Gadó JánosNukleáris biztonság - 4 Az atomerőművek környezeti hatásainak elemzése.

Az előadások a következő témára: "Gadó JánosNukleáris biztonság - 4 Az atomerőművek környezeti hatásainak elemzése."— Előadás másolata:

1 Gadó JánosNukleáris biztonság - 4 Az atomerőművek környezeti hatásainak elemzése

2 Gadó János Nukleáris biztonság - 4 bme_4.ppt2 Tartalom  Az atomerőművek környezeti hatásai normál üzemi viszonyok között  A kibocsátások és a környezeti dózishatások számításának alapjai  Népességi, meteorológiai, táplálkozási adatok  Az üzemzavarok környezeti hatásainak értékelése  Nagy radioaktív kibocsátások egészségügyi és anyagi kockázatainak értékelése a valószínűségi elemzések alapján

3 Gadó János Nukleáris biztonság - 4 bme_4.ppt3 Normál üzemi hatások - 1 A személyzetre vonatkozó és a lakossági korlátok betartása egyaránt kötelező. A szabályozás nemzetközi alapja az, hogy az atomerőművekből eredő sugárzás ne befolyásolja károsan a személyzet és a lakosság egészségét. A személyzetre valamivel nagyobb kockázat engedhető meg, amit a fokozott egészségügyi ellenőrzés kompenzál. Nemzetközi alapok: ICRP ajánlásai Hazai szabályozás: Egészségügyi Minisztérium rendeletei (16/2000) és az Országos Tisztiorvosi Hivatal előírásai. Az előadásban csak a lakossági korlátokkal és azok teljesülésével foglalkozunk.

4 Gadó János Nukleáris biztonság - 4 bme_4.ppt4 Normál üzemi hatások - 2 Átlagos évi dózis a háttérsugárzásból: 2.6 mSv  Természetes: 85 %  50 % radon gáz  11,5 % táplálkozás  10 % kozmikus sugárzás  14 % talaj és épületek  Mesterséges: 15 %  14 % orvosi  < 0.1 % nukleáris hulladék  <0.2 % kihullás (atomkísérletek)  0.3 % foglalkozási

5 Gadó János Nukleáris biztonság - 4 bme_4.ppt5 Normál üzemi hatások - 3 ICRP 60 ajánlása: 1 mSv/év OTH: dózismegszorítások a kritikus lakossági csoportra Paks:légköri kibocsátásra: Csámpa lakossága vízi kibocsátásra: Gerjen lakossága megszorítás4 blokk + KKÁT: 0,1 mSv/év 4 blokk: 0,09 mSv

6 Gadó János Nukleáris biztonság - 4 bme_4.ppt6 Normál üzemi hatások - 4 Miért van kibocsátás normál üzemben? - primerkör szervezett szivárgása - radioaktív anyagok tárolóinak szivárgása - hulladékkezelésből származó kibocsátás Minden légköri kibocsátás a kéményeken történik (100 m- re a talajszint felett) A primerkör aktivitása szigorúan korlátozott:  jódizotópok fűtőelemek felületi aktivitásából és szivárgásából  korróziós termékek felaktiválódásából  a primerköri víz adalékanyagainak felaktiválódásából + trícium

7 Gadó János Nukleáris biztonság - 4 bme_4.ppt7 Normál üzemi hatások - 5 Mekkorák a kibocsátások? Nemesgázok összesen: Paks: 14 TBq (1 TBq = 10 12 Bq), EPR: < 50 TBq Egyéb izotópok légkörbe összesen: Paks: 1,3 GBq (1 GBq = 10 9 Bq), EPR: < 1 GBq Folyadék kibocsátás összesen: Paks: 1,5 GBq + trícium, EPR: < 10 GBq A kibocsátási korlátok és a lakossági dóziskorlátok bőven teljesülnek.

