1

1.Energia nucleară este mai curată decat credeţi

2.O centrală nucleară bine proiectată are un impact minim asupra

mediului

3. Sistemul de functionare a unei centrale nucleare

4.Gospodărirea deşeurilor nucleare

5.Avantajele economice si strategice ale energiei nucleare

6.Dezavantajele CNE

7.Stiaţi că...

8.Concluzii                   

9.Bibliografie

 

  Student: Palistan Simona Boia Narcisa Elena

2

1.Energia nucleară este mai curată decat credeţi

Teama de energia nucleară este de înţeles datorită asocierii cu ororile

războiului nuclear,dar e nejustificată.

Centralele nuclearo-electrice nu sunt bombe atomice. Ceea ce a fost iniţial o

preocupare justificată pentru  securitate a devenit o anxietate aproape patologică,iar

majoritatea criticilor vin din partea presei,a industriei de film si televiziune şi a

scriitorilor de ficţiune. Toţi aceştia au folosit teama de chestiunile nucleare ca un aliat

pentru a-şi vinde produsele. Împreună cu factorii politici de dezinformare,ei au

incercat să discrediteze industria nucleară prezentand-o ca pe un potenţial inamic. Ei

au reuşit perfect să înspăimante publicul astfel încat în multe ţări este imposibil să mai

vorbeşti azi de energetica nucleară. Suntem îngrijoraţi de deşeurile nucleare şi de

depozitarea lor în siguranţă. Ca orice altă industrie, energetica nucleară îşi are

riscurile ei. Folosirea materialelor nucleare trebuie controlată şi reglementată strict ,nu

numai pentru a proteja sănătatea publicului şi a persoanelor care lucrează în

domeniu,dar şi pentru a asigura viitorul planetei.  După descoperirea radioactivitaţii la

începutul secolului 20 de către Marie şi Pierre Curie,acesteia i-au fost atribuite multe

virtuţi (vindecarea reumatismului,a căderilor nervoase,a insomniei,a durerilor,etc).

Oamenii nu se temeau de ea. În reclamele lor, firmele de ape minerale se întreceau în

a revendica apa cea mai radioactivă, în timp ce staţiunile încercau să atragă turiştii

dornici sa-şi îngrijească sănătatea, lăudandu-se că ele au cea mai ridicată

radioactivitate naturală.

Au venit apoi cele două explozii tragice ale bombelor atomice de la Hiroşima

şi Nagasaki, doua dezastre umane care au pus capăt celui de-al doilea război mondial

şi au traumatizat întreaga opinie publică internaţională. Lumea a devenit în mod brusc

şi violent conştientă de potenţialul distructiv al energiei atomice. De atunci atomul a

devenit în mintea publicului sinonim cu pericolul şi distrugerea. Centralele nuclearo-

electrice producătoare de energie electrică folositoare nu existau încă, iar aplicaţiile

nucleare, relativ puţin cunoscute anterior, s-au cristalizat brutal în jurul imaginii

razboiului, suferinţei, violenţei şi barbariei. Chiar şi astazi, publicul nu face bine

distincţia dintre o bombă atomică  şi o centrală nucleară ce produce energie electrică,

care nu au nimic în comun din punct de vedere tehnologic. Industria nucleară este

unul din domeniile industriale în care regulile de securitate şi de protecţie a mediului

3

sunt cele mai stricte şi mai bine respectate. Desigur, energia nucleară trebuie să fie

perfect stăpanită şi cat mai bine controlată. Riscul erorilor ce se pot face şi al

accidentelor ce au loc în industria nucleară pot şi trebuie reduse cat mai mult posibil.

Ţările din Vest trebuie să ajute ţările din Europa de Est să îmbunătăţească securitatea

unităţilor nucleare energetice şi să închidă cat mai repede posibil pe cele vechi, care

nu mai pot fi îmbunătăţite. Ideal ar fi să se înlocuiască electricitatea produsă de

centralele nuclearo-electrice învechite din ţările Estice cu programe de economisire a

energiei şi să se înlocuiască  acele unitaţi învechite cu reactori de tip Vestic, care sunt

mai bine proiectaţi şi mai siguri, sau cu o combinaţie a celor doua. Riscul  unui

posibil  accident nuclear nu trebuie uitat, dar nici nu trebuie să mascheze faptul că o

utilizare rezonabilă şi inteligentă a energiei nucleare are avantaje incontestabile pentru

sănătatea publicului şi protecţiei mediului.

Mulţi oameni au o idee stereotipă despre energetica nucleară: ei o văd ca o

industrie care produce imense cantităţi de deşeuri puternic radioactive pe care le

eliberează în mediu. Acest lucru nu este adevărat în Vest, dar a fost adevărat multă

vreme în fosta URSS. Imaginea unei centrale nuclearo-electrice, cu norii albi care se

ridică din imensele turnuri din beton numite „turnuri de răcire”, inspiră temeri

copleşitoare în ideea că acestea conţin o forţă enormă (ce se întamplă dacă toate

explodează?). Marele public î-şi imaginează adesea că aceşti nori neliniştitori conţin

chimicale toxice sau chiar substanţe radioactive. Dar nu este aşa. Norul nu este

altceva decat picături de apă formate de aerul umed, la fel ca orice alt nor de pe cer.

