SPEKTRUM SEP

ISSN 1426-1847 CENA 18 ZŁ

Zeszyt Tematyczny I – 2010 BIULETYN ORGANIZACYJNY I NAUKOWO-TECHNICZNY STOWARZYSZENIA ELEKTRYKÓW POLSKICH

Renesans Energetyki Jądrowej 2010

Organizatorzy: Stowarzyszenie Elektryków Polskich Targi Kielce Instytut Energii Atomowej Polskie Towarzystwo Nukleoniczne Stowarzyszenie Ekologów na Rzecz Energii Nuklearnej

Energetyka jądrowa dla Polski Kielce, 3 marca 2010 r. w ramach XIII Międzynarodowych Targów Energetyki ENEX 2010 Prowadzenie: mgr inż. Jolanta Arendarska – sekretarz generalna SEP

Program 1030

Rejestracja uczestników

11 – 11

Uroczyste otwarcie konferencji. mgr inż. Jolanta Arendarska – sekretarz generalna SEP

1110 – 1200

Aspekty ekonomiczne rozwoju elektrowni jądrowych dr inż. Mirosław Duda – Agencja Rynku Energii

1200 – 1240

Lokalizacja elektrowni jądrowych w Polsce mgr inż. Andrzej Patrycy – Energoprojekt Warszawa SA

1240 – 1300

„Aby prąd z atomu płynął w każdym domu” – działalność edukacyjna Fundacji Forum Atomowe Łukasz Koszuk – Forum Atomowe

1300 – 1320

Przerwa kawowa

13 – 14

Wpływ elektrowni jądrowych na zdrowie ludzi i środowisko mgr Jolanta Naniewicz – Inspektor Ochrony Radiologicznej

1410 – 1500

Szkolenie kadr dla energetyki jądrowej w Polsce prof. dr hab. inż. Roman Domański – Politechnika Warszawska

1500 – 1540

Kontrola materiałów jądrowych dr inż. Krzysztof Rzymkowski – SEREN

1540 – 1600

Podsumowanie konferencji, wnioski

00

20

10

10

Krajowa Konferencja RENESANS ENERGETYKI JĄDROWEJ – REJ 2010 „Energetyka jądrowa dla Polski” pod patronatem Ministra Gospodarki (referaty)

Aspekty ekonomiczne rozwoju elektrowni jądrowych1) Mirosław Duda Agencja Rynku Energii Przedstawiono założenia i wyniki analizy porównawczej kosztów wytwarzania energii elektrycznej w elektrowniach według różnych technologii, które są rozwijane na świecie i powinny być rozważane dla Polski do 2050 r.

Analizę oparto na doświadczeniach eksploatacyjnych istniejących obiektów i prognozach renomowanych światowych ośrodków badawczych. Analiza powinna być uzupełniona o prognozę struktury źródeł energii o najmniejszych kosztach zdyskontowanych, odzwierciedlającą warunki działania rynku energii elektrycznej i uwzględniającą ograniczenia systemu elektroenergetycznego oraz polityki państwa w zakresie ochrony środowiska, rozwoju energetyki odnawialnej i kogeneracji oraz użytkowania energii.

Słowa kluczowe: wytwarzanie energii elektrycznej, koszty

Economic aspects of nuclear plants development Presented are assumptions and results of comparative analysis of electric energy generation costs in electric power plants using various technologies, which are developed in the world and should be taken into consideration for further application in Poland until the year 2050. The analysis is based on operational experience gained in the existing objects and prognoses prepared by the world-famous research centres. Such analysis should be completed with a prognosis of energy sources structure having the least discounted costs, reflecting the electric energy market functioning conditions and taking into account a power system limitations as well as the government’s policy concerning environmental protection, renewable power industry development, cogeneration and energy utilization.

Keeywords: electric energy generation, costs

Podstawowe założenia analizy W analizie porównano technologie wytwarzania energii elektrycznej przewidywane do uruchomienia w latach 2020, 2030 i 2050. Na rok 2050 prognozy z natury rzeczy obarczone są dużą niepewnością i należy je traktować z odpowiednią dozą ostrożności.

1)

Artykuł powstał na podstawie pracy Agencji Rynku Energii „Analiza porównawcza kosztów wytwarzania energii elektrycznej w elektrowniach jądrowych, węglowych i gazowych oraz odnawialnych źródłach energii”, wykonanej w 2009 r. na zamówienie Ministerstwa Gospodarki.

marzec 2010

W obliczeniach przyjęto projekcje składowych kosztów wytwarzania energii elektrycznej z zachowaniem zasady konserwatyzmu w odniesieniu do technologii, których wskaźniki wstępne wskazują na ich konkurencyjność. Dotyczy to przede wszystkim elektrowni jądrowych, które często są przedmiotem emocjonalnych ocen i wymagają ostrożności w założeniach, przyjmowanych do porównań z innymi technologiami.

Do porównań wykorzystano metodykę, którą stosuje się w określaniu kosztów wytwarzania energii elektrycznej z punktu widzenia gospodarki krajowej i społeczeństwa. W odróżnieniu od analizy korporacyjnej, stosowanej do określenia kosztów wytwarzania energii

www.spektrumsep.eu

I

i prognozy wyników finansowych przedsiębiorstw energetycznych, przyjęto więcej założeń upraszczających i operowano w większym stopniu wartościami średnimi parametrów ekonomicznych i technicznych rozpatrywanych technologii. Dla określonej realnej stopy dyskonta i parametrów danej technologii, w tym ekonomicznego czasu życia obiektu, porównywano realne (w jednostkach pieniężnych o sile nabywczej wybranego roku): – uśrednione roczne koszty wytwarzania energii (levelized annual generation costs), odniesione do jednostki mocy oraz – uśrednione jednostkowe koszty wytwarzania energii (levelized bus bar costs), odniesione do jednostki wytworzonej energii.

Jako rok waluty wybrano rok 2005, gdyż większość danych w literaturze odnosi się do tego roku. Rok waluty nie ma znaczenia dla wyników porównania technologii.

Stosownie do celu analizy nie uwzględniano podatku dochodowego, VAT i akcyzy, które wynikają z polityki podatkowej państwa i mają wpływ na ceny energii a nie na porównywalne koszty wytwarzania. Uwzględniono natomiast zinternalizowane koszty zewnętrzne, wywo-ływane stosowaniem poszczególnych technologii, w tym koszty emisji CO2, wynikające z obowiązku zakupu uprawnień do emisji tego gazu na aukcjach, co wynika z pakietu energetyczno-klimatycznego, przyjętego w kwietniu 2009 r. przez Parlament Europejski i Radę.

W kosztach wytwarzania uwzględniono koszty inwestycyjne jako sumę kosztów amortyzacji bilansowej majątku i kosztów kapitału. Zastosowano tzw. amortyzację bilansową, w której w odróżnieniu od amortyzacji podatkowej, okres całkowitej amortyzacji jest jednoznaczny z okresem ekonomicznej eksploatacji obiektu.

W obliczeniach zastosowano realną stopę dyskonta, którą określono jako średni koszt kapitału (WACC – weighted average cost of capital) dla inwestycji infrastrukturalnych przy typowej dla tego rodzaju inwestycji proporcji kapitału własnego i obcego. Dla wariantu referencyjnego obliczeń wartość realną WAAC przyjęto na poziomie 7,5%. W analizie wrażliwości zbadano wpływ niższych i wyższych wartości WACC (5 i 10%). Uwzględniono eskalację (ponadinflacyjny wzrost) poszczególnych składników kosztów wytwarzania, w tym eskalację kosztów nośników energii pierwotnej, związaną z warunkami globalnego lub lokalnego rynku tych nośników.

Do porównań przyjęto parametry techniczno-ekonomiczne rozpatrywanych źródeł na podstawie szerokiego zakresu danych przytaczanych w materiałach referencyjnych, w tym w prognozach wykonanych przez czołowe światowe ośrodki analityczne. Uwzględniono nakłady inwestycyjne obejmujące nakłady bieżące, zwane niekiedy kontraktowymi (OVN – overnight investment costs) oraz koszt kapitału, ponoszony przez inwestora w trakcie budowy (IDC – interest during construction).

Roczne, odniesione do jednostki mocy źródeł, i jednostkowe koszty wytwarzania energii, odniesione do jednostki wyprodukowanej energii, uśredniano z zachowaniem zasad dyskonta w okresie ekonomicznej eksploatacji źródła, który przyjmowano stosownie do

II

istniejących doświadczeń eksploatacyjnych i światowych prognoz w tym zakresie. Dla elektrowni jądrowych przyjęto konserwatywnie, że okres ekonomicznej eksploatacji wynosi 40 lat, chociaż obecnie większość EJ uzyskuje przedłużenie licencji eksploatacyjnych na 60 lat i taki okres zaczyna się przyjmować w analizach korporacyjnych. Dla wyników niniejszej analizy nie ma to istotnego znaczenia wobec zastosowania rachunku dyskonta, w którym różnice kosztów inwestycyjnych wytwarzania przy wydłużeniu tego okresu do 60 lat nie zmieniają wyników analizy w zakresie porównania konkurencyjności poszczególnych technologii.

W kosztach zmiennych uwzględniano prognozowane koszty energii zawartej w paliwie, (rys. 1) łącznie z kosztami składowania i unieszkodliwiania odpadów, oraz koszty emisji dwutlenku węgla dla źródeł spalających organiczne paliwo kopalne.

Rys. 1. Prognoza referencyjnych kosztów energii zawartej w poszczególnych rodzajach paliw

Przyjęto ceny uprawnień do emisji CO2 wzrastające z poziomu 30 Euro’05/t CO2 w 2020 r. do 60 Euro’05/t CO2 w 2050 r. Jest to konserwatywne założenie w odniesieniu do elektrowni zeroemisyjnych, przede wszystkim elektrowni jądrowych, gdyż w literaturze w większości przytaczane są wyższe ceny tych uprawnień.

Dla elektrowni wiatrowych uwzględniono koszty stałe źródeł rezerwowych w systemie, które muszą funkcjonować niezależnie od mocy rezerwowej, która jest potrzebna do bezpiecznej pracy systemu. Przyjęto, że tymi źródłami rezerwowymi będą elektrownie z turbinami gazowymi. Alternatywnie rozpatrzono elektrownie wiatrowe z instalacjami akumulacji energii.

Rozpatrywane technologie W analizie rozpatrzono konkurencyjność kosztową technologii wytwarzania energii elektrycznej w całym zakresie wykorzystania mocy zainstalowanej. Nie rozpatrywano technologii źródeł szczytowych, których koszty wytwarzania zależą od struktury źródeł podstawowych w systemie, jak np. elektrownie wodne szczytowo-pompowe lub których koszty w dużym stopniu zależą od warunków lokalnych, jak np. elektrownie wodne przepływowe lub małe elektrownie rozproszone na biogaz

lub biomasę, dla których koszty wytwarzania istotnie zależą od lokalnych warunków dostaw paliwa. Wyłączono również z porównań elektrociepłownie, gdyż koszty wytwarzania energii elektrycznej w skojarzeniu z ciepłem zależą od lokalnego zapotrzebowania na ciepło i zewnętrznych warunków regulacji cen ciepła sieciowego, co rachunek czyni niedookreślonym. Rozpatrzono natomiast koszty wytwarzania energii w elektrowniach wiatrowych, które często są przedstawiane jako reprezentujące źródła odnawialne. Elektrownie z turbinami gazowymi uwzględniono jako porównawcze w obliczaniu kosztów niezbędnej mocy szczytowej dla elektrowni wiatrowych.

