NUKLEARNO REŠENJE

(U fokusu) Da li su nuklearni reaktori rešenje? Poslednjih dana, uporedo sa susretima brojnih državnika koji su u Briselu razgovarali o nuklearnoj energiji, ovo je pitanje zapljusnulo evropske i domaće medije. Ako se izuzme bezbednosna pretnja, nuklearni reaktori zaista ne utiču na klimatske promene i mogli bi biti rešenje za neophodno smanjenje emisije ugljen-dioksida (CO2). No, da li to znači da će se jedan problem zameniti drugim?

Energija se u nuklearnim centralama dobija oslobađanjem silne energije zarobljene u atomskom jezgru, što se odvija bez bespoštednog sagorevanja uglja kako se to događa u termoelektranama. I budući bez ikakvog plamena, nuklearna elektrana uopšte ne emituje CO2, pa tako ne dovodi do opasnog i sve opasnijeg zagrevanja atmosfere.

Istovremeno, reaktori su izuzetno stabilni i pouzdani izvori, a zbog zapanjujuće količine energije koja se oslobađa u nuklearnim procesima, smatraju se gotovo besplatnim u odnosu na energiju dobijenu iz uglja. Zato ne samo da su viđeni kao rešenje za klimatski izazov, nego i za sve veću potražnju za energijom u 21. veku.

Tako, na primer, većina nuklearnih reaktora kao gorivo koristi uranijumov dioksid u prahu, sabijen u tablete od 8×9 milimetara. Samo jedna ovakva minijaturna tableta uranijumskog goriva oslobađa energije koliko i jedna tona uglja, 2,5 tona ogrevnog drveta, tri bureta od 200 litara nafte ili 500 kubnih metara zemnog gasa. Figurativno rečeno, jedna kesica ovih „tableta“ podmiriće sve vaše potrebe za energijom tokom godinu dana, od grejanja do putovanja.

No, ove očigledne prednosti ostaju u drugom planu onog trenutka kad radijacija napusti reaktor. Tako je u najdramatičnijem incidentu nuklearnog doba, u Černobilju, 26. aprila 1986. godine, kada je došlo do požara i otvaranja reaktora broj 4 u centrali nadomak ukrajinskog grada Pripjata u atmosferu oslobođena velika količina radijacije koja je ugrozila veliki deo Evrope, zatrovala zemljište i oštetila zdravlje stotinama hiljada ljudi.

Nakon incidenta, uporedo sa akcijom čišćenja i sanacije Černobilja, u Moskvu je poslato oko 50 dosijea sa dokazima koji su korišćeni u istrazi. Dosijei su označeni kao strogo poverljivi. Za petnaest dosijea, sa dokumentima iz same nuklearne elektrane, hroničari ovog incidenta pišu da su bili toliko kontaminirani radioaktivnom prašinom da su advokati morali da nose zaštitnu odeću kad su ih čitali.

Da se radijacija ne može sakriti, svedoči i okolnost da su u stanovima, na stepeništima i hodnicima novih stambenih blokova u Kijevu gde su bile naseljene izbeglice iz Pripjata, očitavani stotinama puta veći nivoi radijacije nego u drugim naseljima.

Radioaktivne materije imaju trajne i pogubne efekte po živi svet. Zato danas nuklearne elektrane veliku pažnju posvećuju bezbednosti, a veći deo cene kilovat-sata dobijenog iz razbijanja atomskog jezgra troši se na povećanje sigurnosti u nuklearkama. Zbog toga nuklearna energija nije onako isplativa kako se čini, a ni izgradnja ovakvih kapaciteta nije uopšte jeftina.

Na svetu je danas operativno oko 500 reaktora koji proizvode električnu energiju, a pitanje da li će se njihov broj uvećati je otvoreno. Neke države, poput Francuske, koja veći deo svoje struje dobija iz nuklearnih reaktora, favorizuju ovu vrstu energije, dok su druge, kao što je Nemačka, od nje sasvim odustale. To je zapravo pitanje procene rizika – da li su veće očigledne koristi za klimu i stabilnost snabdevanja od potencijalne opasnosti da u reaktoru dođe do nesreće? Različite zemlje imaju različite odgovore.

