Friday, 22 May 2009

Μια νέα αρχή για την πυρηνική ενέργεια (4ο μέρος)

Ασφαλείς οι σύγχρονοι αντιδραστήρες
Αντίθετα με αυτό που μερικές αντιπυρηνικές ομάδες λένε, οι πυρηνικοί αντιδραστήρες δεν είναι ασταθή μηχανήματα έτοιμα να τεθούν εκτός ελέγχου σε κάθε στιγμή. Χρησιμοποιούνται φυσικοί νόμοι για να εξασφαλίσουν την ασφάλεια οποιουδήποτε κατάλληλα κατασκευασμένου αντιδραστήρα. Παραδείγματος χάριν, σε έναν αντιδραστήρα με επιβραδυντή νερό, τα νετρόνια που απελευθερώνονται στη διάσπαση επιβραδύνονται από τις συγκρούσεις με τους πυρήνες υδρογόνου και οξυγόνου, γι αυτό είναι πιο εύκολο να συλληφθούν. Εντούτοις, αν για κάποιους (ανεπιθύμητους) λόγους ο αριθμός των αντιδράσεων αυξηθεί, τότε η πρόσθετη παραγωγή θερμότητας θα αναγκάσει τον επιβραδυντή να διασταλεί - και με αυτόν τον τρόπο μειώνεται ο ρυθμός αντίδρασης και εμποδίζει το σύστημα να τεθεί εκτός ελέγχου.
Ένας παρόμοιος μηχανισμός ανατροφοδότησης, που ονομάζεται διεύρυνση Doppler, παρέχεται από την αυξανόμενη απορρόφηση των νετρονίων στα υλικά αντιδραστήρων καθώς αυτά θερμαίνονται, και ο στόχος των φυσικών είναι να σχεδιαστεί ένας αντιδραστήρας στον οποίο να συνδυάζονται διάφοροι τέτοιοι μηχανισμοί ώστε να δημιουργούν ένα σταθερό σύστημα.

Ένα παράδειγμα ενός κακώς σχεδιασμένου συστήματος ήταν ο ρωσικός αντιδραστήρας RBMK. Το 1986 ένας τέτοιου τύπου αντιδραστήρας στο Τσέρνομπιλ ήταν υπεύθυνος για τη χειρότερη πυρηνική καταστροφή στην ιστορία. Αυτοί οι αντιδραστήρες χρησιμοποίησαν γραφίτη για να συγκρατήσουν τα νετρόνια και το νερό για να ψυχθεί το σύστημα, τα οποία είναι κανονικά καλές επιλογές. Εντούτοις, ένας ανεπιτυχής συνδυασμός των δύο υλικών έκανε εξαιρετικά επικίνδυνο τον RBMK, τον αντιδραστήρα του Τσέρνομπιλ : το μεγαλύτερη μέρος της επιβράδυνσης των νετρονίων έγινε από τον γραφίτη, ενώ το νερό όπως είπαμε έδρασε σαν απορροφητής. Καθώς θερμάνθηκε το νερό έβρασε και έτσι η πυκνότητα του απορροφητή μειώθηκε. Αυτό οδήγησε σε περισσότερες αντιδράσεις, οι οποίες ανέβασαν τη θερμοκρασία του νερού (απορροφητή) ακόμη περισσότερο, προκαλώντας έτσι ένα ασταθές σύστημα ανατροφοδότησης των πληροφοριών.

