ATOMENERGIA, NUKLEÁRIS HULLADÉKOK

Az előadások a következő témára: "ATOMENERGIA, NUKLEÁRIS HULLADÉKOK"— Előadás másolata:

1 ATOMENERGIA, NUKLEÁRIS HULLADÉKOK

2 Elterjedésének okai: - új hatékony fegyver (e tekintetben még a körny-i hatásokkal kellően nem számolnak) - a nem megújuló energiaforrások reális és tiszta helyettesítőjét látták benne  több ország jelentős atomerőmű-rendszert épített ki vill. energia term-re  a valóságban ez sem megújuló, sokkal komolyabb és kiszámíthatatlanabb környezeti problémái vannak, mint feltételezték, nem is olcsó (egy 1000MW-os blokk építése 800 Mrd Ft, ennyi a lebontása is + a lerakók költsége)

3 Mértékegységek: 1 Bq (becquerel) = 1 bomlás/sec; Olyan radioaktív sugárforrás aktívitása, amelyben 1 s alatt 1 bomlás következik be. 1 Curie ~ 37 md bomlás/sec 1g radium 1s alatt 36,8 milliárd  részecskét sugároz ki Gy (gray) = Az a sugárdózis, amelyet 1kg tömegű anyag elnyel, ha vele állandó intenzitású sugárzás útján 1 J energiát közlünk (dózis egyenérték). Sv (sievert) = 1J ionizációs energiának megfelelő -sugárzás testsúly-kilógrammonként vagy: az a dózis, amely biológiai hatásosság szempontjából 1 Gy gamma-dózissal egyenértékű (elnyelt dózis) /évente átlagosan 3mS terhelést kap a szervezet, ebből kb. 1 mS a belélegzett radon – 1 fogröntgen 0,2, egy mellkasröntgen 1 mS/

4  A fontosabb sugárzó anyagok felezési ideje:
238Urán – 4,56 milliárd év (235U izotóp felezési ideje 700 millió) Rádium – 1590 év Polónium – 140 nap Tórium – 13,9 milliárd év C14 – 5736 év Az erőművekben keletkezők zöme 1-10 mp fi.,10 napon túli kb. 20, 1 éven túli 5 A leginkább veszélyesek: J nap, Kr ,8 év, Sr év, Pu ezer év, Ru106 – 373,6 nap Az eddig ismert radioaktív atommagok felezési ideje 10-7 sec és 1017 év tartományba esik. A két határértékre példa a Po212 és a Pb206.

5 A radioaktív sugárzás hatásai:
a fotopapírt megfeketíti fluoreszcenciát okoz ionizálja a gázokat károsítja az élő sejteket Gyakorlati alkalmazásuk: energiatermelés gyógyászat (daganatos betegségek sugárkezelése, gyógyszerek sterilizálása, röntgen, stb.) kormeghatározás C14-módszerrel és 235U/238U élelmiszerek tartósítása anyagvizsgálatok fluoreszcencia kiváltása (pl. óramutatók fluoreszkálása)

6 Mik az alapvető gondok:
Nem volt kellő tapasztalat az élőlények sugárterhelhetőségére (pl. Röntgen asszisztense 9 év alatt meghalt). A testet érő sugárzás javasolt határértéke 1934-ben 300 mSv/év,1990-ben 20 mSv, 1991-től 10 mSv/év az ajánlott. Mára kiderült nincs igazán biztonságos hull. elhely. mód. Üzemeléstech-i mulasztások súlyos következményei

7 Honnan származik a sugárzás:
term. háttérsugárzás erőművek (több mint 500 féle hasadási termék) atomfegyver kísérletek természetes eredetű hulladékok (érc száll., barnaszenek, salaktéglák, stb.) Antropogén keletkezés: üzemelés, üzemzavar, hulladék

8

9 Atomerőművek: önálló blokk 32 országban (a villamosenergia term. 16%-a, 376 GW – 2010 okt. 1.) 441 működő +28 javítása alatt, 152 tervezés alatt, további 337 „gondolati szinten” Erőművi hulladékok elhelyezésének gondja. Lerakóhelyek gondjai: geológiai, hidrogeológiai, szeizmológiai. Fajlagos termelési és megsemmisítési költségek.