Scopul turnurilor de răcire este eliminarea acelei părţi din căldura produsă de centrală

care nu poate fi tranformată în electricitate. Apa caldă de la schimbătorul de căldură,

care nu este radioactivă deoarece ea nu vine niciodată în contact cu combustiblilul

nuclear, circulă în turnurile de răcire şi se răceşte în contact cu atmosfera. De-a lungul

turnurilor se crează un curent de aer cald şi umed care se ridică lent şi se evacuează pe

la partea de sus a acestora. Pe măsură ce se răceşte la contactul cu aerul rece din

exteriorul turnului, vaporii de apă condensează în picături, producand norii mari, albi,

caracteristici.

Cand centrala nuclearo-electrică este situată pe un rau interior şi debitul apei

de răcire din rau este insuficient, ”turnurile de răcire” sunt folosite pentru a preveni

aruncarea unei cantitaţi prea mare de căldură în rau. Atmosfera este încălzită foarte

puţin. Norii curaţi „ecologici” emişi de turnurile de răcire ale centralelor nuclearo-

4

electrice pot fi inhalaţi fără riscuri, ceea ce nu este cazul cu fumul gros şi negru, emis

de centralele în care se arde cărbune sau petrol. Aici avem următoarele exemple:

-la producerea a 1kWh de electricitate prin arderea cărbunelui, gazului natural

sau petrolului, se degajă în atmosferă aproximativ un metru cub de CO2 care

contribuie la efectul de seră.

-la producerea a 1 TWh de elctricitate folosind cărbune,gaz natural sau petrol,

se degajă în atmosferă aproximativ un milion de tone de CO2 care contribuie la

efectul de seră.

-la producerea a 1kWh de electricitate într-o unitate nuclearo-electrică nu se

degajă deloc CO2 şi după ce elementul combustibil iradiat este reciclat, răman numai

0,1 miligrame de deşeuri înalt active.Acestea nu sunt eliminate în mediu, ci sunt atent

confinate, procesate, stocate şi monitorizate.Radioactivitatea lor scade în timp, ele

devenind inofensive.

O singură centrală nuclearo-electrică, ca cea de la Nogentsur-Seine,cu două

unităţi de 1300 Mwe fiecare, a furnizat 50 miliarde kWh,în decursul primilor patru ani

de funcţionare (1987-1992), adică în medie 12 miliarde kWh pe an, ceea ce reprezintă

consumul anual total de electicitate al oraşului Paris, sau 5% din electricitatea

consumată anual în Franţa. Pentru a produce aceiaşi cantitate de energie, ar fi trebuit

arse 11 milioane tone de combustibil petrolier, echivaland cu un tren lung de 4600

kilometri format din vagoane încărcate fiecare cu 55 tone de cărbune (distanţa de la

Paris la Moscova). O centrală nuclearo-electrică care consumă 27 tone de uraniu

îmbogăţit 3% (conţinutul unui camion de 14 metri cubi), fără emisii de CO2, fără

SO2, fără Nox şi fără praf şi cenusă, produce numai 14 metri cubi de deşeuri înalt

active (combustibil iradiat, din care 97% poate fi recuperat şi reutilizat prin

reprocesarea elementelor combustibile arse) şi circa 500 metri cubi de deşeuri slab şi

mediu active(confinate şi izolate de mediu), şi degajă anual, în medie, circa 11.100

Curie de radioactivitate. Această radioactivitate produsă de om şi degajată în mediu de

toate centralele nuclearo-electrice în funcţiune azi pe planeta noastră, este de circa

0,000...(13 zerouri în total)...001 din cantitatea de radioactivitate naturală prezentă în

scoarţa pămantului.

Deşi petrolul şi gazul natural sunt mai puţin poluante decat cărbunele, energia

nucleară consumă comparativ infinit mai puţin şi este mult mai curată. O centrală

termică pe cărbune consumă de 100.000 de ori mai mult combustibil, în termeni de

masă, decat o unitate nuclearo-electrică şi produce de circa 100.000 de ori mai multe

5

deşeuri, tot în termeni de masă. Deşeurile sunt diferite pentru că sunt chimice într-un

caz-circa 5 milioane tone de cenuşă şi gaze, care sunt degajate în atmosferă şi

radioactive în celălalt-14 metri cubi de combustibil iradiat, care nu este eliminat în

mediu, ci stocat şi/sau reprocesat.

Mulţi oameni de ştiinţă consideră creşterea treptată a conţinutului de CO2 din

atmosferă drept cauza, cel puţin în parte, a efectului de seră care produce lent, aproape

imperceptibil, încălzirea planetei. Nivelul atmosferic al CO2 a crescut cu aproape

20% de cand ţările industrializate au început să ardă combustibilii fosili (cărbune, gaz

natural, petrol) în cantităţi masive pentru a produce energie. O centrală nuclearo-

electrică produce o mare cantitate de energie, fără emisii de CO2. Chiar şi benzina

fără plumb sau combustibilul organic, numit „combustibilul verde”(cum este

combustibilul auto fabricat din trestie de zahăr sau seminţe de rapiţă) produce CO2

cand este ars. Dacă nivelul atmosferic al CO2 se va dubla candva, temperatura medie

de pe suprafaţa planetei va creşte cu 3 sau 4 grade Celsius, ceea ce va conduce la

importante schimbări climatice şi creşterea cu caţiva metri a nivelului mării.

