סכנות קטסטרופליות של תחנות כוח גרעיניות (NPPs)

2024 מְחַבֵּר: Seth Attwood | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-16 16:05

מדוע תחנות כוח גרעיניות עלולות להיות מסוכנות?

ההשפעה של תחנת כוח גרעינית על הסביבה, בכפוף לטכנולוגיית הבנייה והתפעול, יכולה וצריכה להיות פחותה משמעותית ממתקנים טכנולוגיים אחרים: מפעלים כימיים, תחנות כוח תרמיות. עם זאת, קרינה במקרה של תאונה היא אחד הגורמים המסוכנים לסביבה, לחיי אדם ולבריאות. במקרה זה, הפליטות מושוות לאלו הנובעות מניסויים של נשק גרעיני.

מהי ההשפעה של תחנות כוח גרעיניות בתנאים רגילים וחריגים, האם ניתן למנוע אסונות ואילו אמצעים ננקטים כדי להבטיח בטיחות במתקנים גרעיניים?

המחקר הראשון על כוח גרעיני התרחש בשנות ה-90 של המאה ה-19, ובניית מתקנים גדולים החלה בשנת 1954. תחנות כוח גרעיניות נבנות כדי להשיג אנרגיה על ידי התפרקות רדיואקטיבית בכור.

כיום נעשה שימוש בסוגים הבאים של כורים מהדור השלישי:

• מים קלים (הנפוץ ביותר);
• מים כבדים;
• מקורר בגז;
• נויטרון מהיר.

בתקופה שבין 1960 ל-2008 הופעלו בעולם כ-540 כורים גרעיניים. מתוכם כ-100 נסגרו מסיבות שונות, בין היתר בשל השפעתה השלילית של תחנת הכוח הגרעינית על הטבע. עד שנת 1960 היו לכורים שיעור תאונות גבוה עקב פגמים טכנולוגיים ועיבוד לא מספיק של המסגרת הרגולטורית. בשנים הבאות, הדרישות הפכו מחמירות יותר, והטכנולוגיה השתפרה. על רקע ירידה במאגרי משאבי האנרגיה הטבעיים, נבנו יעילות אנרגטית גבוהה של אורניום, תחנות כוח גרעיניות בטוחות יותר ושליליות פחות.

לצורך ההפעלה המתוכננת של מתקנים גרעיניים כורים עפרות אורניום, שמהן מתקבל אורניום רדיואקטיבי על ידי העשרה. הכורים מייצרים פלוטוניום, החומר הרעיל ביותר שמקורו באדם. הטיפול, ההובלה והסילוק של פסולת מתחנות כוח גרעיניות מחייבים אמצעי זהירות ובטיחות זהירים.

לצד מתחמי תעשייה אחרים, לתחנות כוח גרעיניות יש השפעה על הסביבה הטבעית ועל חיי האדם. בפועל של שימוש במתקני אנרגיה, אין מערכות אמינות של 100%. ניתוח ההשפעה של NPP מתבצע תוך התחשבות בסיכונים האפשריים הבאים ובתועלות הצפויות.

יחד עם זאת, אנרגיה בטוחה לחלוטין לא קיימת. השפעתה של תחנת כוח גרעינית על הסביבה מתחילה מרגע הבנייה, נמשכת במהלך הפעילות ואף לאחר סיומה. על שטח המיקום של תחנת ייצור החשמל ומחוצה לה, יש לחזות את התרחשותן של השפעות שליליות כאלה:

• משיכה של מגרש לבנייה וסידור אזורים סניטריים.
• שינוי הקלת שטח.
• הרס צמחייה עקב בנייה.
• זיהום האטמוספירה כאשר נדרש פיצוץ.
• יישוב מחדש של תושבים מקומיים לשטחים אחרים.
• פגיעה באוכלוסיות בעלי חיים מקומיות.
• זיהום תרמי המשפיע על המיקרו אקלים של השטח.
• שינויים בתנאי השימוש בקרקע ובמשאבי טבע באזור מסוים.
• ההשפעה הכימית של תחנות כוח גרעיניות היא פליטות לאגני מים, לאטמוספירה ולפני הקרקע.
• זיהום רדיונוקלידים שעלול לגרום לשינויים בלתי הפיכים באורגניזמים של בני אדם ובעלי חיים חומרים רדיואקטיביים יכולים לחדור לגוף דרך אוויר, מים ומזון. ישנם אמצעי מניעה מיוחדים נגד זה ואחרים.
• קרינה מייננת במהלך פירוק התחנה בניגוד לכללי פירוק וטיהור.

אחד הגורמים המזהמים המשמעותיים ביותר הוא ההשפעה התרמית של תחנות כוח גרעיניות הנובעת מהפעלת מגדלי קירור, מערכות קירור ובריכות ריסוס.הם משפיעים על המיקרו אקלים, על מצב המים, על חיי החי והצומח ברדיוס של מספר קילומטרים מהאובייקט. היעילות של תחנות כוח גרעיניות היא כ-33-35%, שאר החום (65-67%) משתחרר לאטמוספירה.

בשטח האזור הסניטרי, כתוצאה מהשפעת תחנת הכוח הגרעינית, בפרט של בריכות הקירור, משתחררים חום ולחות, הגורמים לעליית טמפרטורה של 1-1.5 מעלות ברדיוס של כמה מאות מטרים. בעונה החמה נוצרים ערפילים מעל מקווי מים, שמתפזרים למרחק משמעותי, מחמירים את הבידוד ומאיצים את הרס מבנים. במזג אוויר קר, ערפל מעצים את תנאי הקרח. מכשירי הריסוס גורמים לעלייה גדולה עוד יותר בטמפרטורה ברדיוס של מספר קילומטרים.