Ένας άλλος παράγοντας που συνέβαλε στο ατύχημα του Τσέρνομπιλ αφορούσε τα νετρόνια που εκπέμπονται από τα προϊόντα της σχάσης. Τα δύο ή τρία νετρόνια που απελευθερώνονται σε κάθε γεγονός διάσπασης, είναι γνωστά ως γρήγορα νετρόνια, δεδομένου ότι εκπέμπονται είτε αμέσως στο σημείο της διάσπασης είτε γρήγορα από τα διεγερμένα προϊόντα της σχάσης. Εντούτοις, αυτά τα ίδια προϊόντα της σχάσης εκτινάσσουν μερικές φορές νετρόνια μετά από τις βήτα διασπάσεις. Αν και αυτά ήταν λιγότερα από 1% (ως προς τον αριθμό των γρήγορων νετρονίων), αυτά τα "καθυστερημένα νετρόνια" - που μπορούν να συνεχίσουν να προκαλούν κι άλλες διασπάσεις - εξασφαλίζουν ότι σε έναν κανονικό αντιδραστήρα τα επίπεδα της ισχύος στον αντιδραστήρα αλλάζουν πολύ αργά και ακίνδυνα. Αλλά στο Τσέρνομπιλ ο αριθμός νετρονίων αυξήθηκε πολύ γρήγορα και χωρίς καμιά ασφάλεια, εξ αιτίας μόνο των γρήγορων νετρονίων (όχι των αργών), αναγκάζοντας τον αντιδραστήρα να πάει από το 10% της πλήρους ισχύος του σε ένα επίπεδο 100 φορές της πλήρης ισχύος του, μέσα σε τρία δευτερόλεπτα. Αυτό το σφάλμα παρουσιαζόταν μόνο στους αντιδραστήρες RBMK, που σημαίνει ότι δεν μπορεί να συμβεί κανένα άλλο Τσέρνομπιλ.

Επίπεδα αποβλήτων

Μια συνηθισμένη αντίληψη είναι ότι οι πυρηνικοί αντιδραστήρες παράγουν μεγάλα ποσά ραδιενεργών αποβλήτων, και ότι αυτά τα απόβλητα είναι δύσκολο να τα διαχειριστούμε ακίνδυνα, και ότι είναι κάπως διαφορετικά από τ' άλλα τοξικά απόβλητα που παράγονται από τη βιομηχανία. Η πραγματικότητα είναι διαφορετική: ο όγκος των αποβλήτων είναι σχετικά χαμηλός, ιδιαίτερα για τα υψηλού επιπέδου απόβλητα, που περιλαμβάνουν συνήθως τα ραδιενεργά προϊόντα σχάσης και τα υπερουράνια στοιχεία (που ανέρχονται σε λίγα μόνο κυβικά μέτρα για ένα εργοστάσιο τύπου PWR ανά 1 GW ετησίως).

Ενώ αυτά τα υψηλού επιπέδου απόβλητα αντιπροσωπεύουν έναν σημαντικό κίνδυνο, μισός αιώνας εμπειρίας δείχνει ότι μπορούν να ρυθμιστούν αρκετά ακίνδυνα. Όσον αφορά τους πολύ μεγαλύτερους όγκους των αποβλήτων πιο χαμηλής ραδιενέργειας, η πιθανότητα κινδύνου κυμαίνεται από πολύ χαμηλή ως σχεδόν αμελητέα (η μέση πρόσθετη καθημερινή δόση σε έναν εργαζόμενο στην αποθήκη όπου φυλάγονται τα χαμηλού επιπέδου απόβλητα, κοντά στην τοποθεσία Sellafield της Βρετανίας παραδείγματος χάριν, είναι της ίδιας τάξεως με την κατανάλωση ενός καρυδιού της Βραζιλίας ημερησίως!).

Δυστυχώς η Μεγάλη Βρετανία, παραδείγματος χάριν, έχει αποτύχει να σημειώσει πρόοδο προς την κατασκευή τελικών αποθηκών μέσα στη γη για τα πολύ υψηλού επιπέδου ραδιενεργά απόβλητά της, έχοντας αποφασιστεί αργά πρόπερσι ότι αυτός είναι ο καλύτερος τρόπος για να αποθηκεύσουμε τέτοιο υλικό. Αυτό οφείλεται στην πολιτική της Κυβέρνησης κι όχι μια τεχνική πρόκληση, και που είναι κατά ένα μεγάλο μέρος ανεξάρτητη από το εάν χτιστούν νέοι σταθμοί πυρηνικής ενέργειας ή όχι.