2. O centrală nucleară bine proiectată are un impact minim asupra

mediului

O centrală nuclearo-electrică cu patru unităţi de 1300 Mwe acoperă o

suprafaţă de numai un kilometru patrat (aproximativ aceiaşi suprafaţă ca un centru

sportiv cu peluze şi terenuri de parcare) şi produce suficientă electricitate pentru a

alimenta un oraş mare, cum este Parisul, Londra sau Tokyo. Pentru a produce aceiaşi

6

cantitate de electricitate folosind energia solară, regiuni întregi ar trebui acoperite cu

panouri de celule solare, ceea ce este neplăcut, iar fabricarea lor este poluantă (mii de

tone de materiale sintetice şi vopsea anticorozivă vor fi folosite pentru suporţii

metalici ai panourilor, iar aceste panouri trebuie înlocuite la fiecare 30 de ani). Aşa

cum am văzut cantităţile de substanţe chimice evacuate în mediu de o centrală

nuclearo-electrică sunt neglijabile, iar radioactivitatea eliberată ridică foarte puţin

nivelul natural de radioactivitate din amplasament. Împrejurimile unei centrale

nuclearo-electrice în Germania, Japonia sau Statele Unite sunt prin urmare, mai puţin

radioactive decat o plajă din Bretania, unde roca granitică emite sensibil mai multă

radioactivitate naturală decat solul terenurilor sedimentare.

Singurul impact al centralelor nuclearo-electrice asupra mediului, practic

neglijabil, se referă la peisaj şi la uşoara încălzire, cu cateva grade a apei mării sau a

raurilor, folosită pentru a absorbi căldura deşeu, care favorizează creşterea algelor şi a

peştilor. Pentru aceiaşi producţie de energie, o centrală nuclearo-electrică alterează

zona rurală, mult mai puţin decat o centrală solară sau eoliană. Efectul ei asupra

peisajului este mai mult sau mai puţin echivalent cu cel al unei centrale termice cu

petrol sau cărbune (centrale care poluează chimic). Probabil ecosistemul unui rau nu

este perturbat prea mult de o creştere de temperatură cu cateva grade, deoarece ştim

că în acele locuri temperatura apei poate varia natural cu 10 pană la 20 de grade

Celsius, de la iarnă la vară. Trebuie să semnalăm că toate centralele termice care

produc energie, inclusiv pentru încălzirea locuinţelor şi centralele electrice cu cărbune

şi petrol, încălzesc atmosfera sau apa raurilor folosită ca sursă de răcire. Încălzirea

mediului nu este aşadar specifică energiei nucleare, ci este proprie oricărui sistem de

producere a energiei.

S-a observat că peştele din rauri, căprioarele, cartiţele, şoarecii de camp şi alte

mamifere terestre trăiesc şi se hrănesc foarte bine în imediata vecinătate a centralelor

nuclearo-electrice, unde nivelul radioactivitaţii este doar puţin mai ridicat decat a fost

înainte de construirea centralei. Deoarece amplasamentul este mai bine protejat decat

alte locuri, ele chiar prosperă, aşa cum se întamplă cu unele păsări sau iepuri langă

pistele aeroporturilor, deoarece sunt prezenţi mai puţini prădători umani (vanători şi

pescari). Există o mare disproporţie între locul (important şi justificat) acordat

ecologiei şi sănătăţii publicului atunci cand este vorba de energia nucleară şi

standardele permisive, absenţa totală a reglementărilor sau violarea continuă a

acestora în celelalte domenii, cum sunt:industria petrolului (spălarea tancurilor

7

petroliere cu apă de mare), industria chimică (eliminarea de poluanţi în mediu),

agricultura şi sectorul agroalimentar (un mare numar de substanţe toxice şi chimicale

dubioase folosite în producţia de alimente înainte şi dupa recoltare, depăşirea datelor

de valabilitate pentru consum,etc.)

3. Sistemul de functionare a unei centrale nucleare

Centrala nuclearoelectrică este un ansamblu de instalaţii şi construcţii reunite

înscopul producerii energiei electrice pe baza folosirii energiei nucleare.

Obţinerea energiei nucleare se bazează pe reacţia de fisiune (descompunere)

nucleară în lant. Instalaţia care asigură condiţiile de obţinere şi mentinere a reacţiei în

lanţ este reactorul nuclear. În principiu, reactorul se compune dintr-o parte centrală

numită zona activă, în care are loc reacţia de fisiune şi se dezvoltă căldura de reacţie.

Zona activă conţine combustibilul nuclear alcătuit din izotopi fisionabili

(U235, Pu239) şi materiale fertile (U238, U232); moderatorul (apa grea), care are

rolul de a încetini viteza neutronilor rapizi, astfel că reacţia să fie controlabilă; barele

de control captează neutronii rezultaţi din reacţia de fisiune; agentul de răcire, care

preia căldura dezvoltată în zona activă şi o cedează apei în schimbătorul de căldură.

În schimbătorul de caldură, apa se vaporizează şi devine agentul producător de

lucru mecanic în turbină. Lucrul mecanic este transformat de generator în energie

electrică. Combustibilul, moderatorul şi agentul de răcire formează aşa numită filieră

a reactorului termic care determină caracteristicile specifice centralelor nucleare.

Combustibilul introdus în reactor are forma unor pilule compactate sub formă

de bare. Între barele de combustibil se găsesc barele de control. Acestea conţin

8

cadmiu (element chimic ce absoarbe neutroni). Ele au rolul de a regla numărul de

neutroni ce pot produce noi reacţii de fisiune, astfel încât puterea produsă de reactor

să rămână constantă în timp. Pentru menţinerea reacţiei în lanţ, în unele tipuri de

reactoare, neutronii emişi în reacţiile de fisiune trebuie încetiniţi. În timpul frânării

neutronilor are loc un transfer de energie de la aceştia la moderator, temperatura

moderatorului şi a combustibilului marindu-se.

Controlul reactoarelor nucleare se face computerizat (inclusiv al sistemelor

utilizate pentru protecţia reactorului şi a mediului înconjurător). Centralele nucleare

au între 1 şi 8 reactoare (unităţi), fiecare cu o putere instalată de cel puţin 600 MW.