8 Gadó János Nukleáris biztonság - 4 bme_4.ppt8 A kibocsátások és a környezeti dózishatások számításának alapjai - 1 Az esetleg kibocsátható aktivitások 131 I összmennyisége TBq% Normál üzemi primerköri aktivitások0,64.8.10 -5 Zónaleltár1,25.10 6 100 A burkolat alatti gázrés250002 Szivárgás spiking révén302,4.10 -3 A burkolatok 1%-ának sérülése2500,02 A burkolatok 100 %-ának sérülése250002 A burkolatok 100 %-ának sérülése + fragmentáció312502,5

9 Gadó János Nukleáris biztonság - 4 bme_4.ppt9 A kibocsátások és a környezeti dózishatások számításának alapjai - 2  A burkolat sérülése nem az üzemzavar kezdetének pillanatában következik be, de általában feltételezzük, hogy az aktivitás az üzemzavart követően azonnal a primerköri vízbe kerül – a baleseteknek van figyelembe vett időbeli lefutása.  A reaktor leállítását követően hirtelen megváltoznak a hőmérsékleti- és nyomás-viszonyok a primerkörben, ezért az addig hermetikusnak látszó fűtőelempálcákon lévő mikrorepedéseken keresztül gázok juthatnak a primerkörbe – ez a „spiking” jelensége.  Lényeges, hogy a reaktor leállását követően számoljunk az izotópok bomlásával (hasadásból már nem keletkeznek). Az aktivitás igen nagy része gyorsan lecsökken (kis felezési idejű izotópok).

10 Gadó János Nukleáris biztonság - 4 bme_4.ppt10 A kibocsátások és a környezeti dózishatások számításának alapjai - 3 A primerköri víz kibocsátásának útvonalai Szervezett szivárgás (normál üzem) – igen kis mennyiség Csőtörés (üzemzavar)  konténment – max. 492 mm cső törése – víz + gőz keveréke jut be időfüggően a konténmentbe Szivárgás a konténmentből – 2,5 bar-on max. 14,7%/nap – a szivárgás mértéke a nyomás függvénye A radioaktív anyag a konténmentből a kéményen keresztül jut ki a környezetbe Gőzfejlesztő csőtörés (üzemzavar) – konténment bypass

11 Gadó János Nukleáris biztonság - 4 bme_4.ppt11 A kibocsátások és a környezeti dózishatások számításának alapjai - 4 Balesetkor a folyamatok bonyolultabbak - a reaktortartály megsérülhet - az olvadék kölcsönhathat a reaktor alaplappal - a konténment megsérülhet. A konténment szerepe - a radioaktív anyagok visszatartása (p < 2,5 bar) nyomástartó edény, sprinkler - a jód nagy része kiülepedik a falakra (elemzésben nem számít) - a céziumot a sprinkler kimossa a gőzből (elemzésben nem számít)

12 Gadó János Nukleáris biztonság - 4 bme_4.ppt12 A kibocsátások és a környezeti dózishatások számításának alapjai - 5 Ha a kibocsátási pontból (pl. kémény) a kibocsátás időbeli lefutása ismert, akkor kiszámíthatjuk a környezeti dóziskövetkezményeket (COSYMA, MACCS programok) Útvonalak: - felhő (csóva átvonulása) - talaj (50 évig) - inhalációs (csóva átvonulása + reszuszpenzió) - tápláléklánc (realisztikus közelítés) Legveszélyesebb izotópok: 131 I, 137 Cs, 90 Sr

13 Gadó János Nukleáris biztonság - 4 bme_4.ppt13 A kibocsátások és a környezeti dózishatások számításának alapjai - 6 Tipikus számítási eredmények: - dózisok a reaktortól bizonyos távolságra - dózisok a kritikus lakossági csoportra - dózisok adott helyen az idő függvényében - dózistérkép, stb. Felhasználás: - elfogadási kritériumok teljesülésének ellenőrzése - balesetelhárítási felkészülés - tényleges balesetelhárítás

