć moc 200 MW. W wyniku kolejnej błędnej de-cyzji, przy zbyt niskiej mocy reaktora, dalekiej od planowanych 700 MW, rozpoczęto eksperyment. O godzinie 1:05 włączone zostały dodatkowe pompy, aby zwiększyć przepływ wody. Spowodowało to spadek temperatury rdzenia oraz zmniejszenie produkcji pary i mocy. Aby przeciwdziałać tej sytuacji, wyłączono dwie pompy oraz wyciągnięto kolejne pręty kontrolne. Mimo że instrukcja jasno precyzowała, że w reaktorze przez cały czas winno znajdować się 28 w pełni wsuniętych prętów kontrolnych, podczas eksperymentu pozostawiono ich jedynie 18. Dodatkowo wy-łączono część automatycznych i pasywnych systemów zabezpieczających.
– Eksperyment rozpoczął się dokładnie o 1:23:04 w nocy. Przy połowie działających pomp odcięto dopływ pary do turbin. Ominięcie automatycznych systemów bez-pieczeństwa uniemożliwiło w tym momencie samoczynne wyłączenie się reaktora. Zanim generatory uzyskały pełną moc, spowolniony przepływ wody zaczął gene-rować duże ilości pary, co w reaktorze typu RBMK spowodowało wzrost mocy na skutek odparowania chłodziwa. Moc cieplna reaktora nr 4 zaczęła wzrastać w tem-pie, którego nie udało już się powstrzymać.
– W ostatniej próbie uniknięcia katastrofy obsługa chciała rozpocząć procedurę awa-ryjnego wyłączenia reaktora poprzez zrzucenie wszystkich prętów kontrolnych. Nie-stety, ze względu na błędy konstrukcyjne samych prętów nie udało się tego zrobić. – O godzinie 1:24:20 para pod wysokim ciśnieniem rozerwała reaktor. Wyrzucona
w górę pokrywa reaktora przebiła dach elektrowni. Następnie doszło do drugiej, znacznie większej eksplozji wodoru i tlenu, która zniszczyła budynek czwartego reaktora. Eksplozja ta pozwoliła na wniknięcie powietrza do jego wnętrza, co spo-wodowało zapłon kilku ton grafitowych bloków izolujących reaktor, które płonąc uwolniły do atmosfery najwięcej izotopów promieniotwórczych. Większość prętów kontrolnych uległo stopieniu.
– Izotopy promieniotwórcze wyrzucone do atmosfery wybuchem oraz te emitowane w wyniku trwającego pożaru grafitu utworzyły chmurę radioaktywną, która następ-nie przemieściła się w stronę miasta Prypeć.
W wyniku awarii skażeniu promieniotwórczemu uległ obszar wynoszący ok. 135 000 km² na pograniczu Białorusi, Ukrainy i Rosji, a wyemitowana z uszkodzo-nego reaktora chmura radioaktywna rozprzestrzeniła się po całej Europie. W efekcie skażenia ewakuowano i przesiedlono kilkaset tysięcy osób [17]. Do deterministycznych skutków zdrowotnych katastrofy w reaktorze nr 4 w Czarnobylu należy zaliczyć [21]: – śmierć trzech osób z obsługi elektrowni bezpośrednio na skutek wybuchu i pożaru, – śmierć 28 strażaków na skutek ostrej choroby popromiennej w wyniku otrzymania
dawki efektywnej2 od 4 do 16 Sv,
2 Definicję dawki efektywnej promieniowania jonizującego można odnaleźć m.in. w [19]; więcej na temat
odziaływania promieniowania jonizującego z tkanką ludzką oraz ochrony przed promieniowaniem jonizującym można dowiedzieć się m.in. z [14].
33
Wprowadzenie do energetyki jądrowej
– ostrą chorobę popromienną u 134 osób, które spośród 237 osób (oprócz wspomnianych powyżej) trafiło do szpitala na skutek napromieniowania podczas działań przy pożarze – wszystkie te osoby zostały wyleczone i opuściły szpital w ciągu maksymalnie kilku miesięcy. Do tego należy doliczyć skutki stochastyczne otrzymania podwyższonych dawek pro-mieniowania w grupie osób, które nie zgodziły się na ewakuację oraz ludzi zatrudnionych do usuwania materiału promieniotwórczego, który na skutek wybuchów został rozrzucony na terenie elektrowni i wokół niej. Do prac takich skierowano między 600 tys. a 800 tys. osób. Średnia dawka, jaką otrzymały te osoby, wynosiła ok. 120 mSv [21]. Jednakże wyniki szacunkowego wyliczenia średniej dawki efektywnej promieniowania jonizującego na całe ciało otrzymanego przez mieszkańców różnych krajów europejskich w ciągu pierwszego roku po katastrofie wskazywały, że dawka ta nie przekraczała 1 mSv na osobę [21].