Structura unui reactor CANDU constă într-un recipient cilindric orizontal, cu

tuburi pentru barele de combustibil şi pentru lichidul de răcire (apa grea) plasate

orizontal.

Numele tipului de reactor, CANDU (CANada Deuterium Uranium), rezumă

trei din caracteristicile principale ale reactorului: proiectul este canadian, foloseşte apa

grea ca moderator, iar combustibilul utilizat este uraniul natural.

Agentul de răcire este pompat prin canalele de combustibil , răcind

combustibilul şi apoi, prin generatoarele de abur unde căldura este trasferată apei

(uşoare) pentru producerea aburului. Aburul este trimis la turbo – generator pentru a

produce energie electrică într-un mod convenţional.

Reactorul este format dintr-un ansamblu cilindric din oţel – inox (calandria)

plasat într-o structură de beton placat cu oţel (chesonul calandriei) care asigură

protecţia termică şi răcirea. Calandria conţine apa grea ca moderator, mecanisme de

control al reactivităţii şi 380 canale de combustibil. Canalele de combustibil care

conţin combustibil şi apa grea folosită ca agent de răcire, sunt amplasate în tuburi mai

mari în calandria.

Calandria este susţinută de protecţii de capăt între zona activă a reactorului şi

zona de funcţionare a maşinii de încărcat combustibil. Reactorul este încărcat cu

uraniu natural sub formă de pastile de bioxid de uraniu. Treizeci de pastile puse cap la

cap sunt conţinute într-o teacă din aliaj de zirconiu (Zircaloy) formând un element

combustibil. Treizeci şi şapte de asemenea elemente sunt asamblate într-un fascicul de

combustibil care cântăreşte 23,7 kg. Fiecare canal de combustibil conţine doisprezece

fascicule de combustibil.

Sistemul de reglare al reactorului controlează puterea reactorului în limitele

specifice şi asigură că sunt îndeplinite cerinţele centralei; de asemenea monitorează

9

distribuţia puterii în zona activă pentru a optimiza puterea pe fascicul şi pe canal

conform specificaţiilor de proiect.

Sistemul de manipulare a combustibilului realimentează reactorul cu

fascicule de combustibil proaspăt în timpul funcţionării normale a reactorului; acest

sistem este proiectat să funcţioneze la toate nivelele de putere a reactorului. De

asemenea, sistemul asigură depozitarea temporară a combustibilului proaspăt şi

iradiat.

Fascicululele de combustibil sunt împinse în canalul reactorului de către o

maşină de încărcat combustibil, acţionata de la distanţă. Fasciculele de combustibil

iradiat sunt descărcate în acelaşi timp de o altă maşină de combustibil, situată la

capătul opus al canalului de combustibil. Combustibilul iradiat este apoi transferat

într-un bazin de stocare plin cu apă aflat în clădirea serviciilor, lângă clădirea

reactorului.

Prin sistemul de transport al căldurii circulă agentul de răcire presurizat

(D2O) prin canalele de combustibil pentru a extrage căldura produsă prin fisiunea

uraniului. Căldura este transportată de către agentul de răcire la cele patru generatoare

de abur identice.

Sunt prevăzute două bucle de circulaţie, fiecare răcind câte o jumătate din zona activă.

Generatorul de abur şi pompele de circulaţie sunt plasate la fiecare capăt al

reactorului astfel încât în jumătate din zona activă, debitul este direcţionat într-un sens

10

iar în cealaltă jumătate, în sens opus. Presurizorul menţine presiunea în circuitul de

răcire la o valoare relativ ridicată. Fluidul de răcire este circulat în permanenţă în

timpul funcţionării reactorului, pe durata opririi şi în perioada de întreţinere. Neutronii

produşi prin reacţia de fisiune sunt moderaţi (încetiniţi) de apa grea (D2O) din

calandria. Apa grea este circulată prin sistemul moderator pentru răcire, purificare şi

controlul substanţelor folosite pentru reglarea reactivităţii. Apa grea din calandria

acţionează ca o sursă rece într-un eveniment de pierdere a agentului de răcire, fapt ce

ar coincide cu indisponibilitatea sistemului de răcire la avarie a zonei active.

Sistemul generator de abur transferă căldura din apa grea (D2O) folosită ca

agent de răcire, apei uşoare (H2O) pentru formarea aburului, care duce la turbo –

generator. Sistemul generator de apă de alimentare procesează aburul condensat venit

de la turbină şi îl trimite la turbo – generator.

Turbina tip CANDU 6 constă într-un corp de înaltă presiune dublu flux şi trei corpuri

de joasă presiune în dublu flux care eşapează în trei corpuri de condensator. Un

program de radioprotecţie optimă a fost elaborat şi implementat pentru a asigura

protecţia personalului, populaţiei, cât şi protecţia mediului înconjurător. Programul se

bazează pe ultimele recomandări ICPR referitoare la limitarea şi optimizarea limitelor

de expunere la radiaţii. Un aspect important al programului de radioprotecţie îl

reprezintă monitorarea dozimetrică în incinta CNE şi în mediul înconjurător.

4.Gospodărirea deşeurilor nucleare

Deseurile provenite din prima faza a ciclului combustibilului nuclear sunt, în

mod uzual, emitatori alfa întâlniti în procesul de extractie a minereului de uraniu. Cel

mai adesea este vorba despre radiu si produsii rezultati în urma dezintegrarii radiului.

