- Човешките грешки, природните бедствия и техническите проблеми увеличават рисковете, свързани с производството на ядрена енергия.
- Изпускането на радиоактивни материали във въздуха може да причини лъчева болест и да увеличи случаите на рак и генетични дефекти.
- Известно е също, че ядрените аварии влияят върху околната среда, засягайки почвата, водата, животните и растенията.
Според Международната агенция по енергетика (МАЕ) ядрената енергия представлява около 10 процента от световното производство на електроенергия. Това е и вторият по големина източник на нисковъглеродна енергия.
Ядрената енергия обикновено се получава чрез ядрено делене, разделяне на атомни ядра. Ядреното делене може да възникне или като верижна реакция, или като неверижна реакция. Все пак ядрените енергийни реактори обикновено работят с верижни реакции, при които всяко събитие на делене произвежда неутрони, които могат да продължат, за да предизвикат допълнителни реакции на делене, водещи до самоподдържаща се реакция.
Уран-235 обикновено се използва за този процес, защото лесно се разделя на по-малки ядра при сблъсък с неутрони. В резултат на това той освобождава огромно количество енергия, генерирайки топлина и пара, които след това се използват за задвижване на турбини, които произвеждат електричество.
Уран-235 обаче е радиоактивен материал. Това означава, че излъчва йонизиращо лъчение, способно да увреди живите тъкани и да причини дълготрайно въздействие върху околната среда. Това е основен проблем при използването на ядрена енергия, както видяхме в редица ядрени бедствия.
Човешки грешки, природни бедствия и повреда на оборудването са допринесли за най-тежките ядрени аварии.
Ето някои от тях.
Чернобилската катастрофа
Дата: 26 април 1986 г.
Причина: Човешка грешка и грешка в дизайна на реактора
Ефекти: Според официалния, международно признат брой на загиналите, 31 души са загинали като непосредствен резултат от инцидента, докато ООН изчислява, че 50 смъртни случая могат да бъдат пряко приписани на бедствието. През 2005 г. се прогнозира, че още 4000 евентуално ще умрат в резултат на излагането на радиация.
Международна агенция за атомна енергия (INES) Класификация: Ниво 7 (максимална сериозност).
Въпреки че консенсусът остава неуловим и статистиката е обект на интензивен дебат, някои твърдят, че евентуалният брой на смъртните случаи от ракови заболявания, произтичащи от излагане на радиация в Чернобил, може да достигне десетки или дори стотици хиляди.
Радионуклиди от аварията са открити в растенията, почвата, водата, животните и продукти от животински произход (като мляко и вълна).
В нощта на 26 април 1986 г. реактор РБМК-1000 прегрява и се взривява в атомната електроцентрала в Чернобил, близо до град Припят, Украйна.
Операторите се опитват да симулират прекъсване на захранването, за да тестват реакцията на системите за безопасност на реактора. По-конкретно, те искат да оценят способността на турбините на реактора да осигурят достатъчно мощност за охлаждане на ядрото на реактора в случай на спиране.
За да направят това обаче, те нарушават протоколите за безопасност, като деактивират механизмите за автоматично изключване и намалят мощността до опасно ниски нива.
Нещо повече, реактор № 4 в Чернобил има дефект в конструкцията, по-специално положителен коефициент на празнота. Когато водата (охлаждащата течност на реактора) се превръща в пара, тя става по-малко ефективна при забавяне на неутроните и реактивността на реактора се увеличи.
Тъй като реактор №4 става по-реактивен, той произвежда повече пара и повече мощност, докато претърпява пик на топлина и мощност, което в крайна сметка предизвиква парна експлозия, разрушавайки ядрото на реактора и освобождавайки значително количество радиоактивни материали във въздуха.
При втора експлозия графитният модератор на реактора се запалва, което е причина работниците в централата и пожарникарите да са изложени на високи дози радиация. Най-малко 30 от тях загиват само седмици след експлозията.