Dla elektrowni przewidzianych do uruchomienia około 2020 r. rozpatrzono następujące rodzaje źródeł energii: ● elektrownie kondensacyjne spalające węgiel kamienny w kotłach pyłowych z instalacjami odsiarczania i odazotowania spalin (PC – pulverized coal); ● elektrownie kondensacyjne spalające węgiel brunatny w kotłach pyłowych z instalacjami odsiarczania i odazotowania spalin (PL – pulverized lignite); ● elektrownie kondensacyjne spalające węgiel kamienny w kotłach fluidalnych (FC – fluidized coal); ● elektrownie kondensacyjne spalające węgiel brunatny w kotłach fluidalnych (FL – fluidized lignite); ● elektrownie jądrowe z reaktorami wodnymi III generacji (LWRIII - light water reactors III generation) reprezentowane przez elektrownie z reaktorami wodnymi ciśnieniowymi typu PWR (EJ z reaktorem PWR); ● elektrownie spalające gaz z zintegrowanej z elektrownią instalacji zgazowania węgla kamiennego (IGCC_C – coal integrated gasification combined cycle); ● elektrownie spalające gaz z zintegrowanej z elektrownią instalacji zgazowania węgla brunatnego (IGCC_L – lignite integrated gasification combined cycle); ● elektrownie parowo-gazowe na gaz ziemny (GTCC – gas turbine combined cycle); ● elektrownie z turbinami gazowymi (GT - gas turbine); ● elektrownie z kotłami pyłowymi wykorzystującymi współspalanie węgla i biomasy (PMF – pulverized multifuel); ● elektrownie spalające gaz z zintegrowanej z elektrownią instalacji zgazowania biomasy (BM) - biomass integrated gasification combined cycle BIGCC); ● elektrownie wiatrowe na lądzie (Wind on-shore); ● elektrownie wiatrowe na morzu (Wind off-shore).

Do źródeł z kotłami spalającymi paliwo organiczne, przewidzianych do uruchomienia około 2030 r., dołączono elektrownie z instalacjami uchwytu i składowania CO2 (CCS – carbon capture and storage), które w tym okresie powinny być one już dostępne komercyjnie.

W perspektywie do 2050 r. należy się liczyć z rozwojem technologicznym, który obecnie nie jest w pełni przewidywalny i z tego względu w analizie uwzględniono tylko te technologie, które obecnie są rozwijane,

marzec 2010

lecz znajdują się jeszcze we wczesnym stadium rozwoju.

W tym horyzoncie przewidziano istotny rozwój technologii jądrowej. Założono, że powinny w tym czasie być dostępne komercyjnie EJ z reaktorami gazowymi wysokotemperaturowymi (HTGR – high temperature gas cooled reactors) w zastosowaniu do produkcji zarówno energii elektrycznej, jak i wysokotemperaturowego ciepła na potrzeby chemiczne. Do 2050 roku powinny pojawić się w eksploatacji reaktory termiczne IV generacji i prędkie powielające, które będą służyć jako ogniwa zamykające jądrowy cykl paliwowy i w ten sposób rozszerzające zasoby paliwa jądrowego dla reaktorów termicznych.

Dla rozpatrywanych technologii przyjęto wysokość nakładów inwestycyjnych OVN w ’05/MW stosownie do prognoz światowych ośrodków badawczych (tab. 1).

Tabela 1 Nakłady inwestycyjne OVN na budowę elektrowni porównywanych technologii Euro’2005/MW

Podstawowe wyniki analizy Krzywe konkurencyjności Do określania konkurencyjności ekonomicznej porównywanych źródeł wytwarzania energii sporządzono krzywe konkurencyjności źródeł wytwarzania energii w systemie elektroenergetycznym (screening curves), które przedstawiają graficznie zależności uśrednionych (levelized) rocznych kosztów wytwarzania, odniesionych do mocy źródeł, oraz jednostkowych kosztów wytwarzania,

www.spektrumsep.eu

III

odniesionych do wytworzonej energii, od współczynnika wykorzystania mocy danego źródła w systemie w skali rocznej (CF – capacity factor). Z krzywych konkurencyjności wyłączono elektrownie wiatrowe, które mają z natury ograniczony czas wykorzystania pełnej mocy w systemie i nie mogą być sterowane przez operatora systemu. Elektrownie wiatrowe włączono do porównania kosztów wytwarzania energii rozmaitych źródeł w typowych dla nich warunkach pracy w systemie.

Elektrownie jądrowe z reaktorami PWR, które reprezentują kosztowo technologie jądrowe, są konkurencyjne w stosunku do źródeł na paliwo organiczne już przy koszcie uprawnień do emisji CO2 powyżej 15 Euro’05/tCO2 (rys.2).

tatywne, których porównanie jest bardziej przejrzyste.

Porównanie konkurencyjności źródeł reprezentatywnych przewidzianych do uruchomienia około 2030 r. (rys.4) ma istotne znaczenie ze względu na przewidywane komercyjne dostawy technologii uchwytu i składowania CO2 (CCS) w zastosowaniu zarówno do technologii węglowych, jak i gazowych.

Rys. 4. Uśrednione jednostkowe koszty wytwarzania dla reprezentatywnych źródeł wytwarzania przewidzianych do uruchomienia około 2030 r.

Rys. 2. Wpływ kosztów uprawnień do emisji CO2 na koszty wytwarzania energii elektrycznej paliw

Dla źródeł przewidzianych do uruchomienia około 2020 r. występuje duża przewaga wytwarzania energii w elektrowniach jądrowych, pracujących w podstawie obciążenia systemu, nad nawet najtańszymi źródłami klasycznymi (rys. 3).

Rys. 3. Uśrednione jednostkowe koszty wytwarzania dla źródeł przewidzianych do uruchomienia około 2020 r.

Uśrednione koszty wytwarzania w EJ dla typowego dla tych źródeł współczynnika obciążenia 0,9 wynoszą ok. 57 Euro’05/MWh, natomiast następna w kolejności elektrownia na węgiel brunatny z kotłem pyłowym będzie wytwarzać energię o kosztach ok. 80 Euro’05/MWh. Szczegółowe wyniki krzywych konkurencyjności wskazują, że pewne technologie mają zbliżone koszty wytwarzania i można je pogrupować w grupy reprezen-

IV

Elektrownie węglowe z instalacjami CCS uzyskują niższe koszty jednostkowe niż elektrownie bez tych instalacji, uiszczające opłaty za uprawnienia do emisji, po przekroczeniu granicznego współczynnika obciążenia w systemie. Wartość graniczna tego współczynnika obciążenia zależy od relacji kosztów CCS i opłat za uprawnienia do emisji CO2. Dla elektrowni na węgiel kamienny z kotłami pyłowymi z CCS wartość ta wynosi ok. 0.5, a więc dla czasu wykorzystania mocy zainstalowanej na poziomie ok. 4500 h/a. Dla węgla brunatnego wartość ta w obu przypadkach jest jeszcze niższa. Elektrownie jądrowe zachowują swoją przewagę również nad źródłami z kotłami na paliwo organiczne z instalacjami CCS. Dla źródeł węglowych przewidzianych do uruchomienia około 2030 r., instalacje CCS stają się opłacalne przy koszcie uprawnień do emisji CO2. Uśrednione jednostkowe koszty wytwarzania dla reprezentatywnych źródeł wytwarzania przewidzianych do uruchomienia około 2030 r. powyżej 25 Euro’05/tCO2 – dla węgla brunatnego i 35 Euro’05/tCO2 – dla węgla kamiennego. Dla węgla kamiennego i brunatnego preferowaną technologią powinna być technologia zgazowania węgla z instalacją CCS (IGCC+CCS). Dla gazu ziemnego dolna wartość kosztu CO2, przy której bardziej opłacalne są instalacje wyposażone w CCS wynosi ok. 55 Euro/tCO2. Elektrownie gazowe, z lub bez instalacji CCS, mogą konkurować z elektrowniami węglowymi bez instalacji CCS pod warunkiem, że koszt uprawnień do emisji CO2 przewyższy 60 Euro’05/tCO2.

W perspektywie do 2050 r. technologie jądrowe zwiększają swoją przewagę zarówno dla EJ z reaktorami PWR, jak i przede wszystkim reaktorami wysokotemperaturowymi HTGR, które w owym czasie powinny osiągnąć już dojrzałość (rys. 5).

Rys. 5. Uśrednione jednostkowe koszty wytwarzania dla źródeł przewidzianych do uruchomienia około 2050 r.

Jak należało oczekiwać, wprowadzenie EJ z reaktorami powielającymi FBR nie obniży kosztów wytwarzania energii w technologii jądrowej dopóki ceny surowca uranowego istotnie nie wzrosną. Rozwój reaktorów powielających FBR wynika z konieczności zwiększenia zasobów paliwa uranowego i korzyść z ich wprowadzenia będzie widoczna dopiero przy rozpatrywaniu kosztów całego cyklu paliwowego dla źródeł jądrowych.

Konkurencyjność źródeł dla typowych warunków pracy w systemie Dla źródeł pracujących w typowych warunkach systemowych, co ma istotne znaczenie dla inwestorów, wyraźnie zaznacza się przewaga konkurencyjna elektrowni jądrowych w odniesieniu do elektrowni cieplnych na paliwo organiczne (rys. 6 i 7). Konkurencyjność elektrowni jądrowych wzrasta z czasem ze względu na wzrastające koszty paliw i uprawnień do emisji CO2 lub kosztów instalacji CCS. Dla elektrowni przewidzianych do uruchomienia około 2030 r. obok nadal wysoce konkurencyjnych elektrowni jądrowych dobre wyniki w porównaniu uzyskują technologie z instalacjami zgazowania węgla brunatnego, wyposażone w instalacje CCS – o ile uda się opanować te technologie w skali komercyjnej.

Rys. 6. Porównanie uśrednionych kosztów wytwarzania energii elektrycznej i ich struktury dla źródeł przewidzianych do uruchomienia około 2020 r. pracujących w typowych warunkach systemowych

W analizie dodatkowo wykazano, że około 2030 r. nie będzie już potrzebna (lub można będzie ją bardzo ograniczyć) pomoc publiczna dla elektrowni wiatrowych, gdyż koszty wytwarzania energii w tych źródłach będą

marzec 2010

Rys. 7. Porównanie uśrednionych kosztów wytwarzania energii elektrycznej i ich struktury dla źródeł przewidzianych do uruchomienia około 2030 r. pracujących w typowych warunkach systemowych

porównywalne z kosztami wytwarzania w elektrowniach cieplnych.