Concentratul de bioxid de uraniu (UO2) scos din mina nu este foarte radioactiv: doar

de o suta de ori mai radioactiv decât granitul folosit în constructia cladirilor. Însa UO2

este rafinat în „turta galbena” (U3O8), apoi convertit în hexaflorura de uraniu gazoasa

(UF6). Sub forma de gaz, uraniul sufera o îmbogatire în continutul de izotop 235U de la

0,7% pâna la 3,5% (combustibil LEU = Low Enriched Uranium). Urmeaza apoi

reconvertirea în bioxidul de uraniu (solid ceramic) pentru a fi introdus în fasciculele

combustibile.

Principalul subprodus al îmbogatirii este uraniul saracit, în principal izotopul 238U, cu o concentratie de 235U de aproximativ 0,3%. El este stocat atât sub forma de

UF6 cât si U3O8. Uneori este folosit în aplicatii unde densitatea lui foarte mare este

11

pretioasa, cum ar fi chila iahturilor si proiectilele anti-tanc. Este de asemenea utilizat

(împreuna cu plutoniu reciclat) pentru obtinerea combustibilului MOX si pentru

diluarea uraniului înalt îmbogatit din armele nucleare dezafectate, acesta fiind

redirectionat drept combustibil în reactoare nucleare. Aceasta diluare este si o masura

de prevedere în sensul ca orice natiune care ar folosi combustibil ars pentru fabricarea

de arme nucleare va trebui sa repete procesul (foarte scump si complex) de

îmbogatire.

La sfârsitul ciclului de combustibil nuclear, fasciculele combustibile „arse”

contin produsi de fisiune care emit radiatiei gamma, actinide care emit particule alfa

cum ar fi 234U, 237Np, 238Pu si 241Am, sau emitatori de neutroni cum ar fi Cf. Acesti

izotopi s-au format în reactor.

Este important sa se faca distinctie între procesarea uraniului pentru fabricatia de

combustibil si reprocesarea combustibilului uzat. Combustibilul uzat contine produsi

de fisiune înalt-radioactivi. Unii dintre ei sunt absorbanti de neutroni. Cantitatea

acestora poate creste pâna la nivelul când absorbtia de neutroni devine atât de

importanta încât reactia de fisiune în lant se opreste, chiar si atunci când barele de

control ar fi scoase complet. În acest moment combustibilul din reactor (continând si

o cantitate substantiala de 235U si plutoniu) trebuie înlocuit cu combustibil proaspat.

Combustibilul ars poate fi stocat sau poate fi reprocesat pentru îndepartarea produsilor

de fisiune. Reprocesarea presupune mânuirea de materiale înalt-radioactive (atât

produsii de fisiune îndepartati din combustibilul ars cât si substantele chimice folosite

în acest proces sunt înalt-radioactive).

Ce trebuie să facem cu deşeurile radioactive generate de centralele

nuclearo-electrice?

Este o problemă importantă al cărei răspuns a fost amanat mulţi ani, deşeurile

fiind între timp stocate temporar. Înainte de toate, trebuie să precizăm faptul că

volumul de deşeuri radioactive este foarte mic în comparaţie cu deşeurile altor

industrii, ceea ce înseamnă că este posibilă stocarea în bune condiţii pe termen mediu

sau lung.

Pentru a înţelege problema deşeurilor radioactive ar trebui să ştiţi că există

deşeuri radioactive înalt active (puternic radioactive, în general cu durată de viaţă

lungă) şi deşeuri slab şi mediu active care sunt mai voluminoase dar mai puţin

periculoase conţinand în special radionuclizi de viaţă scurtă ( avand timpul de

înjumătăţire sub 30 de ani). Cel mai dificil de gospodărit sunt deşeurile cu timp de

12

înjumătăţire destul de lung  şi nivel de radioactivitate relativ ridicat. Deşeurile

nucleare înalt active vitrificate, corespunzătoare consumului de electricitate pe durata

de viaţă a unei familii standard moderne, au un volum ce poate fi ţinut într-o mană,

sub forma unui mic cilindru de circa trei centimetri în diametru şi opt centimetri

lungime. Deşeurile radioactive slab şi mediu active cu izotopi de viaţă scurtă (avand

timp de înjumătăţire sub 30 de ani), reprezintă 90% din volumul total. Ele sunt

comprimate pentru reducerea volumului, ambalate în butoaie standard din beton şi

stocate într-o instalaţie de depozitare special proiectată, unde sunt atent monitorizate.

Înainte de a fi reprocesate, deşeurile înalt-active sunt stocate pentru caţiva ani la locul

de producere. Apoi ele sunt transportate la un alt amplasament pentru stocare şi

tratare, spre exemplu la uzina de reprocesare La Hague. Au fost analizate şi/sau testate

mai multe scenarii pentru a rezolva problema controversată a gospodăririi deşeurilor

nucleare de viaţă lungă. Printre ipotezele considerate putem menţiona: simpla stocare

a materialelor radioactive în clădiri special echipate (opţiunea S.U.A), reprocesarea

deşeurilor şi reciclarea unei mari părţi din acestea (opţiunea curentă a Franţei, Marii

Britanii şi Japoniei), sau depozitarea deşeurilor la cateva sute de metri sub pămant în

formaţiuni geologice potrivite sau în mine de sare. Ultimele două ipoteze, reciclarea

în proporţie de 97% şi depozitarea la mare adancime a deşeurilor reziduale, pot fi

combinate şi alcatuiesc cel mai probabil scenariu pentru viitor, avand în vedere

avantajele lor deosebite.