10 1979 Three Miles Island - részleges reaktormag olvadás
Reaktorbalesetek (sok egyéb mellett) 1956 Windscale (N.Br.) 1979 Three Miles Island - részleges reaktormag olvadás 1986 Csernobil - szemléletformáló Az országok átértékelik energiapolitikájukat (már Csernobil előtt megkezdődött) – több mint száz leállított reaktor A csernobili és a paksi üzemzavar hatása (1986 – 2003) A legmagasabb becsült effektív dózis 200 miliSv (az erőmű dolgozói, katonák stb.) ill. 0,12 mikroSv A szennyezett területeken élők átlagos effektív dózisa mSv között ill. 0,01-0,02 mikroSv között A magyar lakosságot élete során érő összes effektív dózis 0,3-0,4 ill. mSv 0

11

12 AZ ATOMENERGIA-HASZNOSÍTÁS TERÜLETI MEGOSZLÁSA
Kb. 30 országban 480 atomerőmű blokk.

13 De az atomenergia-hasznosítás kockázatának felismerése nem Csernobillel kezdődött!!
Az USA-ban 1976-ban Kalifornia állam (majd további 7) moratórimot hozott arról, nem adnak ki új építési engedélyt atomerőműre, amíg a hulladék-elhelyezés problémája meg nem oldódik. Ausztria 1978-ban népszavazással döntött a már elkészült első reaktora (Zwenterdorf) üzembe helyezésének megtiltásáról, majd éppen az ukrajnai katasztrófa hatására 1986-ban az osztrák kormány a lebontást is elhatározta. 1980-ban Svédországban népszavazás nyomán arról határoztak, hogy 12-ben maximálják a reaktorok számát, majd 2010-re megszüntetik az atomenergia-felhasználást. Dániában 1985-ben parlamenti döntés született az atomenergiáról való teljes lemondásról. S már Csernobil is némi szerepet játszhatott abban, hogy 1986-ban Fülöp-szigetek kormánya is az ausztriai példát követte, és az éppen elkészült első reaktora lebontása mellett döntött.

14 A radioaktív hulladékok osztályozása:
1. Halmazállapot szerint: szilárd, biológiai eredetű, folyékony és nem tűzveszélyes, folyékony és tűzveszélyes, légnemű radioaktív hulladékok;

15 A radioaktív hulladékok osztályozása:
2. Aktivitáskoncentráció szerint: Kis, Közepes Nagy aktivitású radioaktív hulladékok; Kategóriahatárok: 500 ezer és 500 millió kBq/kg (expliciten: a kockázattal nem járó dózisnak a mentességi szintek megállapításánál alkalmazott értéke évi 0,01 és 0,1 mSv közé tehető) Kisaktivitású az a hulladék, amelynek felületétől 10 cm-re a dózisteljesítmény 0,300 mSv/h-nál kisebb, nagyaktivitású pedig az, amelynél a dózisteljesítmény 10 mSv/h-nál nagyobb. Több országban (pl.az USA-ban és Nagy-Britanniában) a nagyaktivitású hulladék fő ismérve nem az aktivitáskoncentráció, hanem az a sajátosság, hogy az ilyen nagy koncentrációjú radioaktív anyagban a bekövetkezett bomlások miatti hőfejlődés fűtőteljesítménye eléri-e a 2 kW/m3 értéket.

16 A radioaktív hulladékok osztályozása:
3. A hulladékban jelenlévő radioaktív anyagok felezési ideje szerint: rövid, közepes hosszú élettartamú radioaktív hulladékok A felezési idő alapján történő felosztás még az eddigieknél is szubjektívabb, azaz gyakorlatiasabb. Hosszú élettartamú hulladékok a 30 évnél hosszabb felezési idejűek (azaz a 137Cs felezési idejénél).

