EFECTE DE POLUARE SI FACTORI DE RISC

AI REACTORILOR NUCLEARI

Tendinta de crestere continua a standardului mediului sintetic este o trasatura specifica naturii umane ce nu poate fi in nici un caz anulata, fiind in fond expresia ratiunii de a exista a omului. Aceasta se poate realiza pe seama unui consum tot mai ridicat de energie. Energia electrica care, prin multiplele ei forme de utilizare, se preteaza cel mai bine acestui obiectiv.

Dupa cum am vazut pana acum, exploatarea unei surse de energie oarecare este insotita aproape intotdeauna de o serie intreaga de probleme de poluare, ce afecteaza mai mult sau mai putin direct mediul natural, in care omul isi desfasoara activitatea si existenta.

POLUAREA TERMICA

Se poate intelege fara nici un efort ca, deoarece reactorul nuclear produce energia nucleara sub forma de energie termica in centrala nuclearo-termica este prevazut un sistem de racire menit sa condenseze aburul dupa ce a iesit din turbina, dupa care apa este trimisa din nou in unitatea de incalzire. Sistemul de racire disipeaza de aceea in mod necesar caldura. Din acest punct de vedere, centrala nuclearo-electrica nu este cu nimic diferita de o centrala termoelectrica: amandoua degaja excesul de caldura netransformat in energie electrica in mediul natural ambiant, provocand o poluare termica.

Cand caldura este eliminata intr-un curs de apa curgatoare, temperatura apei curgatoare va creste pe o distanta oarecare in aval de locul centralei. Valoarea cresterii de temperatura si distanta pe care ea se manifesta depind de puterea centralei, de randamentul conversiei si de viteza de curgere a apei din rezervorul natural folosit.

Studiile extensive efectuate pana astazi au aratat ca, pentru puterile termice actuale, de circa 2000 MW, nu au putut fi consemnate modificari drastice ale florei si faunei acvatice in apele curgatoare; au putut fi notate totusi unele variatii ale numarului de reprezentati ai faunei acvatice. In schimb, in cazul rezervoarelor stationare, modificarile sunt potential mult mai serioase si asemenea solutii trebuie evitate.

EMISIA RADIOACTIVA

Orice reactor aflat in functionare normala degaja mici cantitati de substante radioactive in atmosfera. Elementele combustibile sunt intotdeauna imbracate in teci de o compozitie sau alta, rolul lor fiind acela de a retine produsele de fisiune ce apar in elementele combustibile, in timpul procesului de fisiune. De aceea, in ciuda unui nivel extrem de inalt al fluxului de radiatii din elementele combustibile, in afara elementului combustibil, nu se observa produse de fisiune. Exista totusi un produs de fisiune gazos - Kriptonul - care difuzeaza prin tecile elementelor de combustibil si, de aici, poate ajunge, din aproape in aproape, de pilda prin turnurile de racire, in atmosfera. In reactoare cu apa sau cu apa grea, prin iradierea in flux neutronic apare tritiul, un izotrop radioactiv al hidrogenului, eliminat si el in atmosfera in acelasi mod. Aceste elemente radioactive sunt singurele eliminate in exterior dar, oricum, in cantitati suficient de mici pentru a nu fi periculoase. Ele au de altfel timpi de injumatatire sub 10 ani, ceea ce inseamna ca dispar repede din circuitul natural.

Desi reactorul este o sursa puternica de radiatii, desigur in special neutroni, in principiu periculoase pentru om, el este bine izolat de mediul exterior prin amenajarea unei protectii eficiente bazata pe utilizarea unor materiale absorbante, ca apa si ca betonul. Acestea determina atenuarea aproape totala a fluxului de radiatii care ajunge in afara reactorului. De aceea, s-a stabilit ca, in momentul de fata, persoanele care lucreaza in incinta reactorului nuclear receptioneaza un flux de radiatii considerabil mai redus decat in cazul altor surse de radiatii, ca de pilda radiatia cosmica, radiatia X, etc.

Aproape toate tipurile de radiatii, desigur in primul rand cele ale substantelor radioactive sunt capabile de producerea ionizarii materiei vii pe care o strabat, generand astfel leziuni ale tesuturilor. Efectele de radiatii pot fi grupate in doua categorii: efecte de expunere individuala, numite efecte somatice, si efecte asupra descendentilor pricinuite de expunerea individuala a parintilor, numite efecte genetice. Putem , de asemenea, incadra tipul de expunere in doua categorii: expunere pe termen lung, sau cronica, caracterizata de o expunere la un flux relativ constant, si expunere acuta, in care intregul flux de radiatii e receptionat intr-un timp foarte scurt. Din fericire, nu toate leziunile sunt produse de radiatii cumulative, astfel ca o persoana poate sa nu prezinte efecte somatice daca este supusa o perioada de timp foarte lunga unor fluxuri mici de radiatii.