Жителите на Припят са евакуирани 36 часа след експлозията; много от тях вече са започнали да показват симптоми на радиационно отравяне. Тъй като радиоактивното замърсяване се разпространява, зоната за евакуация е разширена и е създадена Зона за отчуждение в Чернобил. Днес тази ограничена зона обхваща около 1000 квадратни мили (2600 квадратни километра).
Според Световната здравна организация (СЗО) 600 000 души в рамките на Съветския съюз са били изложени на радиация поради тази авария. Докладите свързват това с повишена честота на ракови заболявания сред хората, живеещи в засегнатите райони.
Катастрофата във Фукушима
Дата: 11 март 2011 г.
Причина: Природно бедствие
Ефекти: Приблизително 2313 смъртни случая са свързани с бедствието, повече от 100 000 души са евакуирани и има замърсяване на сушата и морето.
Класификация по INES: Ниво 7 (максимална тежест).
На 11 март 2011 г. земетресение с магнитуд 9,0 удря североизточното крайбрежие на Япония. В атомната електроцентрала Fukushima Daiichi, управлявана от Токийската електрическа компания (TEPCO), реакторите отчитат земетресението и се изключват автоматично.
Земетресението обаче предизвиква масивно цунами с вълни, достигащи до 130 фута (40 метра) височина, а електроцентралата се оказва на пътя му. Цунамито преодолява морската стена и изважда от строя аварийните дизелови генератори (EDG), осигуряващи резервно захранване, за да продължи изпомпването на охлаждащата течност около ядрата на реактора, които остават горещи въпреки спирането.
Без подходящо охлаждане, ядрата на реактора започват да прегряват, което води до частично стопяване на горивните пръти. Последват химически експлозии, а радиоактивни вещества изтичат във въздуха и морската вода. Над 300 000 души са евакуирани, тъй като забранителната зона около електроцентралата достигна 18 мили (30 километра).
Обширните усилия за почистване и обеззаразяване позволяват повечето райони в забранената зона да бъдат отворени отново от 2014 г. нататък. През 2022 г. град Футаба (на три мили или пет километра от електроцентралата) е последният град, който е отворен отново. Въпреки това само 18% от населението преди аварията е изявило желание да се върне в общините в евакуираната зона.
Реакторите са охладени с вода и замърсената вода е съхранявана в резервоари, докато миналата година не започна изпускането й в океана въпреки международната опозиция.
Катастрофата в Кищим
Дата: 29 септември 1957 г.
Причина: Повреда на оборудването и човешка грешка.
Ефекти: Излагане на радиация на приблизително 270 000 души. Радиационно замърсяване на животни, растения, храна, вода и земя. Вероятна смърт на стотици хора.
Класификация на INES: Ниво 6 (сериозен инцидент).
Катастрофата в Кищим се случва на 29 септември 1957 г. в производственото обединение Маяк, ядрен комплекс, по-известен с кодовото име Челябинск-40, близо до град Челябинск на източните склонове на централните Уралски планини в Съветския съюз. Комплексът преработва ядрено гориво и произвежда плутоний за използване в ядрени оръжия. Поради тази причина в него има голямо количество радиоактивни отпадъци.
Течните отпадъци се съхраняват в подземни резервоари, единият от които е с неизправна охладителна система. В продължение на повече от година съдържанието на резервоара става все по-горещо от радиоактивния разпад, докато резервоарът експлодира със сила, еквивалентна на около 70 тона TNT.
Експлозията изпраща облак от радиоактивни утайки високо във въздуха. Шлейфът се носи на стотици мили през регион със стотици хиляди жители. Основната зона на замърсяване е с радиус от около 62 мили (100 километра). Тази област сега се нарича Радиоактивна следа на Източен Урал (EURT).
По време на катастрофата в Кищим съветското правителство има политика на секретност по отношение на ядрените дейности. Всъщност отнема около седмица, за да се вземе решение за евакуацията на 10 000 местни жители, много от които вече страдат от радиационно отравяне. Къщите, животните, растенията и земята са замърсени с радиация. Боровите дървета загиват, засягайки дивата природа.
