Czy zaszkodzi nam promieniowanie przy normalnej pracy elektrowni jądrowych?

Dawki wokoło elektrowni jądrowych też są bardzo małe – i nie szkodzą!

Stanowisko energetyki jądrowej – redukujemy dawki ile tylko można!

Elektrownie jądrowe wytwarzają obecnie około 17% energii elektrycznej zużywanej na świecie, a liczba bloków z reaktorami energetycznymi przekroczyła 440 w 32 krajach świata. Mimo to wkład elektrowni jądrowych w ogólny poziom promieniowania jest pomijalnie mały – 0,001 mSv/rok wobec średnio 2,4 mSv/rok jakie otrzymuje człowiek wskutek promieniowania tła naturalnego i dodatkowo 0,86 mSv/rok z zabiegów medycznych.

Wraz z rozwojem energetyki jądrowej podnoszono stale bezpieczeństwo jądrowe i obniżano dawki promieniowania. Obecne uwolnienia produktów radioaktywnych z elektrowni jądrowych (EJ) są pomijalnie małe, a także w przeszłości uwolnienia podczas normalnej eksploatacji EJ nie powodowały wykrywalnych efektów zdrowotnych. Ale dyskusja trwa. Skutki katastrofy w Czarnobylu, chociaż była ona tylko jednym odosobnionym wypadkiem, bynajmniej nie reprezentatywnym dla energetyki jądrowej, rzucają cień wątpliwości na dobre wyniki wszystkich innych elektrowni. Z drugiej strony wiemy, że inne elektrownie poza Czarnobylem z uwagi na całkowicie odmienną konstrukcję nie mogą spowodować podobnego skażenia otoczenia. Ponadto przeciwnicy energetyki jądrowej donoszą wciąż o zachorowaniach na białaczkę, rzekomo powodowanych przez instalacje jądrowe. Jaka jest prawda? Zacznijmy od faktów.

Uwolnienia radioaktywne z EJ i z zakładów przerobu paliwa wypalonego są stale kontrolowane. Wyniki pomiarów podlegają kontroli urzędów dozoru jądrowego w krajach prowadzących eksploatację EJ, a w skali globalnej są zbierane i publikowane przez Komitet Naukowy ONZ ds. Skutków Promieniowania Atomowego (UNSCEAR). UNSCEAR publikuje także inne dane dotyczące promieniowania, między innymi wielkości uwolnień substancji radioaktywnych z elektrowni opalanych paliwem organicznym – które wbrew oczekiwaniom porównywalne są z uwolnieniami z EJ.

Systematyczne wysiłki energetyki jądrowej zmierzające do redukcji emisji substancji radioaktywnych (czyli ich emisji do otoczenia) i utrzymania narażenia narażenia pracowników i ludności na promieniowanie na poziomie tak niskim jak to możliwe w rozsądnych granicach (as low as reasonably achievable – ALARA)¹⁰⁰ doprowadziły do imponujących sukcesów. Nikt ani z personelu, ani z ludności wokoło elektrowni nie otrzymał dawek, które spowodowałyby utratę zdrowia lub życia, nikt – poza ofiarami Czarnobyla, który nie jest typowy dla reaktorów energetycznych i zasługuje na osobną dyskusję. Energetyka jądrowa z natury rzeczy nie wydziela gazów powodujących efekt cieplarniany¹⁰¹, ani nie powoduje zanieczyszczeń atmosfery związkami siarki, azotu i pyłami tak jak energetyka węglowa. Dzięki temu zaś, że od pierwszych lat jej rozwoju przywiązywano ogromną wagę do redukowania emisji substancji radioaktywnych i narażenia radiacyjnego personelu, energetyka jądrowa osiągnęła wyniki, które mogą być wzorem dla innych gałęzi przemysłu. Dotyczy to zarówno działań zmierzających do zmniejszania zagrożeń społeczeństwa jak i pracowników. 

Małe i wciąż obniżane narażenie radiacyjne pracowników elektrowni.

Ludźmi najbardziej narażonymi na promieniowanie z EJ są jej własni pracownicy. Dlatego kierownictwo elektrowni przykłada dużą wagę do redukcji dawek, jakie pracownicy otrzymują w czasie normalnej pracy i remontów urządzeń. Nie wystarcza przy tym chronić najbardziej narażonych pracowników kosztem dawek otrzymywanych przez innych pracowników. Celem jest zmniejszenie dawki kolektywnej¹⁰², czyli sumy wszystkich dawek otrzymywanych przez wszystkich pracowników elektrowni i personel czasowo zatrudniony przy pracach naprawczych.

Dbałość o zmniejszanie narażenia radiacyjnego nie powoduje bynajmniej obniżenia efektywności pracy elektrowni, wręcz przeciwnie, ich współczynniki wykorzystania mocy zainstalowanej rosną, chociaż dawki pracowników maleją. Dane zbierane przez urzędy dozoru jądrowego w różnych krajach i przez Światowe Stowarzyszenie Operatorów EJ – WANO (World Association of Nuclear Operators) wykazują, że w elektrowniach o najwyższych współczynnikach wykorzystania mocy zainstalowanej dawki kolektywne są najniższe¹⁰³. 

Na Rys. 2.11 widać krzywe oparte na danych WANO przedstawiające wzrost średniego współczynnika wykorzystania mocy zainstalowanej we wszystkich EJ na świecie¹⁰⁴, oraz dawki kolektywne w EJ z reaktorami PWR (Pressurized Water Reactor – reaktor wodny ciśnieniowy)¹⁰⁵, a więc takimi, jakie prawdopodobnie będą budowane w Polsce (nie przesądzając oczywiście wyników przyszłych przetargów na dostawę technologii, które są już kwestią biznesową). Dawki te, otrzymywane łącznie przez wszystkich pracowników elektrowni jądrowych, włączając w to zespoły remontowe spoza elektrowni, systematycznie maleją. 

Rys. 2.11. Wzrost średniego współczynnika wykorzystania mocy zainstalowanej w EJ na świecie i obniżanie średniej dawki kolektywnej na rok pracy bloku z reaktorem PWR. Dane z raportu WANO¹⁰⁶

W przemyśle jądrowym przyjęto zasadę „Bezpieczeństwo jest sprawą wspólną” i elektrownie jądrowe prowadzą stale wymianę doświadczeń, tak że metody pracy opracowane w jednej elektrowni są udostępniane innym elektrowniom. Pomaga to bardzo w podnoszeniu niezawodności i obniżaniu narażenia radiacyjnego. 

Stałe zmniejszanie emisji promieniowania z elektrowni jądrowych.

Gdy rozważamy rozwój energetyki jądrowej w Polsce, pytmy przede wszystkim, czy bezpieczne jest sąsiedztwo elektrowni jądrowych.

Według zasad przyjętych przez Komisję Energii Atomowej USA w połowie XX wieku, a więc na samym początku rozwoju energetyki jądrowej, żadna osoba nie może być narażona na znaczące dodatkowe zagrożenie wskutek pracy elektrowni jądrowej, a społeczne ryzyko wynikające z pracy EJ powinno być porównywalne z ryzykiem powodowanym przez inne formy wytwarzania energii i nie może powodować znaczącego zwiększenia całkowitego zagrożenia społecznego. Dla osiągnięcia tego celu ustalono, że dawki wokoło EJ należy ograniczyć tak, by powodowane przez nie średnie ryzyko zgonu na choroby nowotworowe (zgodnie z hipotezą LNT) wśród populacji mieszkającej w promieniu 16 km nie przekraczało 0.1% sumy zgonów na choroby nowotworowe wynikających ze wszystkich innych przyczyn¹⁰⁷.