Oprócz skutków bezpośrednich awaria w Czarnobylu miała istotne skutki psy-chologiczne. Badania przeprowadzone na najbardziej narażonych na skażenie terenach Rosji, Białorusi i Ukrainy wskazały, że najpoważniejsze problemy sprawiły: lęk, brak nadziei, depresja i niedostateczne odżywianie się, które stanowiły źródło rzeczywistych dolegliwości fizycznych [21].
2.4. Co dalej z energetyką jądrową w Polsce?
Katastrofa reaktora w elektrowni w Czarnobylu, jak i wcześniejsza z 1979 r. w elek-trowni Three Mile Island w Stanach Zjednoczonych [22] spowodowały, że w latach 80. i 90. XX w. wiele krajów wstrzymało się z podejmowaniem decyzji o budowie kolejnych bloków jądrowych. Liczba uruchamianych na świecie w ciągu roku elektrowni jądrowych zaczęła maleć, by po kilku latach zatrzymać się na stałym poziomie3. Statystyki
poda-ją, że na koniec 2016 r. w ponad 30 krajach świata działało 448 reaktorów jądrowych, o całkowitej zainstalowanej mocy 392 GWe. W 2016 r. wyprodukowały one 2,48 biliona kWh energii elektrycznej. Najwięcej reaktorów jądrowych działa w USA, Francji, Japo-nii, Chinach i Rosji (patrz rys.). W budowie pod koniec 2016 r. było 57 nowych reakto-rów jądrowych (z czego 19 w Chinach). Najczęściej używanymi reaktorami są reaktory wodne ciśnieniowe PWR (65%) oraz wodne wrzące BWR (17%) [4].
W Polsce w latach 80. rozpoczęto budowę elektrowni jądrowej w Żarnowcu na Po-morzu. Miały być w niej zainstalowane cztery reaktory typu WWER-440 o łącznej mocy około 1750 MWe. Kolejną elektrownią jądrową, z czterema reaktorami typu WWER-1000 o mocy 4000 MWe, planowano wybudować w Klempiczu w Wielkopolsce. Z uwa-gi na wiele uwarunkowań, także nieprzychylność opinii publicznej, mimo rozpoczęcia inwestycji, 17 grudnia 1990 r. podjęto uchwałę Rady Ministrów nr 204/90 w sprawie po-stawienia inwestycji Elektrownia Jądrowa „Żarnowiec” w budowie w stan likwidacji [2].
34
Marcin M. Smolarkiewicz 33 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 US A Fr ancj a Japonia Ch in y Rosja Korea Płd. Indie Kana da U kr ai na Wielka Brytania Niem cy Sz wecj a Be lg ia Hiszpania Republika Czeska Pa kistan Sz w aj ca riaFinlandia Węgry Słowacj
a Argentyna Br az yl ia Bułga ria
Meksyk Rumunia RPA Armenia
Iran Holandia Słowe nia 99 58 42 3835 24 22 1915 15 8 8 7 7 6 5 5 4 4 4 3 2 2 2 2 2 1 1 1 1
Źródło: IAEA PRIS, pobrano z lokalizacji https://www.iaea.org/PRIS/, dostęp: 01.10.2017 W Polsce w latach 80. rozpoczęto budowę elektrowni jądrowej w Żarnowcu na Pomorzu. Miały być w niej zainstalowane cztery reaktory typu WWER-440 o łącznej mocy około 1750 MWe. Kolejna elektrownia jądrowa, z czterema reaktorami typu WWER-1000 o mocy 4000 MWe, planowano wybudować w Klempiczu w Wielkopolsce. Z uwagi na wiele uwarunkowań, także nieprzychylność opinii publicznej, mimo rozpoczęcia inwestycji, 17 grudnia 1990 r. podjęto uchwałę Rady Ministrów nr 204/90 w sprawie postawienia inwestycji Elektrownia Jądrowa „Żarnowiec” w budowie w stan likwidacji [2].