מגדלי קירור מתאדים בקירור מים מתאדים עד 15% בקיץ, ועד 1-2% בחורף, יוצרים התלקחויות עיבוי קיטור, הגורמים לירידה של 30-50% בהארת השמש בשטח הסמוך, והידרדרות הראות המטאורולוגית ב-0.5- 4 ק מ. השפעת תחנת הכוח הגרעינית משפיעה על המצב האקולוגי ועל ההרכב ההידרוכימי של המים של גופי מים סמוכים. לאחר אידוי המים ממערכות הקירור, נותרים מלחים במערכות האחרונות. כדי לשמור על מאזן מלחים יציב, יש להשליך חלק מהמים הקשים ולהחליף במים מתוקים.

בתנאי הפעלה רגילים, זיהום הקרינה והשפעת הקרינה המייננת ממוזערים ואינם חורגים מהרקע הטבעי המותר. ההשפעה הקטסטרופלית של תחנת כוח גרעינית על הסביבה והאנשים עלולה להתרחש במהלך תאונות ודליפות.

אל תשכח את הסיכונים מעשה ידי אדם האפשריים בתעשיית הכוח הגרעיני. ביניהם:

• מצבי חירום עם אחסון חומרי פסולת גרעיניים. הפקת פסולת רדיואקטיבית בכל שלבי מחזור הדלק והאנרגיה מצריכה הליכי עיבוד וסילוק יקרים ומורכבים.
• מה שמכונה "הגורם האנושי", שעלול לעורר תקלה ואף תאונה קשה.
• דליפות במתקנים לעיבוד דלק מוקרן.
• טרור גרעיני אפשרי.

אורך חיי ההפעלה הסטנדרטי של תחנת כוח גרעינית הוא 30 שנה. לאחר פירוק התחנה, נדרשת בניית סרקופג עמיד, מורכב ויקר, אשר יצטרך לקבל שירות לתקופה ארוכה מאוד.

ההנחה היא כי השפעתה של תחנת כוח גרעינית בדמות כל הגורמים הנ ל צריכה להיות מבוקרת בכל שלב בתכנון ותפעול המפעל. אמצעים מקיפים מיוחדים נועדו לחזות ולמנוע פליטות, תאונות והתפתחותן., כדי למזער את ההשלכות.

חשוב להיות מסוגל לחזות תהליכים גיאודינמיים בשטח התחנה, לנרמל קרינה אלקטרומגנטית ורעש המשפיעים על כוח אדם. לאיתור מתחם האנרגיה, האתר נבחר לאחר ביסוס גיאולוגי והידרוגיאולוגי יסודי, מתבצע ניתוח המבנה הטקטוני שלו. במהלך הבנייה, מניחים הקפדה על רצף העבודות הטכנולוגי.

המשימה של המדע, השירות והפעילות המעשית היא למנוע מצבי חירום, ליצור תנאים נורמליים להפעלת תחנות כוח גרעיניות. אחד הגורמים להגנת הסביבה מהשפעת תחנות כוח גרעיניות הוא הסדרת האינדיקטורים, כלומר קביעת ערכים מותרים של סיכון מסוים ועמידה בהם.

כדי למזער את השפעת ה- NPP על הסביבה, משאבי הטבע והאנשים, מתבצע ניטור רדיו-אקולוגי מקיף. כדי להדוף פעולות שגויות של עובדי תחנות הכוח, מתבצעות הכשרה רב-שכבתית, הדרכה ופעילויות נוספות. כדי למנוע איומי טרור, נעשה שימוש באמצעי הגנה פיזיים, כמו גם בפעילות של ארגונים ממשלתיים מיוחדים.

תחנות כוח גרעיניות מודרניות בנויות ברמות גבוהות של בטיחות ואבטחה. עליהם לעמוד בדרישות הגבוהות ביותר של הרשויות הרגולטוריות, לרבות הגנה מפני זיהום על ידי רדיונוקלידים וחומרים מזיקים אחרים. המשימה של המדע היא להפחית את הסיכון להשפעה של תחנת כוח גרעינית כתוצאה מתאונה. כדי לפתור בעיה זו, מפתחים כורים בטוחים יותר בתכנון ובעלי אינדיקטורים פנימיים מרשימים של הגנה עצמית ופיצוי עצמי.

קרינה טבעית קיימת בטבע. אבל עבור הסביבה, החשיפה האינטנסיבית לקרינה של תחנת הכוח הגרעינית במקרה של תאונה, כמו גם תרמית, כימית ומכאנית, מסוכנת. גם הבעיה בפינוי פסולת גרעינית דחופה מאוד. לקיומה הבטוח של הביוספרה, יש צורך באמצעי הגנה מיוחדים. היחס להקמת תחנות כוח גרעיניות בעולם הוא מעורפל ביותר, במיוחד לאחר מספר אסונות גדולים במתקנים גרעיניים.

התפיסה וההערכה של אנרגיה גרעינית בחברה לעולם לא יהיו זהות לאחר הטרגדיה של צ'רנוביל ב-1986. אז נכנסו לאטמוספירה עד 450 סוגים של רדיונוקלידים, כולל יוד-131 קצר-חיים וצסיום-131 ארוך-חיים, סטרונציום-90.

לאחר התאונה, כמה תוכניות מחקר במדינות שונות נסגרו, כורים הפועלים בדרך כלל הופסקו באופן מונע, ומדינות בודדות הטילו מורטוריום על כוח גרעיני. במקביל, כ-16% מהחשמל בעולם מופק מתחנות כוח גרעיניות. פיתוח מקורות אנרגיה חלופיים מסוגל להחליף תחנות כוח גרעיניות.