O centrală nuclearo-electrică cu apă uşoară de 1000  MWe produce în fiecare

an circa 20 tone de uraniu sărăcit, parţial reciclabil, 750 kg produşi de fisiune (în

special stronţiu şi cesiu, o mică parte din aceştia putand fi reciclaţi pentru utilizare în

instalaţii de iradiere medicale sau industriale), 260 kg de plutoniu care este reciclat

prin fabricarea combustibilului cu oxid mixt (MOX) sau a combustibilului pentru

reactorii cu neutroni rapizi şi 21 kg de actinide care sunt produse de activare cu

neutroni incluzand neptuniul, americiul şi curiumul. În total, o ţară ca Franţa produce

anual circa 1000 de tone de combustibil iradiat, conţinand 960 de tone de uraniu, 10

tone de plutoniu, 30 tone de actinide şi diferite alte deşeuri. Aceste deşeuri nucleare

sunt complet confinate şi nu sunt dispersate în mediu. Ele ocupă foarte puţin spaţiu în

comparaţie cu miile de milioane de tone de particole de fum ce ar fi fost eliberate în

atmosferă de termocentralele cu combustibil fosil producand tot atata electricitate.

Combustibilul nuclear ars este stocat caţiva ani într-o piscină langă centrala

nuclearo-electrică, pentru dezintegrarea radionuclizilor de viaţă scurtă ce constituie

13

cea mai mare parte a radioactivităţii. Apoi, el este transferat la o uzină de reprocesare

pentru separarea diferiţilor constituenţi. Numai o parte a deşeurilor solide, deşeurilor

înalt-active, este vitrificată pentru a preveni dispersarea. Celelalte deşeuri solide sunt

stocate în containere din beton cateva decenii, timp în care radioactivitatea lor scade

atat de mult, încat nu mai constituie un pericol.

Există cateva căi de a trata deşeurile radioactive: una constă în a nu le trata

deloc ci doar a le stoca aşteptand să vedem ce am putea face cu ele mai tarziu,

celelalte constand în reprocesare, îngropare sau alte soluţii. Îngroparea este calea

aleasă de americani. Franţa şi Japonia au decis să urmeze altă cale: reprocesarea

deşeurilor prin separarea uraniului sărăcit, a plutoniului şi a celorlalţi constituenţi,

recicland 97% din volumul total. Uraniul care formează cea mai mare parte a

combustibilului ars, poate fi trimis la o uzină de îmbogăţire pentru a fi reîmbogăţit în

uraniu 235, iar apoi reutilizat în reactorii cu apă sub presiune. Din volumul iniţial

rămane 3% care conţine: plutoniul cu un volum foarte mic dar foarte radioactiv,

actinidele şi produşii de fisiune. Nu s-a găsit încă o soluţie mai bună decat depozitarea

lor. În viitor, aceste deşeuri reziduale ar putea fi reprocesate cu tehnici ce nu sunt

disponibile astăzi. Costul real al depozitării definitive nu este cunoscut exact, în timp

ce costul actual al reprocesării este cunoscut. Reprocesarea este scumpă, dar mai

avantajoasă pentru mediu, deoarece 97% din material este recuperat. Indiferent de

gradul lor de radioactivitate, dacă deşeurile sunt depozitate la adancime mai mare de

100 de metri, absolut nici o radiaţie nu poate ajunge la suprafaţă. De fapt, chiar dacă

am împrăştia aceste deşeuri nucleare uniform pe suprafaţa planetei, în sol, în oceane şi

în atmosferă, nu s-ar produce o creştere semnificativă a nivelului mediu al

radioactivităţii de pe suprafaţa globului.

Radioactivitatea tuturor deseurilor nucleare scade în timp. Toti radioizotopii

continuti în deseuri au un timp propriu de înjumatatire, tendinta de evolutie fiind, cel

putin teoretic, catre elemente neradioactive. Multe elemente radioactive din

14

combustibilul „ars” (de exemplu 239Pu) ramân periculoase pentru om si celelalte

vietuitoare timp de sute de mii de ani. Alti radioizotopi ramân periculosi chiar

milioane de ani. Prin urmare, aceste deseuri trebuie ecranate si izolate de mediu pe

durate de milenii. Alte elemente, cum ar fi 131I, au timpi de înjumatatire scurti (8 zile

în cazul 131I) si vor înceta sa fie o problema mai repede decât cei cu viata lunga, dar

activitatea lor initiala este mult mai mare.

Cu cât mai repede se dezintegreaza un radioizotop, cu atâta este el mai

radioactiv. Energia si tipul radiatiilor ionizante emise de o substanta radioactiva pura

sunt importante în decizia privind cât este ea de periculoasa. Proprietatile chimice ale

elementului radioactiv vor determina cât de mobila este substanta si cât de probabil

este sa se împrastie în mediul înconjurator si sa contamineze corpul uman. Aceasta

situatie se complica în continuare prin faptul ca multi radioizotopi nu se dezintegreaza

imediat catre un produs stabil ci mai degraba catre un alt produs de dezintegrare

radioactiv, putând avea de a face, deci, cu o dezintegrare în lant.

Amenintarea la adresa sanatatii, cauzata de expunerea la activitatea data a unui

radioizotop depinde de modul sau de dezintegrare si de biochimia acestuia. De

exemplu, izotopul de scurta durata 131I este un emitator beta si gamma, dar deoarece el

se concentreaza în glanda tiroida, poate sa produca necazuri mai mari decât TcO4 care,

fiind solubil în apa, este eliminat rapid prin urina. Într-o maniera similara, actinidele

emitatoare alfa si radiul sunt considerate foarte daunatoare deoarece tind sa aiba timpi

biologici de înjumatatire lungi si radiatiile lor se caracterizeaza prin valori ridicate ale

energiilor de transfer. Datorita acestor diferente, regulile de determinare a leziunilor

biologice difera în mare masura de la un radioizotop la altul si, uneori, depind si de

însasi natura compusului chimic care contine radioizotopul respectiv.