Analiza wrażliwości przy założonych zmianach danych techniczno-ekonomicznych wykazała stosunkowo dobrą stabilność wyników porównania konkurencyjności rozpatrywanych technologii.

Podsumowanie 1. Wyniki analizy porównawczej wskazują na wyraźną i wzrastającą konkurencyjność technologii jądrowego wytwarzania energii elektrycznej ze względu na przewidywany wzrost cen paliw organicznych i opłat za uprawnienia do emisji CO2.

2. Elektrownie jądrowe z reaktorami PWR pracujące w referencyjnych warunkach systemowych są już konkurencyjne w stosunku do źródeł na paliwo organiczne przy koszcie uprawnień do emisji CO2 powyżej 15 Euro’05/tCO2.

3. Koszty wytwarzania w EJ przewidzianej do uruchomienia około 2020 r. dla współczynnika obciążenia 0,9 wynoszą ok. 57 Euro’05/MWh, natomiast następna w kolejności elektrownia na węgiel brunatny z kotłem pyłowym będzie wytwarzać energię o kosztach ok. 80 Euro’05/MWh. Decydującym czynnikiem w tym okresie będą przewidywane koszty uprawnień do emisji CO2, jak również małe prawdopodobieństwo w tym czasie uruchomienia w elektrowniach węglowych instalacji CCS. 4. Przewidziane do uruchamiania po 2030 r. elektrownie jądrowe z reaktorami HTGR charakteryzują się niższymi kosztami energii niż w przypadku EJ z reaktorami PWR. Jest to więc perspektywiczna technologia jądrowa, zwłaszcza jeśli uwzględni się dodatkowe możliwości jej zastosowania do produkcji ciepła wysokotemperaturowego na potrzeby chemii i przetwórstwa węgla.

5. Jak należało oczekiwać, wprowadzenie EJ z reaktorami powielającymi FBR nie obniży kosztów wytwa-

www.spektrumsep.eu

V

rzania energii w technologii jądrowej dopóki ceny surowca uranowego istotnie nie wzrosną. Rozwój reaktorów powielających FBR wynika z konieczności zwiększenia zasobów paliwa uranowego i korzyść z ich wprowadzenia będzie widoczna dopiero przy rozpatrywaniu kosztów całego cyklu paliwowego dla źródeł jądrowych.

6. Analiza wrażliwości przy założonych możliwych odchyleniach danych techniczno-ekonomicznych od przyjętych w wariancie referencyjnym wykazała stosunkowo dobrą stabilność wyników porównania konkurencyjności rozpatrywanych technologii.

WAŻNIEJSZA LITERATURA [1] Expansion Planning for Electrical Generating Systems, A Guidebook, IAEA, 1984 [2] The Role of Nuclear Power in Europe, World Energy Council, January 2007 [3] The future of Nuclear Power, An Interdisciplinary MIT Study, 2003 and 2009 Update [4] The Economic Future of Nuclear Power, A Study Conducted at The University of Chicago, August 2004 [5] Comparison of Electricity Generation Costs, Lappeenranta University of Technology, Faculty of Technology. Department of Energy and Environmental Technology. Research report EN A-56

[6] Word Energy Outlook 2009, Paris, November 2009 [7] Ocena stanu aktualnego i perspektyw rozwoju czystych technologii węglowych możliwych do zastosowania w siłowniach energetycznych w Polsce wraz z opracowaniem charakterystyk technicznoekonomicznych – PKEE, 2008 [8] Technologie jądrowe w XXI wieku. Stefan Chwaszczewski – Polityka energetyczna. Tom 12, zeszyt 2/2 (2009) [9] NEEDS, New Energy Externalities Developments for Sustainability, Project no: 502687 [10] Program on Technology Innovation: Integrated Generation Technology Options. Electric Power Research Institute, November 2008 [11] Levelized Cost of Generation Model, Renewable Energy, Clean Coal and Nuclear Inputs. June 2007.

IEPR Committee Workshop on the Cost of Electricity Generation [12] Kouvaritakis N., Panos V., Capros P., Fossil Fuel Prices Outlook by using the PROMETHEUS world energy stochastic model - Price Scenario for Baseline 2009, National Technical University of Athens, March 2009 [13] European Commission, DG TREN, World Energy Technology Outlook - 2050 (WETO H2), EUR 22038, Luxembourg, 2006 [14] Development of Energy markets until 2050 – A survey based on selected scenarios, Karlsruhe Institute of Technology, 2009

Lokalizacje elektrowni jądrowych mgr inż. Andrzej Patrycy ENERGOPROJEKT-WARSZAWA SA Omówiono podstawowe wytyczne Międzynarodowej Agencji Atomistyki (MAEA) dotyczące infrastruktury do lokalizacji elektrowni jądrowej oraz wytyczne oceny wyboru jej lokalizacji. Określono zarówno zakres niezbędnych badań lokalizacyjnych, jak również ich ocenę pod względem bezpieczeństwa instalacji jądrowej i jej wpływu na region. Kryteria oraz sposób wyboru lokalizacji powinny być zatwierdzone i wprowadzone do jądrowego programu zapewnienia jakości na długo przed realizacją obiektu jądrowego.

Słowa kluczowe: elektrownie jądrowe w Polsce, lokalizacje

Nuclear power plants locations Discussed are the basic MAEA directions concerning infrastructure needed for location of a nuclear power plant and evaluation of such location selection. Determined is the range of necessary location research, as well as its evaluation in the aspect of a nuclear installation safety and its influence on the region. Criteria and the method of location selection should be approved and introduced into the nuclear quality assurance program long before realization of a nuclear object.

Keywords: nuclear power plants in Poland, locations

Wymagania Międzynarodowej Agencji Atomistyki wprowadzają kilka etapów rozwoju energetyki jądrowej w danym kraju obejmując rozwój polityki nuklearnej i regulacyjnej, studia wykonalności, publiczne konsultacje, oceny technologii, wnioski i propozycje ewaluacji, umowy oraz finansowanie, dostawę, budowę, rozruch, eksploatację i ostateczną likwidację.

VI

Do etapów rozwoju podstawowej infrastruktury jądrowej danego kraju Międzynarodowa Agencja Atomistyki (MAEA) zalicza: ● rozwój polityki nuklearnej energii i jej przyjęcie przez rząd, ● potwierdzenie możliwości realizacji projektu energii jądrowej,

● ● ● ●

●

ustanowienie instytucjonalnych elementów infrastruktury, w tym jądrowego organu regulacyjnego (NRB), ustanowienie materialnego elementu infrastruktury, rozwój, umowy i finansowanie pierwszego projektu energetyki jądrowej, budowę pierwszej elektrowni jądrowej przy wykazanym bezpieczeństwie, jakości i gospodarczym zapotrzebowaniu, bezpieczne i skuteczne funkcjonowanie pierwszej elektrowni jądrowej.

Formułowanie polityki i początkowego rozwoju podstawowych elementów organizacji jądrowej infrastruktury, poprzez zaangażowanie przedsiębiorstw energetycznych i inwestorów, może być ułatwione poprzez utworzenie specjalnej agencji rządowej, jako agencji wdrożenia energetyki jądrowej (NPIA). NPIA jest tworzona przez rząd do badania energetyki jądrowej, za projektowania polityki jądrowej, określenia podstawowych elementów infrastruktury i planowania jej wdrożenia.

Przy formułowaniu zaleceń dla rządu, NPIA powinna dokonać następujących podstawowych czynności oceny: ● pozycja energetyki jądrowej w rynku energii elektrycznej i dywersyfikacji jej produkcji, ● ekonomika energetyki jądrowej, ● prawne, regulacyjne i ustawodawcze aspekty energetyki jądrowej, ● aspekty środowiskowe i lokalizacyjne energetyki jądrowej, ● technologia energetyki jądrowej, ● cykl paliwa jądrowego, w tym gospodarka odpadami i likwidacja, ● oczekiwana rola rządu i sektora prywatnego w rozwoju programu jądrowego, ● dostępność bazy przemysłowej i zasobów ludzkich niezbędnych do programu jądrowego w kraju, ● krajowe zasoby uranu i ich wpływ na politykę zaopatrywania w paliwo, ● publiczna akceptacja.

Lokalizacja elektrowni jądrowych Najważniejszym elementem infrastruktury jest istnienie lokalizacji z dopuszczalną charakterystyką, taką, jak odpowiednie warunki geologiczne i sejsmiczne, dostęp do wody chłodzącej, właściwa lokalizacja sieci elektroenergetycznych, itp. Wybrana lokalizacja powinna zawierać następujące charakterystyki.

Zaopatrzenie w wodę Źródła wody do budowy i do chłodzenia oraz innych usług w czasie eksploatacji elektrowni powinny być dopuszczalne pod względem jakości i ilości. Miejsca lokalizacji mogą być nad brzegami głównych rzek lub w głębi lądu, z dala od dużych zbiorników wodnych.

marzec 2010

Dla nieprzybrzeżnych lokalizacji mogą być wymagane chłodnie kominowe.

Zasilanie w energię elektryczną Zasilanie w energię elektryczną podczas budowy i eksploatacji odbywa się często za pośrednictwem lokalnej sieci elektroenergetycznej i z systemów zasilania awaryjnego. Podstacje są potrzebne, aby zapewnić wymagane napięcie podczas budowy i w fazie eksploatacji instalacji.

Transport/dostęp Niezbędne jest przebadanie dróg dojazdowych i kolei w celu ustalenia parametrów technicznych, takich jak szerokości dróg, promienie skrętu i skrajnia pod mostami i tunelami, odpowiednie do najcięższych, szerokich, najdłuższych i najwyższych części urządzeń, które muszą być dostarczone do EJ. W przypadku lokalizacji znajdujących się przy dużych rzekach i nadbrzeżach morskich sprawdzenie możliwości budowy przystani zdolnych do przyjmowania i rozładunku urządzeń i elementów konstrukcyjnych wielkogabarytowych i o ponadnormatywnych obciążeniach.

Mikrostacje monitorujące trzęsienia ziemi Badania sejsmiczne określają zagrożenie od maksymalnych parametrów ruchu gruntu przy największym potencjale trzęsienia ziemi i przy niskim prawdopodobieństwie ich wystąpienia w danej lokalizacji. W celu weryfikacji metodologii i wniosków z badań sejsmicznego zagrożenia, w regionie lokalizacji musi być zainstalowane szereg mikrostacji monitorowania trzęsienia ziemi przed budową, żeby dostarczać dane na temat właściwości skał i możliwości tłumienia drgań.

Stacje meteorologiczne i hydrologiczne Studia lokalizacyjne wymagają znacznej ilości danych meteorologicznych i hydrologicznych, w tym: maksymalnej, podstawowej i średniej wartości temperatury powietrza i wody, prędkości wiatru i jego kierunku, ciśnienia atmosferycznego, charakteru rozkładu opadów, wód gruntowych i powierzchniowych, przewidywania powodzi, działania fal i tsunami. Stacje zbierania i kontrolowania danych muszą być wprowadzone na kilka lat przed zatwierdzeniem lokalizacji.