Сега знаем, че около 9 000 квадратни мили (23 000 квадратни километра) земя е била замърсена и че най-малко 270 000 души са били изложени на радиоактивните утайки от инцидента.
Огънят Windscale
Дата: 10 октомври 1957 г.
Причина: Грешка в конструкцията на реактора.
Ефекти: широко разпространено радиационно замърсяване, забрана за мляко, възможни дългосрочни последици за здравето.
Класификация на INES: Ниво 5 (инцидент с по-широки последици).
Пожарът в Windscale е ядрен инцидент, случил се на 10-ти октомври 1957 г. в ядреното съоръжение Windscale (сега Sellafield) в Cumberland, Англия. Инсталацията се състои от два реактора с графитен модератор, използвани за производство на плутоний за програмата за ядрени оръжия на Обединеното кралство.
Инцидентът става по време на рутинно нагряване на активната зона на реактора, предназначено да регулира нивата на енергия на Wigner, натрупана поради изместването на въглеродните атоми в кристалната структура на графита след многократно неутронно бомбардиране. Тази енергия трябва редовно да се отгрява чрез процес на нагряване, който освобождава енергията.
Този път обаче реакторът прегрява до 750°F (400°C), дори след процеса на отгряване. Три дни след първото откриване на топлинната аномалия, тъй като усилията за охлаждане са неуспешни, прегряваща горивна касета се пали. Охлаждащите вентилатори, които са ускорени, за да помогнат за охлаждане на реактора, захранват допълнително пламъците.
Положени са усилия за потушаване на пожара, включително изпомпване на въглероден диоксид и вода, като в крайна сметка реакторът се охлажда до стабилна температура.
Огънят обаче е причинил разпространението на радионуклидите в Обединеното кралство, Уелс и части от Северна Европа. Поради възможността кравите да ядат замърсена трева, британското правителство въвежда забрана за консумация на мляко от крави, отглеждани на площ от 200 квадратни мили (520 квадратни километра) около реактора.
Докато инцидентът първоначално е омаловажаван, с течение на времето случаите на рак и генетични заболявания в засегнатата област са свързани именно с последствие от пожара.
Това е най-лошата ядрена авария в историята на Обединеното кралство.
Three Mile Island
Дата: 28 март 1979 г.
Причина: Човешка грешка, водеща до инцидент със загуба на охлаждаща течност и частично ядрено разтопяване.
Ефекти: Масова евакуация.
Класификация на INES: Ниво 5 (инцидент с по-широки последици).
Аварията на Three Mile Island се случва на 28-ми март 1979 г. в атомната генераторна станция Three Mile Island близо до Харисбърг, Пенсилвания.
Аварията започва като относително лека неизправност във вторичния охладителен кръг, което води до повишаване на температурата в първичния охладител.
Въпреки че реакторът претърпява автоматично спиране, уредите не успяват да регистрират отказа на предпазен клапан да се затвори. Това води до значителна загуба на първичен топлоносител, което позволява натрупването на остатъчна топлина от разпада в активната зона на реактора, което предизвиква сериозни щети.
Операторите не забелязват това и реакторът продължава да губи охлаждаща течност, докато горната част на ядрото на реактора не е изложена и интензивната топлина причинява частично ядрено разтопяване. Радиоактивни изотопи изтичат в охлаждащата вода. Когато това е открито, цялата сграда на херметичната конструкция е замърсена с радиоактивен газ.
Надзорникът на Three Mile Island обявява извънредна ситуация. Бременни жени и деца в предучилищна възраст в радиус от пет мили от централата са евакуирани два дни след аварията, тъй като нивата на радиация в района се повишават. До петък, 30-ти март, зоната за евакуация е разширена до радиус от 20 мили.
Независими здравни проучвания не показват доказателства за необичаен брой ракови заболявания в района в годините след инцидента. Почистването обаче отнема близо 12 години и струва приблизително 973 милиона долара, което прави аварията на Three Mile Island най-тежката авария в историята на американската търговска индустрия за производство на ядрена енергия.
Източник: InterestingEngineering