Koncepcja powrotu do energetyki jądrowej pojawiła się oficjalnie w 2005 r., kiedy to w kwietniu Rada Ministrów uchwaliła dokument „Polityka Energetyczna Polski do 2025” [12]. Zaznaczono w nim, że należy ponownie rozważyć możliwość budowy elektrowni atomowych w kraju oraz że z punktu widzenia polskiej elektroenergetyki wskazane byłoby oddanie do użytku pierwszego bloku jądrowego już w roku 2021, a następnego w 2025. Rada Ministrów 28 stycznia 2014 r. przyjęła kolejny dokument wskazujący kierunki rozwoju energetyki jądrowej w Polsce, a mianowicie „Program polskiej energetyki jądrowej”, przygotowany przez ministra gospodarki. Dokument ten przedstawia zakres i strukturę organizacji działań niezbędnych do wdrożenia energetyki jądrowej, zapewnienia bezpiecznej i efektywnej eksploatacji obiektów energetyki jądrowej, ich likwidację po zakończeniu okresu eksploatacji oraz zapewnienie bezpiecznego postępowania z wypalonym paliwem jądrowym i odpadami promieniotwórczymi [11]. Obecnie rozważane są trzy potencjalne lokalizacje pod pierwszą elektrownię jądrową w Polsce o mocy co najmniej 3000 MWe netto (dwa lub trzy bloki energetyczne): Choczewo (woj. pomorskie, powiat wejherowski, gmina Choczewo), Gąski (woj.
Rysunek 5. Liczba reaktorów działających na świecie (stan na koniec 2016 r.) Rysunek 1. Liczba reaktorów działających na świecie (stan na koniec 2016 r.) Źródło: IAEA PRIS, pobrano z lokalizacji https://www.iaea.org/PRIS/, dostęp: 01.10.2017
Koncepcja powrotu do energetyki jądrowej pojawiła się oficjalnie w 2005 r., kiedy to w kwietniu Rada Ministrów uchwaliła dokument „Polityka Energetyczna Polski do 2025” [12]. Zaznaczono w nim, że należy ponownie rozważyć możliwość budowy elek-trowni atomowych w kraju oraz że z punktu widzenia polskiej elektroenergetyki wskaza-ne byłoby oddanie do użytku pierwszego bloku jądrowego już w roku 2021, a następwskaza-nego w 2025. Rada Ministrów 28 stycznia 2014 r. przyjęła kolejny dokument wskazujący kie-runki rozwoju energetyki jądrowej w Polsce, a mianowicie „Program polskiej energetyki jądrowej”, przygotowany przez ministra gospodarki. Dokument ten przedstawia zakres i strukturę organizacji działań niezbędnych do wdrożenia energetyki jądrowej, zapew-nienia bezpiecznej i efektywnej eksploatacji obiektów energetyki jądrowej, ich likwidację po zakończeniu okresu eksploatacji oraz zapewnienie bezpiecznego postępowania z wy-palonym paliwem jądrowym i odpadami promieniotwórczymi [11]. Obecnie rozważane są trzy potencjalne lokalizacje pod pierwszą elektrownię jądrową w Polsce o mocy co najmniej 3000 MWe netto (dwa lub trzy bloki energetyczne): Choczewo (woj. pomor-skie, powiat wejherowski, gmina Choczewo), Gąski (woj. zachodniopomorpomor-skie, powiat koszaliński, gmina Mielno) oraz Żarnowiec (woj. pomorskie, powiat pucki, gmina Kro-kowa, przy granicy z gminą Gniewino). Przytoczone fakty wskazują, zgodnie zresztą z teorią perspektywy Kahnemana i Tversky’ego [8], że okres 30 lat od tragedii w Czar-nobylu pozwolił zarówno społeczeństwu, jak i politykom na przezwyciężenie lęku i ra-cjonalne rozważenie plusów i minusów wybudowania w Polsce elektrowni jądrowej.
Czy możemy czuć się bezpieczni, żyjąc w pobliżu takiej elektrowni? Badania wska-zują, że energetyka oparta na węglu niesie ze sobą znacznie większe obciążenia dla