Nasuprot uvreženom mišljenju, scenario u kome nuklearni reaktor eksplodira nalik na atomsku bombu fizički uopšte nije moguć. No, nesreće na Ostrvu tri milje, u Černoblju i Fukušimi, kao i one manje poznate, u Vindskejlu i Majaku, odnele su žrtve i izazvale trajne posledice. Sa novim tipovima reaktora, rizik je manji nego u prošlosti, ali niko ne može reći da je nestao. No, puno je naučeno tokom prethodnih incidenata.

Svim ovim havarijama zajedničke su dve stvari – tokom incidenta je zbog požara ili otvaranja reaktora došlo do curenja radijacije u okruženje, a ključni uzrok koji je doveo do takve nesreće bilo je pregrevanje reaktora. Visoka temperatura je uvek jedan neugodan simptom, ali da bi se razumelo zašto je pregrevanje reaktora tako fatalno za nuklearnu industriju, nužno je podsetiti se kako reaktori rade i koliko se nuklearne elektrane razlikuju od drugih energetskih postrojenja.

U termoelektranama se struja dobija sagorevanjem fosilnih goriva, najčešće uglja, dok hidroelektrane koriste potencijal reka. Za razliku od njih, energija u nuklearnim centralama nastaje tokom lančane reakcije u reaktoru, kada se zbog cepanja izotopa uranijuma-235 (ili kakvog drugog fisilnog goriva) oslobađa ogromna energija zarobljena u atomskom jezgru. No, mada je fizika procesa kojom se dobija energija potpuno različita, tehnologija kojom se ona pretvara u električnu struju sasvim je slična. Zato, na prvi pogled, nuklearna elektrana u mnogo čemu podseća na termoelektranu.

Postoje brojna tehnička rešenja, ali uvek se energija koja je kontrolisano oslobođena u reaktoru (tokom procesa koji zato i naziva kontrolisana fisija) nekako odvodi iz njega – najčešće se koristi voda koja ciklično protiče kroz sistem, preuzima toplotu i zagrejana se pretvara u paru. Ova para, isto kao ona koja se u termoelektrani dobija spaljivanjem uglja u ogromnim pećima, u nuklearnoj centrali takođe pokreće parnu turbinu koja potom pokreće generator i tako – proizvodi struju.

Velika je domišljatost fizičara učinila da način na koji se energija ubire i koristi istovremeno bude i način na koji se reaktor hladi. Toplota – osim što je korisna jer se pomoću nje dobija struja – predstavlja veliku opasnost i ona se zapravo mora neprekidno izvoditi iz reaktora dok u njemu traje lančana reakcija.

Nezgodan detalj je što se, zbog procesa koji se odvijaju u nuklearnom gorivu, toplota iz reaktora mora izvoditi i kad je on ugašen i ne daje korisnu energiju. Zato je, uz druge bezbednosne sisteme, sistem hlađenja ključan za sigurnost centrale – on je krvotok reaktora koji, kao kod čoveka, nikada ne sme da se zaustavi, nezavisno da li čovek spava ili trči maraton.

Ako se nešto u ovom složenom sistemu pokvari, on je tako načinjen da uvek postoji rezervni sistem da se hlađenje obezbedi – ako je, na primer, reaktor isključen, a nestane struje na mreži, uključiće se dizel agregati koji će pokretati pumpe i omogućiti da voda teče kroz rashladni sistem.

Nažalost, alternativni sistemi umeju da zakažu – to se u Černobilju desilo zbog konstruktivnih propusta i neverovatnih grešaka osoblja, a u Fukušimi zbog cunamija koji je istovremeno oštetio i mrežno napajanje i dizel agregate. Zato, kako to biva u životu, nema jednoznačnog odgovora na pitanje da li je nuklearna energija rešenje ili pak, novi izazov.

Fotografija prikazuje inspektore Međunarodne agencije za atomsku energiju (IAEA) u redovnoj inspekciji jedne češke nuklearne elektrane.

Tekst: Slobodan Bubnjević*

Foto: IAEA

—

*Autor je 2023. godine objavio naučnopopularnu knjigu “Alhemija bombe” o istoriji nuklearnog doba