Awarie elektrowni jądrowych



Pobieranie 2,9 Mb.
Strona1/10
Data05.11.2017
Rozmiar2,9 Mb.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

Metody i Technologie Jądrowe


„Wybuchy jądrowe i ich konsekwencje: militarne, społeczne, ekologiczne ...”

Hanna Piotrzkowska


WARSZAWA 2009


Od odkrycia procesu rozszczepienia jądra atomowego upłynęło niewiele ponad pół wieku. Tymczasem cały świat opleciony jest siatką jądrowych zakładów energetycznych. Szybki rozwój technologii jądrowej pociągnął za sobą wiele katastrof. Od zrzucenia pierwszej bomby na japońskie miasto – Hiroszima, techniki zbrojeniowe

rozwijały się lawinowo.

Kolejne detonacje bomb atomowych pokazały, że broń ta niszczy nie tylko bezpośrednio, ale jej skutki są długofalowe. Pozostawia po sobie ślad w postaci promieniowania, które utrzymuje się długo po zdetonowaniu ładunku. Wiele awarii reaktorów przekonało nas, że „żywioł jądrowy” wydarłszy się spod ludzkiej kontroli może wyrządzić wiele zła.

Szkody zaistniałe w przeszłości na skutek nieodpowiedzialnego wykorzystania energii jądrowej skłaniają do skrupulatnej kontroli podczas stosowania jej w przyszłości, a także do większego zainteresowania problemem.
Nie ulega wątpliwości, że zadaniem jakiejkolwiek broni jest doprowadzenie do destrukcji. Tak też jest w przypadku bomb atomowych tyle, że siła niszczycielska broni atomowej jest na tyle duża, że brzemię jej zastosowania może ciążyć na biosferze ziemskiej przez setki lat. Jej masowe zastosowanie może także spowodować zagładę

wyższych form życia na Ziemi. Paradoksem jest możliwość przeżycia najdrobniejszych organizmów, które są dość odporne na promieniowanie. Może się okazać, że na Ziemi pozostaną bakterie, pierwotniaki, drobne skorupiaki itp. Nastąpiłby wówczas istotny zwrot w ewolucji.

Z chwilą użycia broni jądrowej (w postaci bomb lotniczych lub głowic jądrowych) powstaje na danym obszarze rejon porażenia.

Do zasadniczych czynników rażenia towarzyszących wybuchowi jądrowemu

zalicza się:

a) falę uderzeniową, na której powstanie przypada około 50% energii wybuchu. W strefie reakcji jądrowej powstaje nie tylko niesłychanie wysoka temperatura, lecz również gigantyczne ciśnienie rzędu miliardów atmosfer. Rozgrzane i silnie sprężone gazy rozszczepiając się powodują sprężenie coraz to nowych i dalszych warstw powietrza. Powstaje fala uderzeniowa. Fala uderzeniowa razi niezabezpieczonych ludzi, burzy i niszczy budowle naziemne oraz urządzenia gospodarki komunalnej.

Działanie fali uderzeniowej na ludzi nie ukrytych może być bezpośrednie i pośrednie. Porażenia bezpośrednie są spowodowane działaniem szybko zmieniającego się ciśnienia oraz dużą prędkością powietrza w fali uderzeniowej. Porażenia pośrednie mogą być wywołane wskutek działania fali, to jest przez odłamki zburzonych budowli i inne przedmioty unoszone przez czoło fali uderzeniowej. Rażące działanie fali uderzeniowej na ludzi znajdujących się w okryciach (budowlach ochronnych) jest znacznie mniejsze.

b) promieniowanie cieplne – około 30% energii wybuchu. Kula ognista, powstająca w miejscu wybuchu jądrowego, jest źródłem promieniowania cieplnego. Składa się ono z widzialnej części widma, promieniowania nadfioletowego (ultrafioletowego) i podczerwonego. Promieniowanie cieplne rozprzestrzenia się na duże odległości z prędkością około 300 tyś. km/s (a wiec fala uderzeniowa nadchodzi później niż promieniowanie cieplne). Pochłaniane jest przez przedmioty znajdujące się nawet w znacznych odległościach od wybuchu, co powoduje ich nagrzanie, zwęglenie lub palenie się, zależnie od wielkości impulsu oraz czasu działania energii cieplnej. Wielkość impulsu zależy od: odległości od wybuchu, jego rodzaju i mocy oraz przejrzystości atmosfery. Promieniowanie cieplne powoduje oparzenia skóry (I, II, III stopnia), a towarzyszące mu silne promieniowanie świetlne także porażenie wzroku (oślepienie).

