Łukasz Kubik 22.05.2013 r
Energia jądrowa
Energetyka jądrowa na świecie w Europie i w Polsce
Obecnie w 31 krajach działa 437 reaktorów jądrowych. Ok 7% energii zużywanej przez ludzkość w tym 16% energii elektrycznej jest produkowanej z energii jąder atomowych. W Stanach Zjednoczonych ok. 20%, a we Francji aż 80% energii elektrycznej pochodzi z elektrowni jądrowych. Oprócz tego: Litwa 80%, Belgia 57%, Ukraina 46%.
Obecnie największa ilość elektrowni znajduje się w USA (104 elektrownie). Drugą pozycję zajmuje Francja (59 elektrowni), następnie Japonia (54), Wielka Brytania (31) oraz Rosja (30) i Niemcy (19 elektrowni). Z przesłanek ekonomicznych wynika, że energetyka jądrowa będzie rozwijała się nadal. Pamiętajmy, że zapotrzebowanie na prąd zwiększa się z roku na rok, paliwa kopalne są na wyczerpaniu, odnawialne źródła energii nie pokryją całego zapotrzebowania na energię na świecie. Katastrofa w Czarnobylu przyczyniła się do poprawy bezpieczeństwa w elektrowniach jądrowych - wycofano z użytku reaktory typu RBMK i opracowano wiele udoskonaleń w zakresie bezpieczeństwa. W Polsce nie ma elektrowni jądrowych, jedynym działającym reaktorem jądrowym jest badawczy reaktor Maria, należący do Państwowej Agencji Atomistyki. W latach 80. XX wieku rozpoczęto budowę elektrowni Żarnowiec w woj. pomorskim, prace przerwano na początku lat 90., głównie pod naciskiem protestów przeciwników energetyki atomowej. Państwowa Agencja Atomistyki zamierza zająć się ewentualnym planowaniem rozmieszczenia elektrowni jądrowej. Ma być jedną z wielu elektrowni zapewniających bezpieczeństwo energetyczne kraju, która nie zagraża środowisku bardziej niż konwencjonalne elektrownie.
2. Rozwój energetyki jądrowej „+” i „-”
Z 1 kg uranu w reakcji rozszczepienia można uzyskać tyle energii, co ze spalenie 300 ton węgla
Tworzenie elektrowni jądrowych pozwala uniknąć emisji do atmosfery 2,5 miliarda ton dwutlenku węgla - podstawowego gazu cieplarnianego, odpowiedzialnego za zmiany klimatyczne. Oprócz tego nie emitują innych pyłów i szkodliwych gazów. Wprowadza do środowiska mniejsze ilości substancji radioaktywnych niż elektrownia węglowa i to głównie w postaci nie reagujących chemicznie gazów szlachetnych: Kryponu85 i Xenonu133, ograniczają eksploatację paliw kopalnianych. Elektrownie jądrowe i cały sprzęt potrzebny do ich obsługi jest niezwykle drogi i skomplikowany. Głównym problemem związanym z eksploatacją elektrowni jądrowych i ochroną środowiska, jest unieszkodliwianie i składowanie odpadów promieniotwórczych. Odpady te są groźniejsze od jakichkolwiek innych. Gdyby nastąpił jakikolwiek wyciek odpadów promieniotwórczych, mógłby spowodować skażenie powietrza, zbóż oraz okolicznych źródeł wody. A to mogło by spowodować liczne wypadki śmiertelne.
3. Elektrownia jądrowa w Polsce – moje stanowisko
Moim zdaniem warto budować takie elektrownie ponieważ nie wydzielają szkodliwych dla środowiska gazów i pyłów, ale tylko pod warunkiem, że powstałe odpady radioaktywne będą odpowiednio przechowywane i nie będą dla nas zagrożeniem.
4. Promieniowanie jądrowe α,β,γ i jego właściwości
Promieniowanie alfa – promieniowanie jonizujące emitowane przez rozpadające się jądra atomowe, będące strumieniem cząstek alfa, które są jądrami helu. Promieniowanie alfa jest bardzo silnie pochłaniane przez materię. Nawet kilka centymetrów powietrza stanowi całkowitą osłonę przed tym promieniowaniem. Podobnie kartka papieru albo naskórek pochłania całkowicie promienie alfa.