Obiectivul principal în managementul deseurilor radioactive (si nu numai) este

de a proteja populatia si mediul înconjurator. Aceasta înseamna izolarea sau diluarea

deseurilor astfel încât concentratia oricarui tip de radionuclizi sa nu produca

amenintari la adresa biosferei. Pentru a obtine aceste deziderate, tehnologia preferata

este îngroparea deseurilor la mare adâncime; s-au sugerat de asemenea utilizarea unor

tehnici de transmutatie, stocare cu recuperare ulterioara, sau chiar „aruncarea” în

spatiul extraterestru.

Fraza care le însumeaza pe toate este ca deseurile trebuie „sa fie izolate de

om si mediul sau înconjurator pâna când acestea s-au dezintegrat atât de mult

încât nu mai prezinta nici un pericol”.

15

În literatura si cinematografia de fictiune, deseurile radioactive sunt adesea

citate ca modalitatea de a dobândi puteri si abilitati supraomenesti; exemple în acest

sens sunt filmele „Probleme moderne” din 1981 si „Spider-man” din 2002.

În realitate, expunerea la nivele înalte de radioactivitate a deseurilor poate sa

cauzeze serioase pericole sanatatii, chiar moartea. Este interesant de notat ca tratarea

unui animal adult cu radiatii, sau alte medicamente cauzatoare de mutatii, cum ar fi

citotoxicele si anti-canceringenele, nu pot cauza transformarea acestuia într-un

mutant. Este mai probabil ca adultului sa i se induca o boala cancerigena.

Pentru corpul omenesc s-a calculat ca o doza de 1 Sv are probabilitatea de 5%

de a cauza cancer si 1% de a cauza mutatii în gameti, sau ca gametii sa fabrice celule

modificate care sa se transmita astfel generatiei urmatoare. Daca un organism în

dezvoltare, cum ar fi un copil înca nenascut, ar fi iradiat, atunci este posibil sa se

induca defecte „din nastere”, dar este prea putin probabil ca aceste defecte sa se

gaseasca în gameti sau într-o celula fabricata de un gamet.

5.Avantajele economice si strategice ale energiei nucleare

Combustibilul consumat de o centrală nuclearo-electrică este de cateva zeci de

tone de uraniu pe an, în timp ce consumul de petrol al unei termocentrale se ridică la

milioane de tone pe an. Din acest motiv o ţară îşi poate face uşor stocuri de

combustibil cu uraniu, suficiente pentru a se adăposti de orice fel de blocadă

economică, militară sau de alt fel, timp de decenii, în timp ce stocul de petrol pentru

trei luni, reprezintă deja un volum enorm. Aşadar, continuitatea alimentării cu energie

electrică poate fi garantată de energetica nucleară, iar „şantajul energetic” care s-a

văzut între ţările producătoare şi cele consumatoare de petrol, este imposibil în cazul

energiei nucleare. Resursele de uraniu sunt mai uniform distribuite pe glob decat

zăcămintele de ţiţei, care sunt concentrate în cateva zone privilegiate. Iată de ce,

stabilitatea preţului acestei materii prime este garantată pe lungi perioade de timp şi

toate ţările se găsesc mai mult sau mai puţin pe picior de egalitate în raport cu

resursele de uraniu.

Nu există emisii de gaze poluante (in timpul unei operări normale) – acestea

fiind emise numai pe perioada de testare a Generatoarelor Diesel de Urgenţă

(procesele de extragere şi prelucrare a minereului de uraniu, precum şi construcţia sau

demolarea unei CNE produce cantităţi relativ mici de astfel de poluanţi);

16

Nu poluează aerul – producţia de gaze periculoase cum ar fi monoxidul de

carbon, bioxid de sulf, aerosoli, mercur, oxizi de azot, particule sau fum fotochimic

fiind nulă Generarea de deşeuri solide in cantităţi mici (in timpul unei funcţionări

normale);

Costuri scăzute ale combustibilului – deoarece cantitatea de combustibil este

totusi mică;

Posibilitatea folosirii de baterii nucleare.

Cu energetica nucleară, ţările pot fi independente energetic. Această motivaţie

strategică a contribuit puternic la dezvoltarea industriei energeticii nucleare din

Europa în momentul primului şoc al petrolului din 1973. Factorii din acel moment

care au privat Europa şi Vestul de energie nu au fost numai „războiul petrolului” şi

blocada stramtorii ci şi teama că blocada o să degenereze în al treilea război mondial,

printr-un conflict direct între URSS şi SUA. După 1970 dependenţa de petrol a multor

naţiuni a scăzut, datorită dezvoltării energeticii nucleare şi a anticipării „războiului

energiei”.

6.Dezavantajele CNE

Riscul unui accident major – un exemplu de cea mai proastă posibilă situaţie

fiind ceea ce s-a intamplat la CNE de la Cernobal;

Poate ajuta la fabricarea de bombe nucleare – toate proiectele de reactoare pot

produce plutoniu, ajutadu-se prin aceasta fenomenul proliferării nucleare;

Costuri iniţiale mari;

Costuri ridicate de mentenanta;

Costuri ridicate pentru dezafectarea CNE;

Poluare termică.

                   

    

17

7.Ştiaţi că...