c) promieniowanie przenikliwe – około 5 – 10% energii wybuchu. Jest to strumień neutronów i promieniowania gamma działający w momencie wybuchu jądrowego. W wyniku jonizacji i aktywacji wywołuje destruktywne skutki biologiczne. Jest poważnym zagrożeniem dla organizmów żywych. Rażące działanie promieniowania przenikliwego na organizmy żywe zależy od energii dawki promieniowania pochłoniętej przez organizm. W chwili oddziaływania promieniowania przenikliwego człowiek nie odczuwa żadnego bólu, nie występują też żadne widoczne zmiany w organizmie. Stopień choroby popromiennej u ludzi zależy od wielkości sumarycznej dawki promieniowania, czasu napromieniowania, wielkości powierzchni ciała, która została napromieniona oraz indywidualnych właściwości organizmu. Promieniowanie przenikliwe dość szybko maleje wraz ze zwiększaniem się odległości od miejsca wybuchu. Wynika to z rozproszenia promieniowania w atmosferze. Jego strumień słabnie w zależności od gęstości i grubości materiału. Dlatego też działanie tego promieniowania można osłabić przez zastosowanie osłon.

d) promieniotwórcze skażenie, na które przypada również 5 – 10% energii wybuchu.

Największe skażenie promieniotwórcze towarzyszy naziemnym (nawodnym) i podziemnym (podwodnym) wybuchom jądrowym, ponieważ w składzie pyłu promieniotwórczego wypadającego na śladzie obłoku znajdują się ogromne ilości izotopów sztucznych, wzbudzonych strumieniem neutronów z reakcji jądrowej i zassanych wraz z masami ziemi do atmosfery.

Skażenie promieniotwórcze, czy to powstałe w wyniku wybuchu jądrowego, czy też w efekcie awarii np. elektrowni jądrowych lub innych urządzeń z substancjami radioaktywnymi, w efekcie jest podobne, różni się tylko rodzajem uwolnionych substancji radioaktywnych. Efekt osiadania pyłu promieniotwórczego prowadzi do promieniotwórczego skażenia terenu i znajdujących się na nim obiektów oraz produktów i źródeł wody.

e) impuls elekromagnetyczny (jest to krótkotrwałe pole elektromagnetyczne powstające podczas wybuchów jądrowych). Każdemu wybuchowi jądrowemu towarzyszy impuls elektromagnetyczny, powstający na skutek tworzenia się w otaczającej przestrzeni pola elektromagnetycznego, które powoduje przepięcia w przewodach i kablach napowietrznych, podziemnych liniach łączności, antenach radiostacji i liniach elektroenergetycznych, wywołując krótkotrwałe zakłócenia w pracy lub trwałe uszkodzenia niektórych elementów. W wyniku tych czynników ludność może ulec

porażeniu, a obiekty uszkodzeniu lub zniszczeniu. Stopień porażenia lub zniszczenia (uszkodzenia) zależy przede wszystkim od mocy i rodzaju wybuchu, wytrzymałości obiektów na działanie czynników rażących, a także od warunków atmosferycznych oraz ukształtowania i pokrycia terenu. Stopień strat i zniszczeń zależy od odległości od miejsca wybuchu jądrowego, rodzaju wybuchu i mocy ładunku.

Awarie reaktorów oraz wybuchy bomb jądrowych są przyczyną emisji dużych ilości substancji promieniotwórczych do biosfery. Radioizotopy najczęściej emitowane są do troposfery w postaci drobnych pyłów, tzw. aerozoli. Osiadają one na zbiornikach wodnych, glebie. W ten sposób wchodzą w obieg materii w łańcuchach troficznych różnych ekosystemów. Ze względu na roznoszenie izotopów promieniotwórczych przez wiatr i wodę, skażenia mogą objąć znaczne obszary. Izotopy te kumulują się w różnych narządach organizmów, przy czym ich koncentracja wzrasta w kolejnych poziomach łańcucha pokarmowego. Poszczególne narządy i tkanki pochłaniają różne izotopy, które dzięki dobremu kontaktowi z komórkami organizmu indukują powstawanie nowotworów.