17 A radioaktív hulladékok kezelése:
 a hulladékok összegyűjtése, előzetes minősítése és ideiglenes tárolása,  a hulladékok szállítása,  a hulladékfeldolgozás (processing), - részlépései a halmazállapottól és a hulladékok osztályától függenek,  a feldolgozott hulladék elszállítása és átmeneti tárolása, Mivel a kiégett fűtőelemek újrahasznosításának területén jelentős fejlődés várható. Ezért jelenleg a legtöbb állam nem tartja indokoltnak és gazdaságosnak a kiégett fűtőelemek végleges eltemetését. A kiégett és újrahasznosításra egyelőre nem szánt fűtőelemeket ezért a sugárvédelmi biztonságnak megfelelően kialakított, általában 50 évre tervezett élettartamú átmeneti tárolóban helyezi el.  a hulladék végleges elhelyezése (temetése).

18 A RADIOAKTÍV ANYAGOK ELHELYEZÉSÉNEK GONDJA
A nukleáris erőművek működtetésének súlyos ellentmondása, hogy amíg egy létesítmény néhány évtizedig üzemel, az általa használt radioaktív anyagok több százezer évig is jelentős sugárzást bocsátanak ki. A probléma valós súlyát az adja, hogy egy átlagos reaktorból évente 30 tonna kimerült fűtőelem kerül ki, tonnánként mintegy 180 millió curie aktivitással. A világon működő erőművekből 1985-re 41 ezer, 1990-re 84 ezer, az ezredfordulóra pedig már közel 200 ezer tonna ilyen nagy aktivitású hulladék került ki.

19 A Földön keletkező radioaktív hulladék térfogatának 99 %-a kis és közepes aktivitású, ezek végleges elhelyezése igen jelentős és költséges feladat. A tárolók két típusa: a felszínközeli (legfeljebb m mélységű), a felszín alatti (mélységi, geológiai, legalább 300 m mély) Európa két legnagyobb tárolója, L'Aube (Franciaország, 1 millió m3) és Drigg (Anglia, 800 ezer m3) felszínközeli tároló. Magyarországon kis- és közepes aktivitású radioaktív hulladéktároló Püspökszilágyon (5000 m3) felszínközeli, Bátaapáti mélységi. Nagy aktivitású nincs hosszú távon megoldva.

20 Paksi Atomerőmű nagy aktivitású hulladéka:
Régen öt év tárolási idő elteltével a kiégett kötegeket biztonságos konténerekbe rakták, majd a Szovjetunióba, később Oroszországba szállították újrafeldolgozás céljából. Ez a visszaszállítási rendszer, amely Magyarországot a hosszú távú tárolás problémája alól mentesítette, éveken keresztül gördülékenyen működött. (Az 1994-es szerződés ellenére orosz belügyi-környezetvédelmi „átértékelés”) Így hazai átmeneti tárolás (1997. üzemeltetési engedély). Első moduljában 450 db kiégett üzemanyag kazettát helyeztek el 1997 őszén ban 495 db kazettát helyeztek el a második modulban. (Az átmeneti tárolóban 2003 februárjáig 3145 db elhasznált kazettát helyeztek el.) A Paksi Atomerőműben az erőműben végéig nettó m3 (bruttó m3) nagy aktivitású hulladék képződött 1995 végén az Országos Atomenergia Bizottság kezdeményezésére kormányprogram indult a végleges elhelyezés megoldására re kell Magyarországon mélységi tároló helyet találni.

21 Csernobil - Three Miles Island, Windscale Tokai Mura

22 A NEM POLGÁRI HASZNOSÍTÁSOK NÉHÁNY GLOBÁLIS KÖVETKEZMÉNYE
A nukleáris téltől a „gyengített atombombákig” (filmek: orosz rulett, elvesztett bombák)

23 Zaj

24 A hang – longitudinális hullám (sűrűsödések, ritkulások)
Hallható tartomány: Hertz Infrahang: < 20 Hz Ultrahang: > Hz (nagy áthatoló képesség úgy, hogy az anyagot nem roncsolja → anyagvizsgálatok, orvosi gyakorlat, stb.)