Ανεξάρτητα από το εάν είστε υπέρ της πυρηνικής ενέργειας ή ενάντια της, τα υπάρχοντα απόβλητα πρέπει να τα ξεφορτωθούμε τελικά και θα υπάρχουν ακόμα σχεδόν στο ίδιο μέγεθος ακόμα κι αν δεν χτίσουμε κανέναν νέο σταθμό πυρηνικής ενέργειας.

Συμπεράσματα

1. Δεν επιβαρύνει το περιβάλλον με διοξείδιο του άνθρακα η πυρηνική ενέργεια όσο ισχυρίζονται οι αντίπαλοι της, και γι αυτό είναι πολύ πιο φιλική στο περιβάλλον από τα εργοστάσια λιθάνθρακα και πετρελαίου, που μας τα επιβάλλουν ορισμένες ξένες και ελληνικές εταιρείες.

2. Τα απόβλητα των πυρηνικών εργοστασίων δεν μολύνουν την ατμόσφαιρα γιατί θάβονται βαθιά στο έδαφος, μέχρι να βρούμε τρόπους οριστικής απαλλαγής τους.

3. Τα διάσημα ατυχήματα κατά το παρελθόν (Three Mile Island και Τσέρνομπιλ) οφείλονται στη παλιά τεχνολογία που δεν υπάρχει πλέον. Όπως είδαμε πιο πάνω οι αντιδραστήρες τύπου RBMK, όπως στο Τσέρνομπιλ, ήταν αντιδραστήρες θετικής ανάδρασης και τέτοιοι αντιδραστήρες που ήδη έχουν αποσυρθεί πλήρως, δεν πρόκειται να κατασκευαστούν ξανά. Και οι νέοι αντιδραστήρες που φτιάχτηκαν ή πρόκειται να φτιαχτούν (2ης, 3ης και 4ης γενιάς), έχουν όχι μόνο ενεργητικά συστήματα ασφαλείας, αλλά και παθητικά συστήματα ασφαλείας (είναι δηλαδή σχεδιασμένοι με αρνητική ανάδραση). Τα τελευταία βασίζονται σε φυσικούς νόμους (πχ την διαστολή του νερού κατά τη θέρμανση).

4. Η διαχείριση του πυρηνικού εργοστασίου γίνεται 100% από τους κατασκευαστές του κι όχι από τους χρήστες. Άρα οι όποιες παραλείψεις και ο ωχαδερφισμός των Ελλήνων (που χρησιμοποιούνται σαν δικαιολογία για να μην φτιαχτούν στην Ελλάδα) δεν γίνεται να υπάρχουν στα πυρηνικά εργοστάσια. Άλλωστε ακόμα και στην Αμερική τα εργοστάσια δουλεύουν κάτω από την επίβλεψη των Γάλλων, που έχουν δώσει την τεχνογνωσία τους στους Αμερικάνους. Έπειτα αυτή η δικαιολογία είναι προσβολή για όλους τους Έλληνες και ειδικά για τους μηχανικούς της.

5. Οι αντίπαλοι της πυρηνικής ενέργειας λένε ότι είμαστε σεισμογενής χώρα. Η Ιαπωνία έχει 55 εργοστάσια και είναι η πιο σεισμογενής χώρα στον κόσμο. Άλλωστε μη ξεχνάμε ότι στη Δυτική Ελλάδα (με έντονη σεισμικότητα) φτιάχτηκε η Γέφυρα του Ρίου με τέτοιες προδιαγραφές, που περιμένουμε να ισχύσουν παρόμοιες και στην κατασκευή των πυρηνικών εργοστασίων. Επίσης, οι αυτόκλητοι "οικολόγοι" δεν μας λένε τι θα γίνει αν τελειώσουν σε 100 χρόνια με αυτούς τους ρυθμούς κατανάλωσης τα αποθέματα πετρελαίου. Φανταστείτε όμως τι θα γίνει αν η Κίνα, η Ινδία και οι άλλες αναπτυσσόμενες χώρες θα χρησιμοποιούν το πετρέλαιο και την ηλεκτρική ενέργεια, με τον ίδιο ρυθμό όπως και οι Δυτικές χώρες. Το πετρέλαιο θα τελειώσει σε λίγες δεκαετίες. Δεν είδαμε όμως κανένα "οικολόγο" να μας εξηγεί τι θα γίνει τότε.