Negatywny skutek zdrowotny oddziaływania promieniowania z organizmem

może być efektem dwojakiej ekspozycji:

- napromieniowanie żywej tkanki

- wniknięcie izotopów promieniotwórczych w struktury organizmu.

Szczególnie szkodliwe jest wprowadzenie izotopów promieniotwórczych do organizmu. Może to doprowadzić do powstania nowotworów, na nawet śmierci. Niekiedy występują obydwa typy ekspozycji jednocześnie. Niezależnie od sposobu napromienienia, o jego negatywnym skutku somatycznym mogą decydować różne czynniki charakteryzujące promieniowanie i jego źródło.

W wyniku oddziaływania promieniowania jonizującego z tkankami zwierzęcymi, powstają jony oraz wolne rodniki, które w efekcie mogą spowodować zmiany w strukturze DNA i białka. Niosą one ze sobą zarówno skutki genetyczne jak i somatyczne. Dlatego oddziaływanie takie może być, w zależności od mocy dawki, niekorzystne zarówno dla osoby napromieniowanej jak i jej potomstwa. Gdy dany organizm narażony jest na pochłonięcie znacznej dawki promieniowania, należy liczyć się z powstaniem różnych powikłań, co zostało już wielokrotnie dowiedzione. Ze względu na charakter negatywnych efektów popromiennych, możemy podzielić je na:

- skutki somatyczne,

- skutki genetyczne.

Te pierwsze objawiają się w przypadku bardzo silnego napromienienia organizmu. Medycyna miała okazję poznać tego rodzaju efekty działania promieniotwórczości po wybuchu bomby zrzuconej na Hiroszimę 6 sierpnia 1945 roku. Skutkiem somatycznym są oparzenia popromienne, choroba popromienna, białaczka i inne nowotwory, zniszczenie szpiku kostnego. Skutki somatyczne mogą się jednak objawiać w inny sposób. Zmiany dermatologiczne są charakterystyczne dla fali uderzeniowej, powstałej w wyniku detonacji bomby atomowej.

Efektem ekspozycji na promieniowanie o wysokiej mocy mogą być takie zachowania organizmu jak wahania ciśnienia krwi, tętna, temperatury ciała.

W przypadku ekspozycji organizmu na promieniowanie o bardzo wysokiej mocy, dochodzi do śmierci organizmu. Wśród rozpatrywanej populacji mogą być organizmy silniejsze i słabsze, więc dla poszczególnych osobników dawka śmiertelna będzie się nieco różnić.

Drugą ważną grupą skutków popromiennych stanowią zmiany genetyczne. Mogą one zachodzić także przy mniejszych wartościach napromienienia. W przypadku wystąpienia skutków somatycznych, zwykle mamy także do czynienia z wystąpieniem skutków genetycznych. Promieniowanie jonizujące wywołuje uszkodzenia chromosomów, lub w pojedynczych nukleotydach DNA. Ponieważ cząsteczka DNA jest swoistą matrycą dla tworzącego się „ produktu biologicznego” , w przypadku jej uszkodzenia, mogą nastąpić powikłania nowotworowe. Skutki genetyczne napromienienia będą, zatem odczuwać następne pokolenia. Wystąpienie nowotworu nie jest jednak przesądzone, ponieważ np. mutacja może zajść w części nie kodującej DNA.

Izotopy promieniotwórcze mogą być także bezpośrednio absorbowane przez organizm, w wyniku czego, gromadzą się w jego narządach. Dochodzi wówczas do skażenia wewnętrznego. O ile niektórzy twierdzą, że ekspozycja na niewielkie dawki promieniowania ma pozytywny wydźwięk zdrowotny (hipoteza ta jest kwestionowana przez wielu badaczy), tak w tym przypadku nikt nie ma wątpliwości, co do jej szkodliwości.