25 A hangosság mérésére dB (decibel)
(ez az ingerküszöb és az adott hang intenzitásának viszonyából kerül meghatározásra) Élettani hatások: 30-40 dB alvászavar 30-65 vegetatív panaszok 60 dB táján már gyorsuló szívverés 120 db fájdalomküszöb 160 db dobhártya károsodás 175 dB halálos lehet

26 Elektromágneses környezetszennyezés

27 Előtérbe kerülése a mobiltelefonokkal, de nem csak ez van (rádió, TV, elektromos készülékek, elektromos vezetékek, stb.). Élettani szempontból az elektromágneses tér két alapvetően különböző kategóriája: Ionizáló sugárzás (röntgen készülékek -sugárzása), ezeknek egy meghatározott dózison felül jelentős élettani hatása van Nem ionizáló sugárzás (pl. rádiósugárzás) kisebb élettani következményekkel (a természetes háttérsugárzás ebben a frekvenciában 1,4x10-9 W/cm2, de egy fülhöz tett telefoné ennek akár ezerszerese is lehet), a rádiófrekvenciás sugárzás az elmúlt 40 évben többszázszorosra nőtt (rádió, TV) – nem feltétlenül káros (hipotermiás gyógyászat). – Káros hatásait eddig nem sikerült kimutatni! (az intenzív kutatások ellenére sem??)

28 Rádiótelefonokról Hatás – veszélyes hatás – káros hatás kérdése 1. Bázisállomások (szerepük a rádióadókhoz hasonló, de sokkal kisebb energiák: pl. egy mikrohullámú sütőtől 40 cm-re 4x-es érték, mint egy antennától 10 m-re, de a mobiltelefontól 1cm-re ez szeres)

29 2. Mobil készülékek Élettani hatása: Felvett lehetőségek: rák, élettani hatás, halálozás Az agyhullámok zavarát nem sikerült kimutatni, pace-makert néhány cm-ről zavarhatja. Rák nem valószínű, sőt! Halálozás nincs érdemleges adat (rövid időtartam, más tényezők „elnyomhatják”) Célszerű elővigyázatosság: gyerekeknek ne, az úgynevezett „árnyékolók” káros szerepe, gépkocsis használat (szintén árnyék hatás) Egészségügyi határok (átlag polgárt jobban védeni – ő nincs rendszeres ellenőrzésen). Ésszerű kompromisszum: egységes kezelés (más hatásokkal együtt), előnyök és veszélyek együttes mérlegelése (lásd pl. gépkocsi)

30 Új fejlemény egy ellentmondásos kutatási területen: a hosszú távú mobilhasználat megduplázhatja egy ritka agydaganat előfordulását. Az adatok szerint az extra esetek csak azon az oldalon alakulnak ki, amelyen a páciens a telefont használja. (Ez egy jóindulatú agydaganat, az ún. akusztikus neuróma. Ez a betegség ugyan nem igazi rák (vagyis nem rosszindulatú daganat), azonban a koponyaüregben való elhelyezkedése miatt veszélyes - a növekvő sejttömeg hatására ugyanis fontos területek elhalhatnak. (2004. október 15.) ? ? ?

31 ? ? ? A mobiltelefonok az agy kulcsfontosságú sejtjeit károsítják, és az Alzheimer-kór korai megjelenését is kiválthatják - állítják Leif Salford professzor és kollégái (Malmö Egyetem, Svédország) állatkísérleteik alapján. Tanulmányuk szerint a sugárzás miatt olyan agyterületek károsodnak, amelyek a tanulással, memóriával és a mozgáskoordinációval állnak kapcsolatban. (2003. február 7.)