6. Παλιότερα στο Scientific American έχει δημοσιευτεί ένα άρθρο για τις προόδους στο θέμα των πυρηνικών αποβλήτων από τους πυρηνικούς φυσικούς. Οι τελευταίοι πιστεύουν ότι στο μέλλον τα πυρηνικά απόβλητα θα γίνουν τόσο ακίνδυνα, όσο γίνονται και τα απόβλητα από τον βιολογικό καθαρισμό.

7. Κανείς "οικολόγος" φυσικά δεν μας είπε τι θα γίνει με τα πυρηνικά εργοστάσια των γειτονικών χωρών. Κάποτε ορισμένοι δήμαρχοι πχ της Ηλιούπολης όριζαν την επικράτεια του δήμου τους "αποπυρηνικοποιημένη ζώνη". Μήπως τελικά η λύση είναι να ορίσουμε την Ελλάδα "αποπυρηνικοποιημένη χώρα" για να μην έρχονται οι τυχόν ραδιενεργοί ρύποι εδώ μέσα; Ξέρει κανείς τον τρόπο να σωθεί η Ελλάδα από τα ατυχήματα που λένε οι οικολόγοι ότι θα συμβούν στις γειτονικές χώρες; Κι αν οι υπέρμαχοι των πυρηνικών εργοστασίων θεωρούνται συλλήβδην πράκτορες του λόμπυ των πυρηνικών εργοστασίων, οι "οικολόγοι" που υποστηρίζουν την καύση του λιθάνθρακα ή του πετρελαίου (μαζί ασφαλώς με τις ανανεώσιμες πηγές) τι είναι; Στην εποχή μας πώς θα δουλέψουν οι μεταφορές, τα αεροπλάνα, τα τραίνα κλπ; με ανεμογεννήτριες; Ασφαλώς και θα πρέπει να παραχθεί ηλεκτρικό ρεύμα για τα μετρό κλπ. Αλλά σε μερικές δεκαετίες που θα σπανίζει το πετρέλαιο πώς; Δεν μας το έχει περιγράψει κανένας "οικολόγος".

8. Μας λένε ότι τα πυρηνικά εργοστάσια έχουν χρόνο ζωής μόνο 30 χρόνια. Η 4η γενιά όπως είπαμε πιο πάνω θα έχει χρόνο ζωής 60 χρόνια. Επίσης, η Ελλάδα δεν έχει κανένα παλιό εργοστάσιο για να το έχουμε απόβλητο. Θα σχεδιάσουμε για τα επόμενα 20 χρόνια εργοστάσια 4ης γενιάς οπότε θα πλεονεκτούμε έναντι των άλλων. Αυτό μας θυμίζει ότι μπήκαμε κατευθείαν στα ψηφιακά κινητά, χωρίς να περάσουμε από τα προβληματικά αναλογικά.