Równoważnik dawki




Objawy

0,25

0,5
1-2

2-3

3-5

10-30

-Brak objawów klinicznych. Rzadkie występowanie nieznacznych objawów hematologicznych
-Brak objawów klinicznych. Nieznaczne, przemijające objawy we krwi

-Objawy kliniczne o niewielkim nasileniu. Znaczne prawdopodobieństwo objawów późnych


-Ciężkie objawy kliniczne. Dawka śmiertelna w 25% (śmierć po około 30 dniach)
-Ciężkie objawy kliniczne. Dawka śmiertelna w 50% przypadków
-Śmierć w przeciągu od kilku do kilkunastu dni

Skutek zdrowotny w zależności od dawki promieniowania jonizującego w Grejach (Gy)4

Do tej pory główną uwagę skupiono na somatycznych, a zatem widocznym, uszkodzeniach na terenach skażonych. Różne gatunki mogą jednak reagować na napromieniowanie w sposób ukryty i długofalowy (organizmy niższe, np. bakterie i pierwotniaki, są stosunkowo odporne na napromienianie). Na obszarach silnie napromienionych dochodzi do destrukcji flory i fauny. Pozostają „ puste” pola, na których normalnie natychmiast zaczęłaby przebiegać sukcesja ekologiczna, której efektem jest osiągnięcie przez ekosystem stadium klimaksowego (np. las).



Silnie skażony teren nie może stanowić jednak niszy ekologicznej odpowiedniej dla rozwoju roślinności. Jeżeli natomiast skażenie jest niewielkie, może dojść do wyginięcia pojedynczego gatunku takiego, który ma wąski zakres odporności na promieniowanie. Brak danego gatunku może spowodować zachwianie równowagi ekosystemu. W wyniku luki w dotychczasowej sieci troficznej ( jeżeli na tym gatunku opierała się struktura troficzna ekosystemu, tzw. „ gatunek kluczowy”), może dojść do całkowitego przekształcenia formacji, włącznie z wyginięciem pozostałych gatunków roślin i zwierząt.

Od wynalezienia bomby atomowej w 1945, miało miejsce ponad 2000 próbnych wybuchów jądrowych. Część ekspertów uważa jednak, że liczba testów jądrowych przeprowadzonych przez ZSRR, Chiny i Francję była większa od podawanej. Na liczbę 2366 wybuchów składają się: 1030 amerykańskich (815 podziemnych i 215 w atmosferze), co najmniej 1000 radzieckich (ustalono 508 podziemnych i 207 w atmosferze), 205 francuskich (ustalono 148 podziemnych i 54 w atmosferze), 45 brytyjskich (z tego 23 na terenie USA), 73 chińskie (ustalono 23 w atmosferze i 20 podziemnych), co najmniej 7 indyjskich i 5 pakistańskich. W wyniku tych eksplozji zginęło znacznie więcej ludzi niż w wyniku wybuchu jedynych dwóch bomb, jakich do tej pory użyto w czasie wojny.





Mapa przedstawia miejsca, w których dochodziło do wybuchów jądrowych.11

Przed zrzuceniem bomby na Hiroszimę i Nagasaki, dokonano pierwszej, próbnej eksplozji jądrowej 16 lipca 1945 roku, na poligonie w Alamagordo (stan Nowy Meksyk). Weterani tego wydarzenia, wspominali po latach, że musieli „biec w podskokach”, bo ziemia parzyła przez buty, że w niektórych samochodach zapaliły się opony. Jakie dostali dawki promieniowania, nie wiadomo, bo nie mieli klisz radiometrycznych. Wojskowi odnotowali, że wielu żołnierzy miało później biegunkę, niektórym wypadały włosy, ale ostatecznie skonstatowano, że „właściwie nic się nikomu nie stało”. Dopiero po latach, organizacje pozarządowe podniosły alarm, że zadziwiająco wielu uczestników tych ćwiczeń zmarło później na nowotwory.

Amerykanie pierwsze wybuchy w czasie pokoju robili na poligonach w Nowym Meksyku i w Nevadzie. Szybko jednak, pod naciskiem opinii publicznej, musieli je przenieść poza granice kraju. Zaczęły się próby na Pacyfiku. Było ich 315 (127 amerykańskich, przeważnie na atolu Bikini, 176 francuskich na atolu Murroa i 12 francuskich na atolu Fangataufa).