-Legătura dintre un reactor nuclear şi o bombă atomică este cam aceiaşi ca cea

dintre un motor de automobil alimentat cu benzină şi un cocteil Molotov.

   -Industria nucleară este singura care practic nu elimină deşeuri toxice în

mediu, spre deosebire de industriile de petrol, gaze şi cărbune, agricultură, industria

chimică şi industriile care produc bunuri de consum.

   -Atomul ne fascinează din cauza enormei cantitaţi de energie conţinută într-o

infimă cantitate de materie. Conform faimoasei ecuaţii a lui Einstein,care ne dă

echivalenţa între masă şi energie prin relaţia E=mc la pătrat, un singur kilogram de

materie reprezintă o cantitate de energie de 90.000.000.000.000.000.000 jouli,

echivalentul consumului unui frigider sau unui bec de 100 de wati timp de 285.000 de

secole sau o cantitate de căldură suficientă pentru a găti 270 miliarde de dejunuri.

   -O bucată de uraniu cat o gămălie de ac, cantărind 10 grame, produce tot atata

energie cat o tonă de cărbune.

  -Producţia de electricitate în centralele nuclearo-electrice nu generează deloc

emisii de SO2 şi NOx.

  -Radioactivitatea totală conţinută în centralele nuclearo-electrice aflate azi în

funcţiune, reprezintă doar a milioana parte dintr-o milionime de procent al

radioactivităţii totale naturale a planetei.

  -O centrală nuclearo-electrică civilă ce produce electricitate, nu va exploda ca

o bombă atomică, deoarece acest lucru este ştiinţific şi tehnic imposibil.

            

            8.Concluzii:

Energia nucleară este de departe sursa de energie cea mai prietenoasă cu

mediul şi uşor disponibilă în cantităţi mari. La începutul secolului 21 avem nevoie de

o simbioză între protecţia mediului şi tehnologie în scopul de a construi o lume mai

bună, mai frumoasă, mai respectoasă cu mediul, în care să fie plăcut să trăieşti. Pentru

a realiza aceste ţeluri trebuie să ne schimbăm modul de viaţă, iar în domeniul energiei

trebuie să îmbunătăţim atat producţia cat şi utilizarea ei. Centralele nuclearo-electrice

şi facilităţile industriale în general trebuie făcute cat mai sigure posibil. Trebuie

încurajată cercetarea privind conservarea energiei, sursele alternative de energie şi

fuziunea termonucleară, care candva în viitor, ar putea să producă o energie mai

curată şi în cantităţi practic nelimitate.

18

Înainte de toate, trebuie să adoptăm un mod de viaţă mai prietenos cu mediul,

folosind mai bine mijloacele moderne de transport şi comunicaţii, izoland mai bine

locuinţele şi încălzindu-le mai puţin, renunţand la fumat şi trăind într-un mod

exemplar, pozitiv şi destins.

Stocul mondial de uraniu nu este inepuizabil. Prin urmare, trebuie să

conservăm energia şi să optimizăm folosirea centralelor nuclearo-electrice. Trebuie să

învăţăm să gospodărim deşeurile radioactive. Din toate procesele de producere a

energiei ce pot fi utilizate pe scară largă, utilizarea rezonabilă a energeticii nucleare

este desigur cea mai bună alegere: ea împacă cerinţele economice cu prioritatea

noastră principală de a respecta mediul şi de a conserva planeta. Energetica nucleară

bazată pe fisiune, ne va permite să avansăm economic şi ştiinţific, în aşteptarea

fuziunii nucleare, care ar putea să fie stăpanită pe la mijlocul secolului viitor.

Trebuie să construim împreună o lume mai bună, în care toţi vom fi mai

fericiţi şi mai sănătoşi, Protecţia mediului trebuie să fie principala preocupare, astfel

încat să putem promite copiilor noştrii că planeta va rămane locuibilă şi plăcută.

Dincolo de simpla problemă e energeticii nucleare, această lucrare încearcă să

reconcilieze ecologia cu tehnologia şi să sublinieze căile către o lume mai bună, o

lume a progresului, graţie cercetării ştiinţifice, o lume în care sperăm să trăim în

armonie unii cu alţii, cu natura şi cu celelalte popoare.

19

Harta răspandirii centralelor nuclearo-electrice în lume şi a viitoarelor amplasamente.

 

20

9. Bibliografie

☻ Bruno Comby-Energia nucleară şi mediul.Editura TNR Bucureşti,2001

☻ www.world-nuclear.org

☻ www.radwaste.org

☻ www.iaea.org

☻ www.google.ro/imagini

☻ Ion I.Popescu -Contribuţii la studiul radioactivităţii mediului înconjurător pe baza

datelor obţinute din programele de monitorizare a unor obiective nucleare din

Romania, Institutul de Fizică Atomică Bucureşti, 2001

☻ I.Ursu -Fizica şi Tehnologia Materialelor Nucleare, Editura Bucureşti, 2001

☻ Durr,Michael -Ciclul combustibilului nuclear de la mină la uzina de reprocesare,

E.D.F.-Direcţia de Echipament, 1980

☻ Ducrocq,Albert -Nuclearul va reveni din nou la modă în secolul 21, Revenu

Francais, 1992

☻ Bourdelle,J. -Cum scăpăm de deşeurile nucleare?, Ecologia, 1993

☻ Barnier,M-Dezvoltarea eco-cetăţeniei, La Jaune et la Rouge, 1997

☻ Cezar Marcel Doca, Constantin Paunoiu -Introducere in lumea ractoarelor nucleare

de fisiune

21

22