Lokalizacja i obiekty administracyjne Do zakwaterowania pracowników wykonujących projekt wstępny i zajmujących się zarządzaniem projektem niezbędne są biura, które powinny być wskazane wcześniej przez władze lub zabezpieczone w ramach kontraktów na dostawę projektu.

Sieć elektroenergetyczna Na wzajemne oddziaływanie sieci i elektrownię jądrową wpływa wiele czynników w tym: ● wielkość produkcji zakładu w stosunku do wielkości sieci,

www.spektrumsep.eu

VII

lokalizacja zakładu w powiązaniu z siecią elektroenergetyczną, niezawodność połączeń sieciowych.

●

Reaktory są dostępne w większości w dużych mocach i mogą mieć wpływ na gospodarkę, np. na potrzebę wprowadzenia dodatkowej rezerwy mocy, dodatkowych linii przesyłowych i połączeń urządzeń, które mogą być wymagane w celu wzmocnienia sieci do przyjmowania dużej mocy z jednego bloku jądrowego.

Sieci powinny mieć także możliwość dostarczenia energii do EJ z zewnętrznego źródła zasilania, które musi być niezależne od produkcji w EJ.

●

● ●

● ●

● ● ● ● ● ● ●

Wybór lokalizacji, oceny środowiskowe i lokalne pozwolenia

●

Wybór lokalizacji elektrowni jądrowej jest długotrwały i wymaga włączenia szeregu dyscyplin. Generalnie szereg rozważanych lokalizacji wymaga wysokiego poziomu wstępnych badań kończących się rankingiem lokalizacji i w końcu wyborem preferowanej lokalizacji w celu ostatecznego jej przebadania i wykonania oceny środowiskowej.

Rozważane większe obszary lokalizacji kończące się wyborem najkorzystniejszej lokalizacji powinny uwzględniać: ● integrację z krajowym systemem elektroenergetycznym,

●

● ●

●

geologię, trzęsienia ziemi i studia wulkaniczne, sejsmologię i inżynierię sejsmiczną, hydrologię (włączając wodę gruntową, powodzie i tsunami), dostępność wody chłodzącej, ujęcie i zrzut, demografię i użytkowanie ziemi, meteorologię i warunki atmosferyczne (włączając kierunki wiatru, tornada i huragany), studia flory i fauny, bezpieczeństwo jądrowe i aspekty ochrony radiologicznej, ogólne skutki środowiskowe, ryzyka od działalności człowieka, miejscową infrastrukturę, występowanie miejsc kulturowych i historycznych, dostępność terenu i drogi ewakuacyjne, charakterystykę transportu powietrznego, lądowego i morskiego, aspekty prawne. konsultacje społeczne.

Ocena lokalizacji elektrowni jądrowych Cel oceny ●

Głównym celem oceny lokalizacji dla instalacji jądrowych w zakresie bezpieczeństwa jądrowego jest ochrona społeczeństwa i środowiska przed radiologicznymi skutkami skażeń promieniotwórczych w normalnej eksploatacji i w wyniku awarii.

Tabela 1 Wymagania dotyczące oceny zdarzeń zewnętrznych

VIII

Wymagania dotyczące oceny zdarzeń zewnętrznych, cd.

marzec 2010

www.spektrumsep.eu

IX

W ocenie przydatności lokalizacji dla instalacji jądrowych należy uwzględnić: – skutki zdarzeń zewnętrznych występujących w regionie danej lokalizacji (wydarzenia te mogą być pochodzenia naturalnego lub spowodowane przez człowieka); – charakterystykę terenu i jego otoczenia, które mogłyby mieć wpływ na przesiedlenia mieszkańców i ochronę środowiska; – gęstości zaludnienia i rozmieszczenia ludności oraz inną charakterystykę strefy zewnętrznej, w jakim stopniu może ona wpływać na możliwość realizacji działań i potrzebę oceny zagrożenia dla jednostki i społeczeństwa. ●

Jeżeli ocena lokalizacji dla ww. aspektów pozwoli wskazać, że lokalizacja jest nie do przyjęcia i braki nie mogą zostać zrekompensowane w drodze przyszłego projektowania, środków ochrony lokalizacji lub procedur administracyjnych, lokalizację uznaje się za nieodpowiednią.

Oceny lokalizacji Ocena lokalizacji, jako jeden z podstawowych materiałów wyjściowych, jest niezbędna do opracowania, przedkładanego jądrowemu organowi regulacyjnemu, raportu z analizy bezpieczeństwa. Zawarte w niej informacje będą także pomocne na etapie projektowania w spełnieniu wymagań bezpieczeństwa, ze szczególnym uwzględnieniem opracowania planu zagospodarowania terenu oraz przy opracowywaniu oceny wpływu na środowisko w formułowaniu wymagań dotyczących zagadnień związanych z zagrożeniem radiologicznym.

Kryteria ogólne Poniżej wyszczególniono zagadnienia, właściwości i zjawiska, które powinny być obserwowane, monitorowane i zapisywane przez cały okres życia instalacji jądrowej. ● Właściwości lokalizacji mające wpływ na bezpieczeństwo i charakterystyka środowiska przyrodniczego. ● Zewnętrzne zjawiska naturalne (np. powodzie, znaczne opady śniegu itp.) ich częstotliwość i nasilenia oraz zdarzenia spowodowane przez człowieka. ● Zmiany naturalne i spowodowane przez człowieka w regionie (wzrost zaludnienia, rozmieszczenie ludności). ● Zdarzenia zewnętrzne (niekorzystny splot wydarzeń), w tym zdarzenia hydrologiczne, hydrogeologiczne i warunki meteorologiczne. ● Magazynowanie i transport materiałów, takich jak świeże i wypalone paliwo jądrowe oraz odpady radioaktywne. ● Możliwość nieradiologicznych skutków instalacji (materiały chemiczne, zrzuty i emisje ciepła). ● Potencjalne wystąpienie zmieszania ścieków jądrowych i niejądrowych. ● Potencjalne wystąpienie skutków radiologicznych w innych państwach oraz wpływ takiej awarii na ludzi

X

●

w regionie, w tym rozmieszczenie ludności, wykorzystanie terenu i wody. Łączną zainstalowaną moc elektrowni jądrowych, która ma być zainstalowana w danym regionie.

Charakterystyka lokalizacji – potencjalne skutki instalacji jądrowej dla okolicy W ramach badań lokalizacyjnych konieczne jest również zasymulowanie wpływu lokalizacji EJ na okolicę w zakresie: ● rozkładu radioaktywnego materiału w atmosferze, ● rozproszenie radioaktywnego materiału przez wodę powierzchniową, ● rozproszenie materiału radioaktywnego przez wodę gruntową, ● rozmieszczenie ludności, ● korzystanie z ziemi i wody w okolicy.

Kontrola przypadków Charakterystyka wywołanych przypadków naturalnych i ludzkich, jak również warunków demograficznych, meteorologicznych i hydrologicznych w odniesieniu do jądrowej instalacji musi być kontrolowana w okresie całego życia instalacji.

Gwarancja jakości Ocenę i wybór lokalizacji należy wykonywać zgodnie z zatwierdzonym na długo przed realizacją projektu jądrowym programem zarządzania jakością, który jest częścią ogólnego programu gwarancji jakości dla całej instalacji jądrowej. Powinien być on zatwierdzony w celu kontroli efektywności wykonywania badań dla lokalizacji i oszacowania zakresu inżynierii występującej w różnych stadiach ocen lokalizacji instalacji jądrowej.

Program gwarancji jakości powinien objąć organizację, planowanie, kontrolę pracy, kwalifikacje personelu i szkolenia, sprawdzanie i dokumentację działalności, by zapewnić, że wymagana jakość pracy jest zachowana.

LITERATURA [1] IAEA – Basic infrastructure for a nuclear power project. MAEA-TECDOC-1513, czerwiec 2006 [2] IAEA – Site evaluation for nuclear installations. IAEA Safety standards series No. NS-R-3, 2003

„Aby prąd z atomu płynął w każdym domu“ – działalność edukacyjna Fundacji FORUM ATOMOWE Łukasz Koszuk Fundacja FORUM ATOMOWE, powołana 10 lipca 2008 r. przez grupę studentów i młodych pracowników instytutów atomistyki, podejmuje działania informacyjne i edukacyjne w celu upowszechnienia w społeczeństwie wiedzy o pokojowym wykorzystaniu energii jądrowej. Fundacja realizuje kilka projektów edukacyjnych: portal energiajadrowa.pl, platforma e-learningowa nukleo.pl, „Spotkania z Energią Atomową”. Wykorzystuje bogate doświadczenie innych krajów, m. in. Niemiec. Jej strategicznym partnerem jest Organizacja Informationskreis KernEnergie, będąca w strukturach Deutsches Atomforum.

Słowa kluczowe: Fundacja FORUM ATOMOWE, energetyka jądrowa

„May current from a NPP at every living quarters be!”

– educational activity of Atomic Forum Foundation Foundation „Atomic Forum”, brought into being on 10th July, 2008, by a group of students and younger workers of atomic institutes, takes up information and educational activities with the aim to spread among the public the knowledge about peaceful utilization of nuclear energy. The Foundation carries on some educational projects, like portal energiajadrowa.pl, e-learning platform nukleo.pl and „Meetings with Atomic Energy”. It also makes use of the rich experience gathered by other countries, e.g. Germany, and its strategic partner is Informationskreis KernEnergie organization, being a part of Deutches Atomforum structures.

Keywords: Atomic Forum Foundation, nuclear power engineering

Historia energetyki jądrowej w Polsce sięga lat 60., kiedy to zaraz po uruchomieniu w roku 1958 pierwszego reaktora badawczego EWA w ówczesnym Instytucie Badań Jądrowych, zaczęto kreślić plany jej rozwoju. Na początku lat 80. planowano, że łączna moc zainstalowana elektrowni jądrowych do roku 2000 wyniesie nawet 9860 MWe (12 bloków). Kiedy w roku 1972 r. podjęto uchwałę o lokalizacji pierwszej polskiej elektrowni jądrowej, a 18 stycznia 1982 r. o rozpoczęciu jej budowy, nikt nie spodziewał się, że katastrofa elektrowni w Czarnobylu, która miała miejsce cztery lata później, położy kres dążeniom Polski do wprowadzenia energetyki jądrowej na ponad ćwierć wieku.