Promieniowanie beta – rodzaj promieniowania jonizującego wysyłanego przez promieniotwórcze jądra atomowe podczas przemiany jądrowej. Nazwa ma znaczenie historyczne – powstała, by odróżnić to promieniowanie od mniej przenikliwego promieniowania alfa. Promieniowanie beta i alfa zarejestrowane były po raz pierwszy przez Becquerela, który opisał swoje wyniki w serii publikacji w latach 1896–1897. Promieniowanie beta jest bardziej przenikliwe niż promieniowanie alfa o porównywalnej energii, natomiast jego absorpcja jest słabsza w porównaniu z promieniowaniem gamma. Zasięg promieniowania beta zależy od energii elektronów i gęstości substancji pochłaniającej. Barierę stanowi kilka metrów powietrza lub paru milimetrowa warstwa szkła lub plastiku .
Promieniowanie gamma – wysokoenergetyczna forma promieniowania elektromagnetycznego. Za promieniowanie gamma uznaje się promieniowanie o energii kwantu większej od 50 keV. Zakres ten częściowo pokrywa się z zakresem promieniowania rentgenowskiego. Barierę stanowi kilkudziesięcio centymetrowa warstwa ołowiu stali albo kilka metrów betonu.
5. Wpływ promieniowania na organizm człowieka.
Atomy promieniotwórcze są atomami nietrwałymi. Każde jądro rozpada się po pewnym czasie, wyrzucając z siebie maleńkie cząsteczki lub porcje fal energii. Promieniowanie jądrowe może zniszczyć żywe komórki w ludzkim ciele. Nadmierna dawka promieniowania może spowodować choroby nowotworowe lub nieuleczalną chorobę popromienną. Szczególnie niebezpieczny jest promieniotwórczy gaz i pył, ponieważ może dostać się do organizmu z powietrzem, jedzeniem lub piciem. Kiedy substancje promieniotwórcze zostaną wchłonięte przez organizm, nie można już ich usunąć, a ich promieniowanie powoduje uszkodzenie komórek w głębi ciała.
6. Sposoby ochrony przed promieniowaniem
Promieniowanie alfa jest bardzo szybko pochłaniane przez powietrze, sam naskórek wystarczy żeby je zatrzymać.
Promieniowanie Beta jest trudniejsze do zatrzymania, ale wystarczy miedziana blacha.
Promieniowanie gamma, w odróżnieniu od cząstek alfa i beta nie ma "zasięgu maksymalnego" w żadnym materiale. Stosowana osłona zgodnie z prawem pochłaniania, osłabia wiązkę tym bardziej im jest grubsza. Tak materiały lekkie jak i ciężkie są w stanie zapewnić daną krotność osłabienia, różnić się będą jednak grubością. Przekroje czynne na różne rodzaje oddziaływania promieniowania gamma z materią zależą od liczby atomowej w potęgach od 1 do 4, zatem im cięższy materiał stosowany na osłony - tym mniejsza jego wymagana grubość dla zapewnienia danej krotności osłabienia. Dla przykładu, aby uzyskać 100-krotne osłabienie wiązki promieniowania gamma irydu-192 należy przygotować osłonę z betonu o grubości 32 cm albo osłonę z żelaza o grubości 9 cm albo z ołowiu o grubości 2,8cm.
Typowymi materiałami osłonowymi są ołów, uran zubożony, stal, beton. Ze względu na to, że nie tylko najcięższe materiały jak ołów stanowią skuteczną osłonę przed promieniowaniem gamma (jedynie mniejsza ich grubość wystarcza do takiej samej osłony wykonanej z materiałów lżejszych), osłony często wykonywane są z powszechniejszych i tańszych materiałów, takich jak beton z rozmaitymi domieszkami. Jednak gdy do dyspozycji jest mało miejsca bądź chodzi o małe pojemniki np. do transportu źródeł promieniotwórczych niezastąpionym materiałem osłonnym są substancje ciężkie jak np. ołów czy uran zubożony.
Źródła
podręcznik