9. Η πρόσφατη επικαιρότητα καταδεικνύει πως η ελληνική κοινή γνώμη δεν διάκειται θετικά προς οιαδήποτε πρωτοβουλία ανάπτυξης ανεμογεννητριών, σε κανένα τόπο. Όλα τα βουνά για τους Έλληνες είναι ιστορικά μνημεία, όλα τα νησιά ιδιαίτερου φυσικού κάλους, όλη η Ελλάδα είναι μια ενιαία τουριστική περιοχή γι αυτό και η εγκατάσταση τους θα διώξει τους τουρίστες ή τα άγρια ζώα και πουλιά (που όμως κυνηγούν). Κι έτσι δεν πρόκειται να εγκατασταθούν πουθενά ανεμογεννήτριες ή ηλιακά πάνελ γιατί δεν υπάρχει επαρκής χώρος ισχυρίζονται οι Έλληνες. Το ίδιο συμβαίνει και με τα εργοστάσια παραγωγής πυρηνικής ενέργειας. Κανένας δεν τα θέλει στη γειτονιά του. Κάτι σαν τους ΧΥΤΑ της Αττικής δηλαδή. Είτε πρόκειται για ανανεώσιμες πηγές, είτε για πυρηνική ενέργεια τα σχέδια κατασκευής συναντούν την αρνητική στάση των πολιτών. Κι αυτό δεν μπορεί παρά να αποτελεί ανασταλτικό παράγοντα για τη χάραξη ελληνικής ενεργειακής πολιτικής.

10. Φυσικά και είμαστε φανατικά υπέρ των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Να εγκαταστήσουμε λοιπόν όσο πιο γρήγορα γίνεται είτε στη θάλασσα (αφού δεν τα θέλουμε στα βουνά) είτε στα απόμακρα βουνά ανεμογεννήτριες ή φωτοβολταϊκά ή γεννήτριες που να εκμεταλλεύονται τα κύματα και τον ήλιο. Όλα τα άλλα είναι ημίμετρα πχ τα βιοκαύσιμα που αποστερούν χρήσιμη γη για την παραγωγή των σιτηρών. Φυσικά δεν παραγνωρίζουμε ότι τα εργοστάσια ηλεκτρισμού με ανανεώσιμες πηγές ενέργειας δεν παράγουν ενέργεια με σταθερό ρυθμό. Αλλά για το μέλλον (15-20 χρόνια μετά) η πυρηνική ενέργεια καθώς και η σύντηξη του υδρογόνου είναι η λύση. Μην κλείνουμε λοιπόν τα μάτια μας στις νέες πυρηνικές τεχνολογίες έχοντας στο μυαλό μας μόνο το Τσέρνομπιλ ή στα ελαττώματα της 1ης γενιάς, αλλά να κοιτάξουμε πώς συνολικά να μειώσουμε τα αέρια του θερμοκηπίου. Αυτός είναι άλλωστε και ο μέγιστος κίνδυνος της εποχής μας. Ας μην ξεχνάμε ότι και τα φωτοβολταϊκά έχουν ένα όριο λήξης, πολλοί λένε ότι είναι 30 χρόνια ή και λιγότερο. Άρα δεν είναι μια μακροπρόθεσμη λύση όπως τα πυρηνικά εργοστάσια της 3ης ή 4ης γενιάς που θα αντέχουν 60 χρόνια.

11. Οι Έλληνες a priori είναι ενάντια στα πυρηνικά εργοστάσια. Ωραία έως εδώ. Αλλά ας μην λένε ανακρίβειες ή συνειδητά ψέματα. Για παράδειγμα ότι τα εργοστάσια είναι εν δυνάμει πυρηνικές βόμβες έτοιμες να εκραγούν. Ή αναπαράγουν το ίδιο και το ίδιο ατύχημα του Τσέρνομπιλ. Υπάρχει μια ψύχωση γι αυτό που δύσκολα φεύγει από τους Έλληνες. Πόσοι δεν λένε ότι όλοι οι άλλοι λαοί μας επιβουλεύονται και είναι έτοιμοι να μας αρπάξουν το Αιγαίο, τη Μακεδονία την Κρήτη; 'Η ότι ο Κισσίγκερ ήθελε να χάσουμε την ταυτότητα μας για να σβήσουμε σαν χώρα;