Na atolu Bikini żyło plemię polinezyjskie złożone z dwudziestu kilku rodzin. Przekonano króla, by zgodził się na „czasowe” przeniesienie całej wspólnoty na inną wyspę. Po serii „doświadczeń” mieli na Bikini powrócić. Dopiero po fakcie Polinezyjczycy zrozumieli, że na swoją wyspę nie wrócą nigdy.


Po wybuchach na Bikini, po raz pierwszy zaczęła powstawać społeczna świadomość nieodwracalności skażenia i jego skutków dla przyrody. Pojawiły się pierwsze protesty o charakterze ekologicznym. Głośna stała się sprawa wielkich żółwi morskich, które po złożeniu jaj, zamiast powrócić do morza, traciły orientację, szły w głąb lądu i ginęły. Po raz pierwszy na większą skalę zaczęto zadawać pytanie: jeśli „to” tak działa na żółwie, to jak działa na nas?

W samym ZSRR, w czasach pokoju, dokonano około tysiąca próbnych wybuchów jądrowych. Poligony atomowe rozrzucone były po całym obszarze kraju. Poligonów atomowych było w ZSRR aż 110, a największe to Semipałatyńsk w dzisiejszym Kazachstanie, Tockoje między Orenburgiem a Kujbyszewem (700 km od Moskwy) i Nowa Ziemia na Oceanie Arktycznym.

W Tockoje stacjonowała specjalna jednostka wojskowa używana do testowania na ludziach skutków wybuchów jądrowych. W manewrach z użyciem autentycznych bomb atomowych brało udział 45 tysięcy żołnierzy.

Manewry z udziałem ludzi i bomb atomowych prowadzone były najczęściej na poligonie w Tockoje oraz na poligonie koło Semipałatyńska. Żołnierzy rozmieszczono w ziemiankach, okopach i nawet zupełnie płytkich transzejach. Na poligonie rozmieszczono też prawdziwe czołgi, armaty, samoloty i żywe zwierzęta. Zwierzęta rozmieszczono w różnych miejscach, w ziemiankach, okopach i na otwartej przestrzeni. W specjalnych bunkrach umieszczono przyrządy pomiarowe i kamery. W czasie wybuchu filmowały one płonące żywcem owce, obdzierane ze skóry konie, które później, ciągle żywe, okaleczone podrygiwały bezradnie przywiązane do palików. Tego, co działo się z żołnierzami w płytkich transzejach nie filmowano, lub też do dziś nie ujawniono takich filmów.

W 1953 roku Związek Radziecki miał już broń termojądrową. Pierwszej eksplozji dokonano w sierpniu 1956 roku na poligonie koło Semipałatyńska. Sacharow, który zdawał sobie sprawę, że siła wybuchu będzie znacznie większa, wymusił na wojskowych ewakuację ludności z okolicznych wsi.

W czasie pierwszej próby atomowej na poligonie Semipałatyńsk kierunek wiatru był taki, że radioaktywny pył spadł na utajnione miasteczko Kurczatow, gdzie mieszkali i pracowali twórcy bomb. Opad dotknął też Nowosybirska i wielu innych miast. Przy następnych wybuchach uważano na kierunek wiatru, by wiał on w kierunku kazachskich wsi. Zasięg opadu radioaktywnego jest jednak bardzo duży. Radioaktywna chmura docierała stąd na Północny Ałtaj, a także na tereny chińskiej prowincji Xinijiang.

Według oficjalnych źródeł rosyjskich, na Północnym Ałtaju skażenie dotknęło ponad 40 miejscowości zamieszkałych przez 78 tysięcy ludzi. Według organizacji ujgurskich, w rejonie miasta Kaszgar w Xinijiangu, na chorobę popromienną zmarło, co najmniej 250 tysięcy ludzi i do dziś w Kaszgarze umiera średnio 25 osób dziennie. W Xinjiangu miały miejsce też chińskie wybuchy atomowe, ale było ich znacznie mniej.
Znacznie gorzej przedstawia się skażenie Północnego Ałtaju według źródeł pozarządowych. Skutkami napromieniowania, według tych danych, miało zostać dotknięte 2,3 miliona ludzi. 21400 osób otrzymało dawki promieniowania aż 800 razy przekraczające dopuszczalną normę. Leonid Iljin, dyrektor Instytutu Biofizyki badającego skutki skażenia w tym rejonie, twierdzi, że w niektórych miejscach promieniowanie przekraczało dopuszczalne normy aż 1800 razy. Ludzie, którzy się tam znaleźli ginęli natychmiast.