Pomysł powrotu do energetyki atomowej pojawił się oficjalnie dopiero w 2005 r., kiedy to Rada Ministrów uchwaliła dokument „Polityka Energetyczna Polski do 2025 r.” Autorzy opracowania stwierdzili, że należy ponownie rozważyć możliwość budowy elektrowni atomowych w kraju. Z punktu widzenia polskiej elektroenergetyki, wskazane byłoby oddanie do użytku pierwszego bloku jądrowego już w roku 2021 a kolejnego w 2025 r. Pojawił się jednak problem – polskie społeczeństwo sprzeciwiało się działaniom rządu, a powodem tego była przede wszystkim obawa przed awarią elektrowni i skażeniem środowiska, jak również wciąż żywa pamięć wydarzeń z roku 1945 wiążących się ze zrzuceniem bomby atomowej na Hiroszimę i kojarzenie z nimi energetyki jądrowej. Z badań przeprowadzonych w listopadzie 2008 r. przez Ośrodek Badania Opinii i Rynku PENTOR S.A. dla Państwowej Agencji Atomistyki wynika, że w kwestii poparcia budowy elektrowni jądrowej niewiele się zmieniło – podczas gdy prawie połowa Polaków popiera jej budowę, to już odsetek osób gotowych wyrazić zgodę na budowę takiej elektrowni w pobliżu miejsca swojego zamieszkania, nawet przy

marzec 2010

założeniu, że zapewni ona tańszą elektryczność, nowe miejsca pracy i rozwój regionu, jest mniejszy i wynosi 43%. Wynika to z faktu, że polskie społeczeństwo posiada znikomą wiedzą na temat pokojowego wykorzystania energii atomowej oraz jest nieświadome konieczności istnienia reaktorów w celu rozwoju gospodarki, nauki, ochrony środowiska, dotyczącej kwestii ekonomicznej, uwzględniającej rosnące ceny paliw kopalnych.

Ważnym jest zatem przygotowanie społeczeństwa do obiektywnego i opartego na aktualnej wiedzy ustosunkowania się do potrzeby jego budowy, konsekwencją której będzie niewątpliwie pozytywne przyjęcie założeń rządu w tej kwestii. Każda planowana inwestycja nie może zostać podjęta bez akceptacji społeczeństwa, w szczególności z obszaru najbliższego sąsiedztwa.

Dlatego wśród środowiska studenckiego, a także młodych pracowników instytutów atomistyki, zrodziła się idea powołania Organizacji – Fundacji FORUM ATOMOWE, która podjęłaby zdecydowane działania informacyjne i edukacyjne pozwalające wypełnić lukę w posiadanej przez społeczeństwo wiedzy w zakresie wykorzystania energii jądrowej.

Rys. 1. Logo Fundacji FORUM ATOMOWE

www.spektrumsep.eu

XI

Celem działalności Fundacji FORUM ATOMOWE jest przekazanie rzetelnej wiedzy i wszechstronnej informacji, oraz zmiana błędnych i nieprawdziwych opinii o energetyce jądrowej panujących w polskim społeczeństwie. Docelowe grupy, do których skierowane są działania realizowane poprzez Internet, telewizję, prasę, a także bezpośrednie spotkania, są: politycy i decydenci, środowiska opiniotwórcze, media, młodzież, konsumenci energii elektrycznej, środowiska ekologiczne oraz ogół społeczeństwa. Obecnie Fundacja realizuje kilka projektów edukacyjnych.

Trzon kampanii edukacyjnej, poświęconej sprawom pokojowego wykorzystania energii jądrowej oraz ochrony przed promieniowaniem jonizującym, prowadzonej przez Fundację FORUM ATOMOWE stanowić będzie portal tematyczny energiajadrowa.pl. Portal złożony będzie z dwóch głównych części:

Rys. 2. Logo portalu tematycznego energiajadrowa.pl (w opracowaniu)

–

pierwsza, redagowana przez Wolontariuszy Fundacji, podzielona na 9 kategorii tematycznych uzupełnionych o: bieżące aktualności z kraju i ze świata dotyczące energetyki jądrowej, dział Zadaj Pytanie Ekspertowi oraz Forum Dyskusyjne;

–

druga, to platforma e-learningowa www.nukleo.pl omawiająca w ciekawy sposób wszystkie aspekty związane z wykorzystaniem energii jądrowej – od budowy atomu do problemu ostatecznego składowania odpadów.

Platforma e-learningowa nukleo.pl oparta jest na tłumaczeniu niemieckiego portalu kernfragen.de Organizacji Informationskreis KernEnergie. Fundacja otrzymała możliwość od strony niemieckiej bezpłatnej adaptacjiportalu na język polski. Platforma może uzupełniać proces kształcenia stacjonarnego uczniów i studentów. Składa się z trzech części: fizyka, technika i społeczeństwo. Ciekawe teksty wzbogacone będą o liczne ilustracje oraz genialne animacje!

W świat fizyki i techniki wprowadzą odwiedzających witrynę dwie postacie: Marysia i Albert. Powyższe działy uzupełniać będzie leksykon pojęć oraz quiz. Uruchomienie obu witryn planowane jest w marcu 2010 roku.

Rys. 3. Widok strony głównej portalu nukleo.pl

XII

Fundacja FORUM ATOMOWE realizuje także projekt „Spotkania z Energią Atomową”. Akcja skierowana jest do szkół, uczelni wyższych, kół zainteresowań, organizacji pozarządowych i lokalnych społeczności zainteresowanych zorganizowaniem spotkania edukacyjnego związanego z problematyką energetyki jądrowej i ochrony radiologicznej. W trakcie naszych spotkań ilustrowanych pokazami odpowiadamy m.in. na pytania:

Rys. 4. Logo akcji „Spotkania z Energią Atomową“

–

co to jest promieniowanie jonizujące, jakie dawki promieniowania są szkodliwe dla człowieka, jak się przed nim chronić i jakie ma zastosowanie w przemyśle i medycynie, – jaka jest zasada działania elektrowni jądrowej, – czy praca elektrowni jądrowej jest bezpieczna, – czy istnieje problem składowania wypalonego paliwa jądrowego oraz jakie są metody postępowania z odpadami promieniotwórczymi, – jak duże są złoża uranu na świecie, – co naprawdę wydarzyło się w Czarnobylu i jakie są skutki tej awarii dla zdrowia człowieka, – dlaczego energetyka jądrowa jest i będzie cennym źródłem energii dla świata, – dlaczego istnieje konieczność budowy elektrowni jądrowej w Polsce.

Zachęcamy także do dyskusji szczególnie teraz, kiedy została podjęta decyzja o budowie elektrowni jądrowej w Polsce. Program został zainaugurowany w 2009 roku cyklem spotkań w I Liceum Ogólnokształcącym oraz Publicznym Gimnazjum Nr 2 we Włodawie, w dniach 27 – 28 stycznia oraz w Publicznym Gimnazjum w Józefowie 9 grudnia. W tych trzech spotkaniach wzięło udział ponad 550 uczniów i nauczycieli.

Swoje cele Fundacja zamierza również realizować poprzez działalność wydawniczą, finansowanie propagowania wyników badań i technologii, współpracę z organami samorządów lokalnych i administracji oraz skupianie wokół jej idei przedstawicieli nauki, techniki, szkolnictwa, samorządów lokalnych oraz firm i przedsiębiorstw działających w kraju i zagranicą.

Fundacja wykorzystuje bogate doświadczenia uzyskane w działaniach edukacyjnych w innych krajach, m.in. w Niemczech – jej strategicznym Partnerem jest Organizacja Informationskreis KernEnergie, będąca w strukturach Deutsches Atomforum. Fundację FORUM ATOMOWE stanowi zespół młodych, aktywnych i ambitnych ludzi, specjalistów w swoich dziedzinach, m.in. w fizyce

marzec 2010

Rys. 5. „Spotkania z Energią Atomową”

jądrowej, ochronie radiologicznej, ochronie środowiska, informatyce, których wspierają pracownicy naukowi polskich instytutów, posiadający duże doświadczenie dydaktyczne i popularyzatorskie. W programach edukacyjnych polskiego szkolnictwa podstawowego i średniego w ostatnich latach ograniczano liczbę godzin przedmiotów ścisłych.

Z doświadczeń wynika, że najbardziej skuteczną metodą przekazywania wiedzy młodzieży jest bezpośredni kontakt z młodymi specjalistami, którzy wykorzystując nowoczesne i interaktywne metody nauczania, potrafią przekazać w atrakcyjny sposób informacje o atomistyce i nauce o promieniowaniu. Wolontariusze Fundacji trwają w przekonaniu, że tylko poprzez rzetelną, wszechstronną informację i edukację oraz szeroki bezpośredni udział społeczeństwa w debatach publicznych można uzyskać pełne poparcie dla budowy elektrowni jądrowej w Polsce oraz w innych krajach, które podejmują podobne wyzwanie.

Więcej informacji o Fundacji FORUM ATOMOWE znajduje się na stronie internetowej: www.forumatomowe.org

www.spektrumsep.eu

XIII

Wpływ elektrowni jądrowych w czasie normalnej pracy na zdrowie ludzi i środowisko Jolanta Naniewicz Inspektor Ochrony Radiologicznej, Warszawa Wykazano, według obecnego stanu wiedzy, iż promieniowanie z normalnie działającej elektrowni jądrowej nie może być traktowane jako powód wzrostu zachorowań na białaczki ani na inne choroby nowotworowe.

Nie może też powodować wad wrodzonych u dzieci ani skutków genetycznych w kolejnych pokoleniach ludzi mieszkających w sąsiedztwie takich elektrowni.

Słowa kluczowe: elektrownie jądrowe, dawki promieniowania, badania zapadalności na choroby nowotworowe

Influence of nuclear power plants (NPP) being in operation on men’s health and environment There is proved, on the basis of the present state of knowledge, that the radiation of the normally operated NPP cannot be considered as the reason of increase in morbidity rate from leukemia or other tumour illnesses. Neither can it cause congenital malformations in children nor genetic effects in succeeding generations of people living in the neighbourhood of NPPs. Keywords: nuclear power plants (NPP), radiation doses, research on tumour illnesses morbidity

Od Autora Jestem fizykiem i w październiku minęło czterdzieści lat, odkąd mam do czynienia z promieniowaniem – moja specjalizacja i praca dyplomowa wiązała się z detekcją promieniowania jonizującego. Tą dziedziną fizyki zajmowałam się również jako pracownik naukowy Uniwersytetu Jagiellońskiego w latach siedemdziesiątych.

Kilka czynników zdecydowało, że od początku lat osiemdziesiątych ukierunkowałam moje zainteresowania na fizykę medyczną. Siłą rzeczy był to ten jej zakres, który obejmuje stosowanie promieniowania jonizującego do celów diagnostyki i terapii.

Obecnie jestem Inspektorem Ochrony Radiologicznej oraz doradcą w zakresie ochrony przed promieniowaniem personelu i pacjenta dla firmy RTA, polskiego przedstawiciela producentów akceleratorów medycznych, urządzeń do brachyterapii i radiochirurgii oraz wyposażenia do kontroli jakości w tym zakresie. Rolę Inspektora OR i doradcy powierzył mi również Instytut Hematologii i Transfuzjologii oraz Centrum Radiochirurgii Allenort, które wdraża do pierwsze w Polsce urządzenie do radiochirurgii centralnego systemu nerwowego.

Zajmowanie się fizyką medyczną w tym zakresie wymaga poznania podstaw radiobiologii, na których opiera się strategia radioterapii, ale również rozumienia procesów wywołujących choroby nowotworowe związane z ekspozycją na promieniowanie. Nowotwory wtórne po dużych dawkach miejscowych są jednym z powikłań w radioterapii, występujących znacznie rzadziej niż inne rodzaje ubocznych skutków takiego leczenia, ale

XIV

wymagających uważnej obserwacji długi czas po zakończeniu leczenia. Nowotwór indukowany promieniowaniem może objawić się nawet kilkadziesiąt lat po ekspozycji. W czasie mojej pracy w Instytucie Onkologii byłam współautorem publikacji na ten temat [1].