14 Gadó János Nukleáris biztonság - 4 bme_4.ppt14 Népességi, meteorológiai, táplálkozási adatok - 1 A lakosság megoszlása - a számítás szerint térkép-cikkekben (r 1, r 2,  1,  2 ) hány ember (gyermek) lakik - az adatok aktualizálása szükséges (népszámlálás, IBJ)

15 Gadó János Nukleáris biztonság - 4 bme_4.ppt15

16 Gadó János Nukleáris biztonság - 4 bme_4.ppt16 Népességi, meteorológiai, táplálkozási adatok - 2 Meteorológiai adatok  Normál üzem, üzemzavarok: a legrosszabb időjárási kategória alapján  Baleset: valószínűségi elemzés statisztikai adatok alapján  Balesetelhárítás: aktuális adatok alapján Táplálkozási adatok  Statisztikai adatok, felmérések alapján  A jód tekintetében a tejgyártást figyelembe kell venni

17 Gadó János Nukleáris biztonság - 4 bme_4.ppt17 Az üzemzavarok környezeti hatásai - 1 Várható üzemi események  Fűtőelemburkolatok épek maradnak  Jód-spiking léphet fel  Kibocsátási útvonalak u.azok, mint normál üzemben Következmény: a várható üzemi események során a kibocsátások nem haladják meg az éves normál üzemi határértéket.

18 Gadó János Nukleáris biztonság - 4 bme_4.ppt18 Az üzemzavarok környezeti hatásai - 2 Tervezési üzemzavarok  R ig C ig +  R ic C ic  A ahol C ig az i izotóp talajszintű kibocsátása (TBq) C ic az i izotóp kibocsátása a kéményen (TBq) R ig 1 TBq i izotóp talajszintű kibocsátásának hatása R ic az i izotóp kémény- kibocsátásának hatása A a határérték (= 5.10 -3 ) Izotóp R ig R ic Xe-1331.5E-83.0E-9 I-1318.1E-55.5E-6 Cs-1371.5E-48.1E-6

19 Gadó János Nukleáris biztonság - 4 bme_4.ppt19 Az üzemzavarok környezeti hatásai - 3 A legnagyobb környezeti hatással járó üzemzavar (Paks): a gőzfejlesztő kollektor fedél felnyílása Mert: - a folyamat egy konténment bypass - a kibocsátás 46 m-en történik (talajszintűnek minősül) Kibocsátások az elemzések szerint: Xe-133140 TBq I-13129,8 TBq Cs-1370,21 TBq Összhatás:2.45.10 -3  5.10 -3

20 Gadó János Nukleáris biztonság - 4 bme_4.ppt20 Az üzemzavarok környezeti hatásai - 4 Ha a fenti példában alkalmazott határértéket nem érjük el, akkor a blokk 800 m-es körzetén kívül nem kell balesetelhárítási intézkedést alkalmazni.

21 Gadó János Nukleáris biztonság - 4 bme_4.ppt21 Nagy radioaktív kibocsátások egészségügyi kockázatai - 1 A tervezésen túli esetek kockázatait is kicsire kell megszabni, úgy, hogy  ne legyen a 800 m-es körzeten kívül kimenekítés (jódprofilaxis és elzárkóztatás lehetséges) – 50 mSv  ne legyen 3 km-en kívül átmeneti kilakoltatás – 30 mSv  ne legyen 1 éven túli kilakoltatás a 800 m-es körzeten kívül – 1000 mSv (100 mSv a szigorúbb korlát) Hasonló módon kell értékelni, mint az üzemzavaroknál láttuk, de  9 izotópcsoportra  talajszintű kibocsátást feltételezve

22 Gadó János Nukleáris biztonság - 4 bme_4.ppt22 Nagy radioaktív kibocsátások egészségügyi kockázatai - 2 A határérték túllépésének valószínűsége természetesen nem zérus (új atomerőművekre 10 -6 /év, üzemelőkre a 10 -5 /év gyakorisági limit szokásos), azzal, hogy a korai konténment-sérülést és katasztrofális radioaktív kibocsátást okozó események - nagynyomású tartálysérülés - hidrogén robbanás - gőzrobbanás - reaktivitás-balesetek gyakorisága egyenként is kisebb legyen, mint 10 -7 /év.