W rejonie Semipałatyńska próbowano zrealizować „pokojowe zastosowanie energii jądrowej”. Koło wsi Znamienka, za pomocą bomby o mocy 140 kiloton „wykopano” sztuczne jezioro o średnicy 400 metrów i głębokości 100 metrów. Jak pisze Jacek Hugo-Bader „pojawiły się w nim nawet ryby - tyle że bez oczu”. Uczeni radzieccy planowali w ten sposób tworzyć sztuczne oazy na pustyniach. Nowa Ziemia, to należący do Rosji archipelag, o powierzchni ponad 82,6 tys. kilometrów kwadratowych na Morzu Arktycznym.1955 roku, nad wyspami wyrósł pierwszy grzyb atomowy. W 1961 Rosjanie zdetonowali tu największą na świecie bombę jądrową, wodorową Car Bombę o mocy 58 megaton. To 3867 razy więcej, niż wynosiła siła bomby zrzuconej na Hiroshimę. Wytworzona przez bombę energia to około jednego procenta mocy powierzchni Słońca. Leżące w pobliżu miejsca wybuchu wysepki wyparowały. Zagrażające życiu oparzenia trzeciego stopnia mogły wystąpić sto kilometrów od miejsca wybuchu. Fala uderzeniowa nim wywołana okrążyła Ziemię trzy razy. Grzyb atomowy o wysokości 60 km wysokości i średnicy do 40 km był widoczny z odległości 900 km. Teren jest tak skażony, że do ewentualnego zamieszkania będzie się nadawał za wiele milionów lat.

Dotychczas, człowiek tylko dwukrotnie odważył się na użycie bomby atomowej w trakcie trwania konfliktów zbrojnych. „...6 sierpnia 1945 roku niebo nad Hiroszimą nagle eksplodowało. Błysk silniejszy niż słońce w ułamku sekundy zalał całe miasto. W jednej chwili jakby otworzyły się bramy piekieł. Dziesiątki tysięcy ludzi po prostu zniknęło. O godzinie 8.16.02 Hiroszimę dosięgła zagłada. Trzy dni później ten sam los przypadł w udziale innemu miastu – Nagasaki. I tam również rozszalało się piekło.” Takie były efekty działania tylko dwóch bomb. Bomb, których użycie zmieniło oblicze świata.

W 1945 roku w Hiroszimie znajdowała się baza japońskiej armii oraz port marynarki wojennej. W mieście mieszkało 350 tys. ludzi. Amerykańscy wojskowi wierzyli, że zrzucenie na Hiroszimę z pokładu samolotu Enola Gay bomby atomowej, było jedynym sposobem zakończenia wojny.



Na wysokości 565 m nad miastem bomba eksplodowała. Piekielna temperatura sięgająca 300 000 stopni Celsjusza stopiła wszystko w promieniu 300-400 m – w tym także wszystkich ludzi, którzy się znajdowali blisko centrum wybuchu. W odległości kilometra ciała ludzkie paliły się żywym ogniem. Nawet ci, którzy znajdowali się 3,5 kilometra od miejsca eksplozji, doznali dotkliwych oparzeń. Później pojawiła się fala uderzeniowa. Gnając z prędkością 800 do 1500 km/h, zmiatała wszystko na swej drodze, zrównując z ziemią każdy budynek w promieniu dwóch, trzech kilometrów. Trzynaście kilometrów kwadratowych zabudowy po prostu zniknęło. Po pewnym czasie na miasto spadł ciężki, czarny, radioaktywny deszcz. Gigantyczny grzyb dymu i pyłu uniósł się na wysokość piętnastu kilometrów i był długo widoczny jeszcze z odległości sześciuset kilometrów od miejsca eksplozji.
15-kilometrowy grzyb atomowy nad Hiroszimą13


  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10


©operacji.org 2017
wyślij wiadomość

    Strona główna