Moim zasadniczym zadaniem od lat osiemdziesiątych, najpierw w Instytucie Onkologii, a potem w Centrum Onkologii im. M. Skłodowskiej-Curie w Warszawie była funkcja Inspektora Ochrony Radiologicznej, czyli te wszystkie działania, które mają chronić personel szpitala i osoby z ogółu ludności przed niekontrolowaną czy nadmierną dawką promieniowania. Praca Inspektora Ochrony Radiologicznej związana jest również ze szkoleniem personelu – przede wszystkim osób pracujących w narażeniu na promieniowanie, ale również tych działających w sąsiedztwie, stykających się z pacjentami poddawanymi diagnostyce radioizotopowej czy radioterapii. Długoletnia praktyka w tym zakresie pozwoliła mi zorientować się, jak uboga i obciążona uprzedzeniami jest wiedza o wpływie promieniowania na organizm ludzki, jak szczególna i sprzeczna nieraz z poziomem wykształcenia jest percepcja ryzyka w tym zakresie. Zdarzało się, że łatwiej było mi wytłumaczyć podstawowe aspekty działania promieniowania i problem wielkości dawki salowej czy technikowi niż np. lekarzowi chemioterapeucie, który uparł się uważać, że promieniowanie występujące w przyrodzie ma zupełnie inną naturę niż to, które emituje aparat rentgenowski czy tzw. „bomba kobaltowa”. W jego mniemaniu fizyk-specjalista był „na żołdzie” dyrekcji szpitala przede wszystkim po to, żeby uspokajać ludzi i żeby jednak ktoś tu pracował.

Takie obserwacje zachęciły mnie do czytania prac o percepcji ryzyka, w tym właśnie ryzyka związanego z ekspozycją na promieniowanie jonizujące. W czasie lektury prac naukowych związanych z tematem skutków promieniowania dla organizmu ludzkiego spotkałam się oczywiście z publikacjami dotyczącymi badań otoczenia elektrowni jądrowych w czasie normalnej pracy i w sytuacjach awaryjnych – wtedy obiektem pilnej obserwacji były m.in. następstwa awarii w elektrowni Three Mile Island w Stanach Zjednoczonych.

Niedługo potem zdarzył się Czarnobyl. To już nie były odległe problemy, to nie był mało znaczący wyciek, to były trudne pytania i wyzwania „na teraz”. Co nam grozi naprawdę? Co mówić tak wielu pytającym?

Po kilkunastu dniach od awarii wiadomo było, że sytuacja jest pod kontrolą. Można było coś szacować, można było zastanawiać się nad skutkami. Wtedy właśnie zdarzyło się coś, co zapadło mi w pamięć na długo i skłoniło do zajęcia się biologicznymi skutkami promieniowania bardziej dogłębnie. Z nagłą wizytą zjawiła się koleżanka, wówczas 34-letnia, zapłakana i roztrzęsiona. Przyszła do mnie prosto od ginekologa, do którego poszła po poradę – była w trzecim miesiącu wyczekanej i wymodlonej, pierwszej ciąży. Prawie od progu usłyszała: „To co, usuwamy?” Bez dyskusji o szansach, stopniu ryzyka, rodzaju ryzyka. Ten lekarz wiedział najlepiej. Takich historii było wtedy w Polsce wiele. Zdawałam sobie z tego sprawę i trzeba było „od zaraz” zacząć „psychoterapię”, czyli rozmowy o tym, co już wiem o działaniu promieniowania, czego zamierzam się dowiedzieć i o tym, że wywołany przez ogólną panikę po awarii i jakże wzmocniony przez lekarza stres może zaszkodzić jej bardziej niż promieniowanie. Moje informacje przekazywała nie mniej zestresowanej rodzinie i dwóm ciężarnym koleżankom. Potem i one przychodziły na te rozmowy, aż do szczęśliwych porodów. Dwóch chłopców i dziewczynka uratowanych od ludzkiej głupoty, od zabobonu i zadufania, również w wydaniu człowieka, którego zadaniem było „primum non nocere” – przede wszystkim nie szkodzić!

Pogłębianie wiedzy o skutkach promieniowania już wcześniej oraz chęć dotarcia z nią do lekarzy zaowocowały współpracą z Państwowym Zakładem Higieny i Ministerstwem Zdrowia. W jej wyniku powstała praca przeglądowa o skutkach małych dawek promieniowania dla organizmu człowieka, opublikowana w Polskim Przeglądzie Radiologicznym w 1986 roku [2]. Wiele materiałów przywoływanych w tej pracy dotyczyło badań epidemiologicznych w otoczeniu elektrowni jądrowych, choć zgłoszona została jeszcze przed Czarnobylem. Ze względu na niegasnące dyskusje na ten temat starałam się śledzić wszystkie bieżące doniesienia; jako część ważnej dla mnie wiedzy takie badania interesowały mnie przez kolejnych dwadzieścia lat. Wobec tego, co już wiedziałam, zaniechanie budowy elektrowni z Żarnowcu postrzegałam jako bezprzykładne marnotrawstwo...

Skąd wzięła się radiofobia, która nie tylko w naszym kraju kosztowała i nadal kosztuje tak wiele i tak bardzo nieraz szkodzi?

marzec 2010

Promieniowanie jonizujące – zawsze i wszędzie wokół nas Promieniowanie jonizujące towarzyszy gatunkowi ludzkiemu od zawsze; stanowi i stanowiło element naszego naturalnego otoczenia. Dochodzi do nas ze wszystkich stron: z kosmosu, przenikając atmosferę, dachy i sufity, z podłoża – i to zarówno z wyłożonego betonowymi płytami chodnika, jak i z bazaltowych płyt górskiej ścieżki. Promieniuje siedzący obok nas człowiek, substancje promieniotwórcze zawarte są w otaczającym nas powietrzu i wodzie. Każdego dnia miliony kwantów i cząstek naturalnego promieniowania jonizującego przenika nasze ciało.

Kiedyś jego natężenie było znacznie większe; średnia dawka roczna była większa od obecnej co najmniej kilkanaście razy, a maksymalne wartości, w których rozwijał się nasz gatunek, wymusiły powstanie mechanizmów obronnych i naprawczych dla struktur biochemicznych w naszych komórkach. Mechanizmy tego rodzaju bronią nas przed szkodliwym działaniem wielu innych czynników naturalnych w naszym otoczeniu.

Obecnie średnia dawka roczna promieniowania pochodzacego ze źródel naturalnych wynosi ok.2,4 mSv. Wokół podanej średniej rozrzut jest bardzo duży. Wahania tła, powodowane głównie różnicami w zawartości radonu w glebie wynoszą typowo od 1 do 10 mSv/rok, [3].

Polska znajduje się w obszarze średnich dawek, choć i na obszarze naszego kraju są istotne różnice – rzędu 0,6 mSv dla samej tylko dawki promieniowania gamma od tła naturalnego. Gdyby dołączyć tu wpływ radonu, moglibyśmy uzyskać różnice nawet kilkakrotnie większe w obrębie tej samej miejscowości, a nawet ulicy.

Tabela 1 Wartości średniej mocy dawki gamma w powietrzu w miastach Polski [4]

Duże różnice w naturalnym tle promieniowania występują w naszym najbliższym sąsiedztwie: tło promieniowania naturalnego w Szwecji jest dwukrotnie większe

www.spektrumsep.eu

XV

Tabela 2 Porównanie rocznych dawek promieniowania od źródeł naturalnych i sztucznych [mSv]

Rys. 1. Wkład różnych źródeł promieniowania do średniej dawki rocznej w Polsce

niż w Polsce, a w Finlandii ponad 2,5 razy większe, jak widać na rysunku 2.

Rys. 2. średnie dawki otrzymywane przez 70 lat w różnych krajach Europy [5]

Dawki od tła naturalnego są w wielu rejonach świata co najmniej kilkadziesiąt razy wyższe niż dawki od narażenia zawodowego w medycynie czy energetyce jądrowej, znacznie wyższe od dawek, które Polska i inne kraje Europy otrzymały po awarii czarnobylskiej. W pewnych rejonach Brazylii, Indii, czy Iranu moce dawki są znacznie większe i dochodzą do 35 mSv/rok (Kerala, Indie lub Guarapari, Brazylia), a nawet do 300 mSv/rok (Ramsar, Iran).

Rys. 3. Pomiar tła naturalnego w Ramsar: 142 - 143 mikroGy/h (ściana sypialni) [6,7]

XVI

Większość ludzi niemających do czynienia z problemami promieniowania nie zdaje sobie z tego sprawy; nie wie o tym nawet wielu fizyków i przeważająca liczba lekarzy. Wiedza o promieniowaniu i jego skutkach, przynajmniej w podstawowym zakresie, powinna być przekazywana w szkole średniej, nie mówiąc już o studiach medycznych.

Dawki wokoło elektrowni jądrowych – dopuszczalne i rzeczywiste Wielkość rekomendowanej dawki dopuszczalnej dla lud-ności, powodowanej przez instalacje jądrowe, wynosi – zgodnie z zaleceniem Międzynarodowej Komisji Ochro-ny Przed Promieniowaniem (ICRP) – 1 mSv/rok.

Wielkość tę przyjęto jako obowiązującą w krajach Unii Europejskiej. Dodatkowo w niektórych krajach urzędy dozoru jądrowego wprowadzają ograniczenia mające zapewnić, że w stosunku do zaleceń ICRP będzie zachowany margines bez-pieczeństwa w przypadku jednoczesnej pracy kilku elektrowni jądrowych lub innych dużych źródeł promieniowania (poza napromieniowaniem związanym z medycyną).

W Niemczech dla promieniowania z EJ ustalono limit równy 0,3 mSv/rok. W Finlandii urząd dozoru jądrowego określił emisje dopuszczalne z elektrowni tak, by dodatkowa dawka roczna powodowana przez EJ nie przekraczała 0,1 mSv. We Francji natomiast obowiązuje dawka 1 mSv/rok, chociaż limity uwolnień odpowiadają dawkom o wiele mniejszym.

W metodyce określania emisji dopuszczalnych urzędy dozoru przyjmują założenia niekorzystne, tak by w rzeczywistości dawki były mniejsze od dozwolonych. Ponadto elektrownie starają się utrzymać emisje na poziomie jak najmniejszym zgodnie z zasadą ALARA. W efekcie rzeczywiste dawki wokoło EJ są znacznie mniejsze od dozwolonych.

We francuskiej elektrowni jądrowej Flammanville z dwoma reaktorami typu PWR o mocy 900 MW roczna dawka promieniowania związana ze wszystkimi emisjami z EJ wynosi typowo 0,0003 mSv/rok. Powołany przez rząd francuski Komitet Souleau podał, że dozwolone limity uwolnień są takie, aby maksymalna dawka dla osoby zamieszkującej w otoczeniu nie przekroczyłą ustalonej wartości 0,3 mSv/rok. Dawki obliczone na podstawie rzeczywistych uwolnień wyniosły średnio 0,01 mSv. Jest to 30 razy mniej niż ustalona dawki graniczna, a 200 razy mniej niż tło promieniowania naturalnego [9].