Nu exista efecte somatice detectabile imediat la o expunere acuta in care fluxul de radiatii nu e prea intens. Totusi exista efecte intarziate, ca de pilda o susceptibilitate marita la leucemie, cancer osos si cataracte. Expunerile acute insa, in care fluxul de radiatii este foarte intens, pot duce la efecte somatice grave, ce pot produce chir moartea persoanei expuse. Au fost facute studii asupra supravietuitorilor de la Hirosima si Nagasaki, ca si asupra descendentilor lor dar nu au trecut destule generatii pentru a avea o imagine clara in legatura cu efectele genetice respective. Aceste studii sunt ingreunate in special de faptul ca unele malformatii la nastere se datoreaza altor cauze, printre care figureaza si radiatia cosmica.

PRELUCRAREA COMBUSTIBILULUI ARS

Un reactor producator de energie este desigur alimentat cu combustibil proaspat, care il inlocuieste pe cel ars. Un combustibil ars contine mai putin material fisionabil decat un combustibil proaspat, precum si produse de fisiune care sunt puternic radioactive, unele dintre ele avand timpi de injumatatire foarte mari, adica fiind foarte persistente.

Cantitatea de material fisionabil nu este nula in combustibilul ars, ceea ce determina o strategie la reactoarele nucleare. Astfel, daca reactorul functioneaza cu uraniu imbogatit, atunci combustibilul ars va contine , un izotop fisionabil atat cu neutroni termici, cat si cu neutroni rapizi.

In cazul reactoarelor cu uraniu natural, combustibilul ars va avea mai putin decat cel din uraniul natural. Se pune problema extragerii , care se formeaza de asemenea, si in cantitati apreciabile.

Recuperarea celor doi izotopi este o sarcina dificila. Ea se realizeaza in uzine speciale de retratare a combustibilului, de regula la o oarecare distanta de centrala nuclearo-electrica. De aceea, preocuparile cele mai serioase nu sunt legate de emisia radioactiva a reactorului propriu-zis, care este practic rezolvata convenabil, ci de diminuarea acceptabila a radiatiei combustibilului ars, ca si de prevenirea unui eventual accident de rupere a lui in timpul transportului spre uzina de prelucrare chimica. De aceea, s-au imaginat containere speciale cu pereti dubli, in care este transportat cate un singur element de combustibil ars. Aceasta se petrece nu imediat dupa extragerea lui din reactor, ci dupa un timp oarecare numit timp de "calmare", in care radioactivitatea lui descreste intr-o suficienta masura pentru a permite transportul.

In uzina de prelucrare chimica, elementul combustibil este tratat, in sensul destecuirii lui (dizolvarea chimica a tecii), dupa care se procedeaza la izolarea izotopilor fisili si fertili paralel cu separarea tuturor produselor de fisiune. Combinarea in limitele prescrise a izotopilor fisili ti fertili este urmatoarea operatie, la capatul careia se obtine noul combustibil nuclear. Toate aceste operatii se desfasoara intr-un flux de radiatii foarte intens, mai ales din momentul in care teaca a fost distrusa. De aceea, pentru a facilita mentinerea personalului tehnic la o distanta convenabila in spatele unei protectii adecvate, intregul proces tehnologic a fost automatizat.

Dintre fragmentele de fisiune, unele pot fi folosite in medicina si industrie, pentru diverse scopuri, in care caz sunt preluate din produsele radioactive rezultate, tratate corespunzator si tratate in containere speciale sub forma de surse radioactive de diverse tipuri . Restul produselor il constituie deseurile radioactive, care sunt aduse la o forma convenabila depozitarii.

Multe din produsele de fisiune sunt gazoase si, de aceea, apar in mod inevitabil pierderi la acumularea lor in diversele stadii ale procesului tehnologic. Raspandirea lor in atmosfera este probabila, si, in consecinta, exercitarea unui control foarte riguros asupra nivelului de radiatie in cosurile de aerisire este in atentia directa a conducerii uzinei. In acest mod, nivelul de radiatie in mediul exterior s-a putut limita la o valoare absolut satisfacatoare.

BIBLIOGRAFIE

Gheorghe Semenescu, Sevastian Rapeanu, Tatiana Magda : "Fizica atomica si nucleara" , Editura Tehnica, Bucuresti.

Margarit Pavelescu, Ionel Purica : "Reactoare nucleare si natura" , Editura Stiintifica si Enciclopedica , Bucuresti, 1978.

Consiliul National de Protectie Radiologica din Marea Britanie, "Traim cu radiatii", traducerea din limba engleza : dr. Andrei Ionescu , Editura Tehnica , Bucuresti, 1989.