23 Gadó János Nukleáris biztonság - 4 bme_4.ppt23 Nagy radioaktív kibocsátások egészségügyi kockázatai - 3 Mindezek elérésére balesetkezelési intézkedéseket kell bevezetni (új atomerőművek tervezésekor, illetve az üzemelő blokkokra utólag). Tervezési esetek (kezdeti események + egyszeres meghibásodás): üzemzavarok, zónasérülés nincs Tervezésen túli esetek: zónasérüléstől olvadásig, a konténmenten keresztüli fokozott kibocsátástól a katasztrofális kibocsátásig. A balesetkezelés céljai:  a zónasérülés megakadályozása a tervezésen túli esetek nagy részére  a katasztrofális kibocsátást okozó események gyakoriságának 10 -7 /év alá szorítása  a baleseti kibocsátási limit betartása a balesetek nagy részére.

24 Gadó János Nukleáris biztonság - 4 bme_4.ppt24 Nagy radioaktív kibocsátások egészségügyi kockázatai - 4 Paksi helyzet (balesetkezelés utólagos bevezetése két lépcsőben) A zónasérülés gyakorisága 2,5.10 -5 /év, ami elfogadható érték (szokás: új blokkokra 1.10 -5 /év, üzemelő blokkokra 1.10 -4 /év) A baleseti kritérium nem-teljesülésének gyakorisága (a balesetkezelés teljeskörű bevezetése után): 4.10 -6 /év, elfogadható A katasztrofális kibocsátásra vezető okok közül a gőzrobbanás és a reaktivitás-balesetek gyakorisága eleve 10 -7 /év alatt van, a nagynyomású tartálysérülés gyakorisága az eddig bevezetett balesetkezelés miatt kisebb, mint 10 -7 /év, a hidrogénrobbanás gyakorisága a balesetkezelés teljeskörű bevezetése után 10 -7 /év alá kerül.

25 Gadó János Nukleáris biztonság - 4 bme_4.ppt25 Nagy radioaktív kibocsátások anyagi kockázatai - 1 Költségelemek Védőintézkedések költségei kimenekítéskiköltöztetésdekontaminálás táplálkozási tilalmak tejtermelés, állatállomány, növénytermesztés Egészségkárosodás költségei kórházi és otthoni kezelés GDP csökkenés a munkából való kiesés miatt A blokk (erőmű) kieséséből származó költségek

26 Gadó János Nukleáris biztonság - 4 bme_4.ppt26 Nagy radioaktív kibocsátások anyagi kockázatai - 2 A bemenő adatokban fontos szerepet játszanak a biztosítási költségek. A bizonytalanság igen nagy, a számszerű eredmények nem megbízhatóak. A költségek nagy radioaktív kibocsátások esetén több száz milliárd forintra tehetők. Az egészségügyi kiadások nem meghatározóak. Nagyobb baleset által az atomenergetikának és ezen keresztül az emberiségnek okozott kár felmérése aligha lehetséges.

27 Gadó János Nukleáris biztonság - 4 bme_4.ppt27 Összefoglalás  Megismertük az atomerőművek környezeti hatásainak korlátozását normál üzemi viszonyok között, a korlátozás Pakson teljesül.  Bemutattuk a kibocsátások és a környezeti dózishatások számításának alapjait, beleértve a szükséges adatokat.  Értékeltük az üzemzavarok környezeti hatásait, Paksra a korlátozások teljesülnek.  Értékeltük a nagy radioaktív kibocsátások egészségügyi és anyagi kockázatait, Paksra a (még be nem vezetett) korlátozások a balesetkezelés teljeskörű bevezetése után teljesülni fognak.