Rys. 4. Średnia roczna dawka od tłą naturalnego w krajach europejskich

W USA uwolnienia średnie ze wszystkich elektrowni jądrowych są także dużo niższe niż wartości dopuszczalne. Nigdy nie wykryto żadnych ujemnych skutków zdrowotnych powodowanych przez te niskie uwolnienia i nie oczekuje się, by kiedykolwiek takie skutki wystąpiły.

Wbrew twierdzeniom publicystów antynuklearnych, przeprowadzone na ogromną skalę (obejmującą 500 000 osób) studium amerykańskiego Instytutu Chorób Nowotworowych potwierdziło, że nie ma żadnych oznak wzrostu zachorowań na raka w sąsiedztwie instalacji jądrowych w USA [10].

Dawka rzeczywista dla krytycznej grupy ludności wokoło elektrowni jądrowej Ringhals (Szwecja) wynosi 0,03 mSv/rok. Dawki wokoło innych elektrowni jądrowych w Szwecji są jeszcze mniejsze. We Francji dawki dla krytycznej grupy ludności wokoło elektrowni wynoszą około 0,01 mSv/rok. Średnia moc dawki dla ludności Francji, gdzie przecież energia jądrowa dostarcza 80% potrzebnej krajowi energii elektrycznej, wynosi 0,001 mSv/rok, a więc jest pomijalnie mała według wszelkich ocen czy to formułowanych przez UNSCEAR,

marzec 2010

czy Francuską Akademię Medyczną, czy nawet przez bardziej zachowawczą ICRP. W Finlandii [11] dawki dopuszczalne dla ludności powodowane pracą elektrowni jądrowej ustalono na 0,1mSv/rok. Przy przyjęciu niekorzystnych założeń, dawka efektywna, którą mogła spowodować praca elektrowni jądrowej Olkiluoto z blokami 1 i 2 oceniana była na 0,044 mSv/rok. W ciągu ostatnich kilku lat dawka obliczona na podstawie rzeczywistych danych dla najbardziej narażonej osoby w okolicy EJ Olkiluoto była dużo niższa, poniżej 0,0002 mSv/rok. Po oddaniu do eksploatacji nowego bloku nr 3 (reaktorem PWR o mocy 1600 MW) dawki dopuszczalne dla ludności nie zmienią się i pozostaną na poziomie 0,1 mSv/rok.

Wyniki Szwajcarów, Niemców czy Amerykanów nie są dla nas nieosiągalne – niejedni nie bardzo chcą temu wierzyć, podając jako przyczynę różnice w kulturze technicznej i uwarunkowania społeczne. Można więc sięgnąć bliżej: w sąsiadującej z nami Słowacji w końcu lat 80. budowano elektrownię jądrową z dwoma reaktorami typu WWER 400, podobnymi do budowanych w Polsce reaktorów w EJ Żarnowiec.

Po zmianie ustroju na Słowacji zatrzymano budowę elektrowni jądrowej Mochovce na kilka lat, ale nie porzucono jej. Po wprowadzeniu szeregu ulepszeń uruchomiono jednak oba te reaktory. Reaktory te dostarczają obecnie energię elektryczną dwukrotnie taniej niż elektrownie konwencjonalne i spełniają wszystkie wymagania bezpieczeństwa obowiązujące w UE. Pomiary radiologiczne wykazały, że moce dawek w ich otoczeniu są tak małe, że nie daje się ich mierzyć. Gdy dokonano obliczeń, okazało się, że w ciągu 6 lat od chwili uruchomienia tej elektrowni roczne dawki dodatkowe powodowane przez tę elektrownię nigdy nie przekroczyły jednej milionowej siwerta (wahały się od 0,1 do 0,7 Sv) [12].

Podobnie na Węgrzech roczne dawki efektywne w odległości 3 km od elektrowni jądrowej Paks z czterema reaktorami WWER 440 wynoszą [13] od 0,1 do 0,5 Sv. Jeśli takie wyniki mogą osiągać rok po roku Słowacy czy Węgrzy w elektrowniach z reaktorami zaprojektowanymi

Rys. 5. Porównanie średnich dawek rocznych od EJ z tłem naturalnym i zaleceniami międzynarodowymi i krajowymi (DJ – krajowy dozór jądrowy, MKOR (ICRP) – Międzynarodowa Komisja Ochrony Radiologicznej)

www.spektrumsep.eu

XVII

przed 30 laty, które odrzuciliśmy jako niedostatecznie dobre dla Polski, to chyba będziemy potrafili dorównać im mając EJ z najnowszymi reaktorami, dostarczoną przez najlepsze firmy reaktorowe w XXI wieku!

W tej chwili możemy już stwierdzić, że w praktyce redukcje uwolnień radioaktywnych dyktowane przez zasadę ALARA wykraczają daleko poza wymagania urzędów dozoru jądrowego. Dzięki temu wpływ elektrowni jądrowych na poziom promieniowania i dawki w okolicy elektrowni jest tak mały, że najczęściej nie daje się go wykryć bezpośrednio i wyniki szacuje się na podstawie stosunkowo pesymistycznych założeń.

XVIII

Skąd się wzięły tak restryktywne limity?

Rys. 6. Różne modele ekstrapolacji danych z obszaru znanych skutków wysokich dawek [6]

W 1959 r., wobec braku informacji na temat skutków małych dawek promieniowania, w dążeniu do ostrożniejszego postępowania z substancjami radioaktywnymi, a w szczegóności do przerwania prób broni jądrowej, Międzynarodowa Komisja Ochrony Radiologicznej (ICRP) wprowadziła hipotezę, zwaną modelem liniowym bezprogowym LNT (Linear No Threshold). Wg LNT zagrożenie od małej dawki jest równe zagrożeniu od dawki dużej, pomnożonemu przez stosunek dawek i odpowiednie współczynniki proporcjonalności. Model ten zakłada, że zarówno zachorowania na raka jak i skutki genetyczne małych dawek promieniowania są wynikiem mutacji powodowanych bezpośrednio przez promieniowanie jonizujące.

Wobec faktu, że nie ma bezpośrednich danych dla małych dawek, stosuje się ekstrapolację z danych opisujących skutki dużych dawek promieniowania, a konkretnie – skutki jednorazowej ekspozycji na duże dawki ludności w Hiroszimie i Nagasaki.

Hipoteza LNT stała się podstawą ochrony radiologicznej. Na tej podstawie sformułowano zasadę ograniczania dawek tak bardzo, jak tylko jest to rozsądnie możliwe (ALARA) i wprowadzono bardzo skuteczny, choć kosztowny system barier chroniących przed rozprzestrzenianiem promieniowania z elektrowni jądrowych i niezwykle obciążające dla finasów służby zdrowia wymagania odnośnie do osłon wokół aparatów diagnostycznych i terapeutycznych. Według polskich przepisów osłona ma zapewniać zmniejszenie dawki do 0,3 mSv rok!

Praktycznie od wprowadzenia tego modelu wśród specjalistów trwa dyskusja na temat zasadności jego utrzymywania. Badania procesu kancerogenezy, czyli powstawania chorób nowotworowych wskazują, że choroby nowotworowe są procesami wieloetapowymi, a takie procesy w przyrodzie nie są liniowe. Ich przebieg jest zawsze krzywoliniowy, nieraz opisywany różnymi funkcjami w poszczególnych zakresach, na ogół z progiem dawki czynnika inicjującego czy promującego chorobę nowotworową. Wątpliwości co do wyboru modelu LNT dla dopasowania przebiegu funkcji w obszarze małych dawek obrazuje rysunek 6.

Co wniosły nowe dane o skutkach promieniowania od czasu wprowadzenia modelu LNT? Od czasu wprowadzenia modelu LNT pojawiło się bardzo dużo nowych danych na temat działania małych dawek promieniowania, publikowanych w pracach naukowych, zbieranych i analizowanych w dużych raportach instytucji międzynarodowych i organizacji. Wiele towarzystw naukowych organizowało dyskusje na ten temat, publikowane w czasopismach specjalistycznych Tabela 3 Zmniejszenie śmiertelności w dużych populacjach napromienionych małymi dawkami (1- 500 mSv) [14].

A – wszystkie przypadki; C – rak; L – białaczka; NC – nie-raki; LC – raki płuc.

o światowym zasięgu. Wiele z tych doniesień ma tak doniosły i znaczący charakter, że należy przytoczyć ich podstawowe rezultaty.

Badanie mieszkańców osiedla w Tajwanie [15] Względnie niedawno, bo w 2004 roku, podano do wiadomości wyniki badań znaczącej liczby (ok. 10 tysięcy) mieszkańców Tajwanu, którzy przez 9 – 20 lat mieszkali w osiedlu 180 domów zbudowanych z betonu, w którym stal zbrojeniowa została, oczywiście nieświadomie, zanieczyszczona stopionym wspólnie silnym źródłem kobaltowym (okres połowicznego zaniku 5,3 lat). W domach tych, ale także w miejscach użyteczności publicznej, jak szkoły, i małych przedsiębiorstwach panowało wyraźnie podwyższone promieniowanie, a mieszkańcy, nie wiedząc o tym, otrzymali średnio dawki 0,4 Sv. Gdy odkryto ten fakt, przebadano mieszkańców osiedla i porównano wyniki z wynikami badań grupy kontrolnej o podobnych charakterystykach. Przede wszystkim dokonano możliwie dokładnego pomiaru dawek otrzymanych przez mieszkańców. Jak się okazało, około 10% rezydentów osiedla otrzymało w roku 1983 dawkę 525 mSv, a łączną w latach 1983 – 2003 aż 4 Sv. 9% mieszkańców otrzymało dawki 60 mSv w roku 1983 i łącznie 420 mSv. Pozostałe 80% grupy otrzymało dawki 18 mSv w 1983 i dawkę łączną 120 mSv. Choć, jak widać, wielu rezydentów otrzymało stosunkowo wysokie dawki, u żadnego z nich nie wystąpiły objawy ostrej choroby popromiennej, tak jak to było u ofiar bombardowań czy u ratowników w Czarnobylu. Okazało się natomiast, że promieniowanie w sposób znaczący obniżyło śmiertelność na nowotwory w grupie poddanej napromienieniu (rys. 7).

Rys. 7. Śmiertelność z powodu nowotworów (na 100 000 osobolat) wśród rezydentów osiedla domów z promieniotwórczą stalą w porównaniu z grupą kontrolną w latach 1983 – 2001.

Trend wzrostowy w grupie kontrolnej Tajwańczyków autorzy tłumaczą zwiększającą się długością życia

W okresie badanych 20 lat średnia śmiertelność z powodu nowotworów złośliwych wynosiła na Tajwanie 116 na 100 000 osobolat, w grupie poddanych podwyższonym dawkom wynosiła ona 3,5. Na spodziewanych

marzec 2010

w ciągu 20 lat (na podstawie hipotezy LNT) 302 przypadki śmiertelnych nowotworów, z których 70 (głównie białaczek) miało powstać w wyniku napromienienia, stwierdzono w sumie zaledwie 7 przypadków, a więc 3%(!) oczekiwanych zgonów.