12. Οι προηγμένες στα πυρηνικά χώρες όπως η Γαλλία, η Βρετανία και η Φινλανδία αναζητούν συνεχώς νέους τρόπος προκειμένου να παράγουν φθηνότερη και καθαρότερη ενέργεια. Ήδη η Ιταλία με τον Σίλβιο Μπερλουσκόνι θα προωθήσει την πυρηνική ενέργεια. Επίσης, τα πυρηνικά βρίσκονται μεταξύ των προτεινομένων λύσεων στο πλαίσιο των προσπαθειών που καταβάλλονται στην Ευρωπαϊκή Ένωση για την επίλυση του ενεργειακού προβλήματος. Ο πρόεδρος της Ευρωπαϊκής Επιτροπής δήλωσε ότι η πυρηνική ενέργεια είναι ένα ισχυρό όπλο στον αγώνα για την προστασία του περιβάλλοντος και την αποτροπή των κλιματικών αλλαγών. Γι΄ αυτό ζήτησε ανοικτό διάλογο χωρίς προκαταλήψεις προκειμένου κάθε χώρα να λάβει τις αποφάσεις της για τα πυρηνικά. Ας σημειωθεί ότι δεκαπέντε ευρωπαϊκές χώρες έχουν πυρηνικά εργοστάσια τα οποία καλύπτουν το 1/3 των αναγκών της ΕΕ σε ενέργεια.

13. Τέλος, αν υπάρχει μεγάλος φόβος για τα μεγάλα πυρηνικά εργοστάσια, υπάρχει και η λύση των μικρών αντιδραστήρων ισχύος μερικών Μέγαβατ. Συγκεκριμμένα υπάρχει ένας αντιδραστήρας της Ιαπωνικής Toshiba ισχύος 50 MW, ο οποίος χαρακτηρίζεται και ως «πυρηνική μπαταρία» Οι μίνι αυτοί αντιδραστήρες χαρακτηρίζονται σαν 4S (Super Safe, Small and Simple). Οι διαστάσεις του είναι μόλις 1 μέτρο πλάτος, 2 μέτρα ύψος και 20 μέτρα μακρύ, ενώ αντέχει για 30 χρόνια. Θα βρίσκεται θαμμένο κάτω από το έδαφος και το μόνο μέρος πάνω από αυτό θα είναι το σύστημα του νερού (ψυχρό και θερμό). Κανείς δεν θα έρχεται σε επαφή μαζί του (άρα περιορίζονται τα ανθρώπινα λάθη). Το υγρό νάτριο που θα λειτουργεί σαν ψυχτικό στο εσωτερικό του θα αντέχει μέχρι το τέλος της ζωής του αντιδραστήρα, χωρίς να συμπληρώνεται ή να αλλάζει. Είναι δηλαδή ένας αντιδραστήρας κλειστού τύπου. Όταν τελειώσει η λειτουργία του θα το παίρνουν πίσω οι Ιάπωνες για αντικατάσταση. Φανταστείτε λοιπόν ότι μπορεί να έχουμε στην χώρα μας πολλούς τέτοιους μίνι αντιδραστήρες τύπου «Liquid Metal cooled Fast Reactor». Το υγρό μέταλλο θα είναι ή νάτριο ή μόλυβδος ενώ θα λειτουργεί με γρήγορα νετρόνια. Αυτού του τύπου οι αντιδραστήρες λειτουργούν σε συνθήκες ατμοσφαιρικής πίεσης και τονίζουμε και πάλι ότι θα έχουν παθητικά συστήματα ασφαλείας. Το γεγονός ότι λειτουργούν με γρήγορα νετρόνια τους δίνει την δυνατότητα να παράγουν και να «κάψουν» και άλλα καύσιμα εκτός από το ουράνιο. Ένα ακόμα θετικό με την καύση της ακολουθίας των παραγώγων του ουρανίου (πλουτώνιο, κλπ.) είναι ότι τα τελικά υπολείμματα έχουν χρόνους ημιζωής της τάξης των εκατονταετιών αντί για πολλές χιλιάδες χρόνια.

Πηγές: PhysicsWorld, Physics4u

No comments: