Czym różni się elektrownia jądrowa od węglowej?

Czy elektrownia jądrowa może być
bezpieczna?
Katarzyna Majchrzak, Natalia Uszok
Zespół Szkół Nr 1 im. G. Morcinka w Tychach,
pod kierunkiem Barbary Zegrodnik
Ogólnopolski Młodzieżowy Kongres Energetyczny, Tychy, 9.12.2011
Czym różni się elektrownia jądrowa od węglowej?
Obie elektrownie wytwarzają prąd elektryczny w oparciu o to samo
zjawisko fizyczne. Jest to zjawisko, które polega na wzbudzeniu
prądu w obwodzie elektrycznym przez zmieniające się pole
magnetyczne.
Jest obojętne czy
przesuwamy magnes
względem nieruchomej
zwojnicy, czy poruszamy
zwojnicę, a magnes
pozostaje nieruchomy.
Ważna jest zmiana pola
magnetycznego w
zwojnicy.
W elektrowni, w polu
magnetycznym wytworzonym
przez nieruchome magnesy
obraca się wirnik. Na jego
obwodzie nawiniętych jest
kilkanaście zwojnic.
Dzięki obrotom wirnika pole
magnetyczne wnikające do
każdej zwojnicy zmienia się.
To wystarczy, żeby w każdej
zwojnicy zaczął płynąć prąd
indukcyjny.
Problem w tym kto ma kręcić tym wirnikiem???
Wirnik obracający się w polu magnetycznym jest
generatorem prądu.
Generator prądu
jest sercem każdej elektrowni.
Wirnik jest na wspólnej osi z turbiną, która się obraca pod
naciskiem pary wodnej. Dzięki temu wirnik może się obracać.
W elektrowni jądrowej źródłem ciepła, dzięki któremu woda
zamienia się w parę, jest reaktor jądrowy. W reaktorze zachodzą
łańcuchowe reakcje rozszczepienia jąder atomowych, którym
towarzyszy wydzielanie się dużych ilości ciepła.
W elektrowni węglowej do zamiany wody w
parę wodną wykorzystuje się ciepło
pochodzące ze spalania węgla.
W elektrowni jądrowej w tym samym celu
wykorzystuje się ciepło wyzwalane podczas
reakcji rozszczepienia jąder atomowych.
Ile węgla zużywa np. „Elektrownia Rybnik”?
5 milionów ton węgla rocznie!!!
Elektrownie jądrowe są w stanie wyprodukować
duże ilości energii z małej ilości paliwa.
Z 1 kg uranu
otrzymamy 2,5
miliona razy więcej
energii niż z 1 kg
węgla.
Ponadto energetyka jądrowa nie zanieczyszcza powietrza
związkami, które wydzielają się podczas spalania węgla. Dlatego
energia otrzymywana z elektrowni jądrowych określana jest jako
„czysta energia”.
Na czym polega problem?
Dlaczego boimy się elektrowni jądrowych?
Może zbyt mało o nich wiemy?
W reakcji rozszczepienia jąder atomowych oprócz energii
cieplnej wyzwala się energia w postaci promieniowania gamma,
które jest najbardziej niebezpiecznym promieniowaniem
jądrowym o bardzo dużej energii.
Energia kinetyczna produktów rozszczepienia, to energia cieplna,
którą możemy wykorzystać do wytworzenia pary wodnej z wody.
Problemem jest niebezpieczne promieniowanie jądrowe, które
towarzyszy tej reakcji. Powoduje ono jonizację atomów materii, z
którą oddziałuje.
Jonizacja atomów w komórkach organizmów żywych zakłóca ich procesy
życiowe. Miarą energii pochłoniętej w wyniku aktów jonizacji w organizmie
jest dawka promieniowania w sivertach. Dawki jednorazowe poniżej 100 mSv
nie wywołują żadnych skutków zdrowotnych, lecz dawki powyżej 1000 mSv
mogą być już bardzo niebezpieczne.
Promieniowanie
jądrowe jest obecne
w naszym środowisku
naturalnym.
Występuje w wodzie,
w powietrzu, w glebie,
w skałach,
w pożywieniu
i w naszych
organizmach.
Wysokie standardy bezpieczeństwa
Dzięki wysokim standardom bezpieczeństwa
stosowanym w elektrowniach jądrowych poziom
promieniowania pochodzącego z tych elektrowni jest
bardzo niski w porównaniu z dawką promieniowania
naturalnego, gdyż wynosi tylko 0,001 milisiwerta na
rok (mSv/rok).
Warto zauważyć, że skażenie radioaktywne w pobliżu
elektrociepłowni węglowej, np. w Siekierkach, jest większe niż
dopuszczalne normy skażenia radioaktywnego wytwarzanego
przez elektrownie jądrowe.
Elektrownie jądrowe na świecie
1. Pierwszą w historii elektrownię jądrową uruchomiono w dawnym
Związku Radzieckim w 1954 roku.
1. Obecnie najwięcej, bo aż 104 elektrownie pracują w Stanach
Zjednoczonych, gdzie wytwarzają 30 % energii jądrowej
produkowanej na świecie.
1. Elektrownie jądrowe funkcjonują w 14 z 27 państw Unii
Europejskiej: Belgii, Bułgarii, Czechach, Finlandii, Francji, Hiszpanii,
Holandii, Niemczech, Rumunii, Słowacji, Słowenii, Szwecji, na
Węgrzech i w Wielkiej Brytanii.
1. Pomimo awarii elektrowni w Japonii Chiny i Indie nie rezygnują z
planów budowy nowych elektrowni jądrowych.
System barier w elektrowni jądrowej
W projekcie samej elektrowni
dominuje zasada tworzenia i
utrzymywania szeregu barier
chroniących
przed wydzielaniem materiałów
promieniotwórczych poza
elektrownię.
Analizy odporności obudowy bezpieczeństwa w nowoczesnych EJ potwierdziły, że
z jednej strony mogą one wytrzymać uderzenie samolotu bez utraty szczelności, a
z drugiej strony, nawet w razie poważnej awarii ze stopieniem rdzenia,
powstrzymują skutecznie uwolnienia produktów rozszczepienia.
Kultura bezpieczeństwa
Kultura bezpieczeństwa w obiektach jądrowych rządzi działaniami i
współpracą wszystkich osób i organizacji podejmujących pracę dla potrzeb
energetyki jądrowej, ze szczególnym uwzględnieniem następujących
elementów:
1. Problemom bezpieczeństwa poświęca się pełną uwagę, na jaką zasługują,
w szczególności stosuje się zasadę, że bezpieczeństwo jest ważniejsze od
wytwarzania energii elektrycznej.
2. Odpowiedzialność za bezpieczeństwo jest jednoznacznie określona.
3. Kierownictwo elektrowni i personel są przeszkoleni tak, by zdawali sobie
sprawę z wagi zagadnień bezpieczeństwa.
4. Zachęca się personel do uczenia się na własnych błędach i wyciągania
wniosków z błędów popełnionych przez innych.
5.Popiera się aktywną współpracę między operatorami elektrowni i krajami
rozwijającymi energetykę jądrową (np. poprzez wymianą raportów z awarii).
Wnioski
1. Elektrownia jądrowa może być bezpieczna pod
warunkiem stosowania znanych obecnie systemów
bezpieczeństwa, które są na najwyższym poziomie
technicznym.
2. W Polsce dyskusje na temat elektrowni jądrowych toczą się
wśród specjalistów, lecz nie docierają do społeczeństwa. Dlatego
potrzebna jest szeroka kampania edukacyjna, która pozwoli
społeczeństwu dokonywać świadomych wyborów.
WYNIKI ANKIETY
80
70
60
50
ilość
osób
40
30
20
10
0
Tak
Nie
BIBLIOGRAFIA
* http://www.wicie.pun.pl/viewtopic.php?pid=147
* „Bezpieczeństwo elektrowni jądrowych dawniej i dzisiaj”
Andrzej Strupczewski
* http://www.sior.pl/web/index.php
* http://www.trojmiasto.pl/wiadomosci/Atomowe-rozmowy-bohaterow-seriali-n38747.html
* http://wyborcza.biz/biznes/55,101562,5474332,,,,5478126.html
* Newsweek nr 41 (10-16.10.2011)
* http://energiajadrowa.taniepapugi.pl/Energia-jadrowa.html
Dziękujemy za uwagę
W prezentacji wykorzystano materiały ze strony www.swiadomieoatomie.pl
oraz schematy i zdjęcia dostępne w Internecie