W owym czasie średnia umieralność na nowotwory wynosiła w USA około 2 zgonów na 1000 mieszkańców na rok, tak że określona liczbowo wartość zagrożenia dopuszczalnego ze strony elektrowni jądrowych dla krytycznej grupy ludności108 wynosiła 2 zgony na milion osób na rok. Od tej pory uwolnienia produktów rozszczepienia z reaktorów jądrowych do otoczenia elektrowni stale malały. Na rys. 2.12 pokazano spadek uwolnień jodu, gazów szlachetnych i pyłów radioaktywnych do atmosfery z elektrowni jądrowych z reaktorami PWR. 

Rys. 2.12. Redukcja emisji z reaktorów PWR, dane liczbowe z UNSCEAR¹⁰⁹ (emisje określone w TBq lub GBq na energię elektryczną wyprodukowaną w ciągu roku przy ciągłej mocy 1 GW)

Jak widać, starania energetyki jądrowej by zredukować narażenie radiacyjne dają wyniki. Najbardziej reprezentatywne są elektrownie francuskie, ponieważ Francja jest europejskim liderem w rozwoju energetyki jądrowej. Łączna moc tych elektrowni wynosi 63,26 GW, a więc jest około dwukrotnie większa od całej mocy wszystkich elektrowni w Polsce. Średnie uwolnienia jodu i aerozoli z elektrowni francuskich wynosiły w 2000 r. około 0,4% dopuszczalnych uwolnień w skali rocznej¹¹⁰. Uwolnienia ciekłych odpadów radioaktywnych wynosiły około 0,5% wielkości dopuszczalnych. Im nowsze reaktory, tym wydzielenia są mniejsze. W innych krajach emisje są również systematycznie redukowane.

[100] Zasada wprowadzona w okresie prób z bronią jądrową, stanowiąca logiczne uzupełnienie hipotezy LNT twierdzącej, że nie ma progu, poniżej którego promieniowanie przestaje być zagrożeniem.
[101] Nie wnikam w problem zmian klimatycznych i ewentualnego wpływu człowieka na ocieplanie klimatu, zostawiając to specjalistom z tej dziedziny, natomiast podkreślam, że praca elektrowni jądrowych nie powoduje emsisji CO₂. Fakt ten skłonił wielu ekologów do popierania energetyki jądrowej.
[102] Dawka kolektywna (mierzona w osobo-siwertach) to suma dawek indywidualnych otrzymanych przez wszystkich pracowników wykonujących daną pracę (np. wymianę urządzeń w EJ) lub narażonych na promieniowanie z danego źródła (np. mieszkających w pobliżu elektrowni jądrowej). Jej wadą jest brak biologicznego znaczenia oraz likwidacja informacji o narażeniu indywidualnym, najbardziej istotnym dla oceny skutków narażenia na promieniowanie. Jest użyteczna dla formalnego porównywania różnych technik, natomiast nie powinna być używana dla oceny medycznych skutków narażenia.
[103] Szczegółowe informacje znajdują się na stronie internetowej WANO – www.wano.info
[104] WANO 2008 plant indicators, http://www.wano.info/PerformanceIndicators/PI_Trifold/PI_2008_TriFold.pdf
[105] Opisy reaktorów różnych typów są w książce Strupczewski A., Celiński Z.: Podstawy energetyki jądrowej, WNT, Warszawa, 1984
[106] WANO 2008 plant indicators, http://www.wano.info/PerformanceIndicators/PI_Trifold/PI_2008_TriFold.pdf
[107] US NUCLEAR REGULATORY COMMISSION, US NRC Policy Statement on Nuclear Power Plant Safety Goals, Atomic Energy Clearing House, 32(26); (23 June 1986).
[108] Krytyczna grupa ludności – grupa najbardziej zagrożona, np. w przypadku ludności wokoło EJ jest to zwykle grupa niemowląt, lub dzieci w wieku 2-7 lat, zamieszkałych w rejonie wokoło EJ.
[109] UNSCEAR Report 2000: Sources and Effects of Ionizing Radiation.
[110] FRANCE 3rd French National Report on Implementation of the obligations of the Convention on Nuclear Safety issued for the 2005 Peer Review Meeting, July 2004