Również w badaniu występowania wad wrodzonych, powstałych w okresie życia płodowego, których spontaniczna częstotliwość na Tajwanie wynosi 23 na 1000 dzieci, zanotowano jedynie 1,5 przypadków na 1000 dzieci poniżej 19. roku życia urodzonych przez osoby „napromienione”. Ze spodziewanych 67 przypadków, z których 21 miało być wywołanych napromienieniem, stwierdzono w sumie tylko 3 przypadki. W grupie badanych osób nie zanotowano także aberracji chromosomalnych, choć obserwowano drobne zmiany na poziomie komórkowym. Zmiany te jednak ewidentnie nie prowadzą do efektów szkodliwych dla zdrowia. W tej sytuacji zasadnym staje się pytanie postawione w tytule cytowanej pracy Chena i in., czy przypadkiem małe dawki promieniowania nie działają korzystnie dla zdrowia?

Badanie przyczyn zgonów i długości życia radiologów brytyjskich – 100 lat obserwacji [16] W obserwacji epidemiologicznej z tego samego czasu porównano współczynniki śmiertelności radiologów brytyjskich (mężczyzn) z powodu nowotworów, z przyczyn innych niż nowotworowe, oraz z wszystkich przyczyn (nowotworowe + inne). Współczynniki te porównano w odpowiednimi wartościami dla lekarzy innych specjalności oraz mężczyzn z tzw. social class I, czyli żyjących na podobnym poziomie, co brytyjscy lekarze. Odpowiednia grupa kontrolna ma w badaniach epidemiologicznych podstawowe znaczenie.

Współczynniki śmiertelności wg przyczyn badano dla grup radiologów wg przedziałów czasowych, w których zarejestrowali się w British Institute of Radiology lub Royal College of Radiologists, co zasadniczo oznaczało początek praktyki w tym zawodzie, a tym samym rutynowej ekspozycji zawodowej. Pierwsza grupa radiologów, dla których zbadano przyczyny zgonów i długość życia, to pionierzy tej specjalizacji, którzy rozpoczęli stosowanie promieniowania rentgenowskiego do celów diagnostycznych zaledwie w dwa latach po odkryciu ich właściwości przez Wilhelma Konrada Roentgena. W tych czasach za dawkę sygnalizującą nadmierną ekspozycję uważano dawkę rumieniową. Kolejna grupa miała już świadomość pewnego zagrożenia, pierwsze zalecenia w zakresie ochrony radiologicznej opublikowano w Wielkiej Brytanii w roku 1920. Obserwację i gromadzenie danych zakończono w styczniu 1997.

Umieralność pośród radiologów brytyjskich z przyczyn innych niż nowotworowe dla stu lat obserwacji była o 14% niższa niż w grupie kontrolnej. Umieralność z wszystkich przyczyn była o 8% niższa. Najzdrowsi okazali się ci spośród brytyjskich radiologów, którzy rozpoczęli swoją praktykę pomiędzy rokiem 1955 i 1979. Ich umieralność z powodu chorób nowotworowych była

www.spektrumsep.eu

XIX

Rys. 9. Model odpowiedzi organizmu na naturalne czynniki fizyczne i chemiczne

Rys. 8. Standaryzowane współczynniki śmiertelności (SMR) i 95% przedziały ufności (CI) dla zgonów z powodu nowotworu i zgonów z innych przyczyn dla wszystkich mężczyzn radiologów w porównaniu z lekarzami innych specjalności według lat pierwszej rejestracji praktyki

o 29% niższa, z innych przyczyn o 36% niższa, a z wszystkich przyczyn o 32% niższa w porównaniu z grupą kontrolną. Średnia długość życia dla tej grupy jest o około 3 lata większa niż dla grupy kontrolnej, w tym lekarzy innych specjalności. Prawdopodobieństwo, że taki efekt jest przypadkowy jest mniejsze niż 1:1000.

Czy więc umiarkowana ekspozycja na promieniowanie jest rzeczywiście szkodliwa?

Naturalne zjawiska w przyrodzie nie mają charakteru liniowego. Wiemy, że wiele substancji i zjawisk jest korzystnych dla życia przy małych dawkach, chociaż są one szkodliwe przy dużych. Przykładów jest mnóstwo – witaminy i mikroelementy niezbędne w małych ilościach, a szkodliwe w dużych, światło słoneczne, którego deficyt ma ujemne skutki zdrowone, a nadmiar wywołuje nowotwory skóry, temperatura otoczenia, do której nasz organizm jest przystosowany w określonym zakresie, a zabójcza, gdy jest za niska lub za wysoka. Podobnie z gazami wchodzącymi w skład powietrza. Tlen w normalnym stężeniu jest nam potrzebny do życia, w stężeniu nieco większym działa leczniczo, a jego nadmiar przez określony czas prowadzi do poważnych skutków zdrowotnych. Szkodliwy jest rówież nadmiar azotu.

Zamieszczony wykres (rys. 9) przedstawia uogólniony model odpowiedzi organizmu na naturalne czynniki fizyczne i chemiczne [wg UNSCEAR].

XX

Jasna linia na wykresie oddziela stan zdrowia organizmu od stanu prowadzącego do choroby. Wynika z niego, że deficyt czynnika (dawka mniejsza od D) wywołuje objawy niedoboru (kolor jasnoniebieski). Małe dawki czynnika (dawki pomiędzy D i T) poprawiają stan zdrowia (kolor jasnopomarańczowy).

Wysokie dawki (wyższe od T) są toksyczne i powodują wyłącznie skutki szkodliwe. Według zwolenników hormezy radiacyjnej podobny wpływ na organizm człowieka wywołuje promieniowanie jonizujące. Dawki, które poprawiają stan zdrowia, pokrywają cały zakres naturalnego tła promieniowania (wartość T wynosi ok. 200 mSv, N to średni naturalny poziom promieniowania, czyli kilka mSv). Linia przerywana obrazuje hipotezę o liniowym, bezprogowym działaniu promieniowania. Linia ciągła przedstawia model hormetycznego działania małych dawek promieniowania.

Przykłady polemik społecznych i wpływów opcji politycznych Zakłady przerobu paliwa we Francji We Francji zarzuty pod adresem zakładów przerobu paliwa wypalonego COGEMA w La Hague wysunął prof. Viel twierdząc, że wykrył wzrost zachorowań na białaczkę wśród młodzieży poniżej 25 lat mieszkającej w odległości 35 km od zakładów. Opublikował on hipotezę, głoszącą że ten wzrost zachorowań jest skutkiem promieniowania emitowanego przez odpady radioaktywne z zakładów w La Hague. Wykryty wzrost zachorowań był minimalny, zaledwie na granicy mającej znaczenie statystyczne, ale wobec tego, że zarzut dotyczył energii jądrowej spowodowało to wielkie zaniepokojenie. W odpowiedzi minister ochrony środowiska i sekretarz stanu do spraw zdrowia we Francji utworzyli komitet naukowy mający zbadać ten problem. Komitet stwierdził, że łączna liczba zachorowań na białaczkę, jaką teoretycznie mogłyby spowodować ciekłe odpady radioaktywne normalnie wydzielane z zakładów przerobu wypalonego paliwa jądrowego wynosi 0,0009 przypadku wśród całej zagrożone ludności i przez wszystkie lata działania zakładów. Ponadto, w okresie od 1979 do 1996

roku wystąpiły uwolnienia awaryjne, spowodowane przedziurawieniem rury prowadzącej do morza, które mogły spowodować 0,0001 przypadku oraz pożarem w silosie, który mógł spowodować 0,0004 przypadku. Łączny wkład uwolnień rutynowych i awaryjnych z zakładów przerobu paliwa wypalonego mógł spowodować 0,0014 przypadku białaczki. Łączna liczba przypadków zaobserwowanych w populacji obserwowanej w okresie 1979-96 wyniosła 4, podczas gdy liczba oczekiwana na podstawie średniej częstości we Francji wynosiła 2. Różnica nie jest znacząca statystycznie. Wyniki prac Komitetu wykazały, że uwolnienia radioaktywne z zakładów w La Hague nie były powodem wzrostu zachorowań na białaczkę u dzieci w okolicy zakładów [8].

Przypadki białaczki blisko EJ Krummel – skutki produkcji materiałów wybuchowych Mimo rosnącej liczby badań różnych komisji powoływanych przez ministerstwa ochrony środowiska i ministerstwa zdrowia w takich krajach jak USA, Wielka Brytania czy Francja potwierdzających, że elektrownie jądrowe nie wywołują ujemnych skutków zdrowotnych, przeciwnicy energetyki jądrowej w Niemczech walczący o głosy wyborców nie ustępowali ze stanowiska o dobrej nośności medialnej: elektrownie jądrowe na pewno szkodzą, oni to wykażą, a będąc u władzy uratują naród niemiecki od tego zagrożenia Wykorzystywali przy tym przypadki białaczki w pobliżu EJ Krummel oraz wyniki studiów zachorowalności na nowotwory w sąsiedztwie wybranych instalacji jądrowych. Warto poznać fakty, by wiedzieć, co kryje się za twierdzeniami przeciwników energetyki jądrowej.

W latach 1990 – 1991 w bezpośrednim sąsiedztwie EJ Krummel zachorowało na białaczkę 5 dzieci, potem w dwóch falach jeszcze 9 dzieci, łącznie 14 w ciągu 15 lat. Powstało podejrzenie, że białaczki spowodowało promieniowanie z EJ. Powołano kolejno 4 komisje, które przez 16 lat prowadziły intensywne analizy sytuacji, przede wszystkim sprawdzając czy z EJ Krummel mogło wydzielić się promieniowanie powodujące owe białaczki.

W komisjach uczestniczyli zarówno zwolennicy jak i przeciwnicy energetyki jądrowej i jak oświadczył Erich Wichmann, kierownik Instytutu Epidemiologii w Ośrodku Badawczym w Monachium, przewodniczący jednej z tych komisji i członek innej, „W tych komisjach następowało zderzenie dwóch różnych światów, spory były ostre i często personalne”. Zdaniem takich autorytetów jak prof. Blettner, kierownik Niemieckiego Rejestru Zachorowań Dzieci na Raka i dr Kaatsch, rzecznik Komisji ds. Białaczki, prof. Wichmann, przewodniczący komisji ds. Wskaźników Obciążenia (czynnikami powodującymi białaczkę) oraz przedstawicieli Instytutu Ekologicznego Oko-Institut z Darmstadt, promieniowanie z EJ nie mogło być przyczyną wzrostu białaczki w Krummel .

W końcu 2004 roku minister ochrony środowiska prowincji, w której rządy sprawowała antynuklearna koalicja zielono-czerwona, sam zresztą członek partii Zielonych, zamknął sprawę dochodzeń oświadczeniem, że wysoka częstość białaczek wokoło Krummel nie jest

marzec 2010

spowodowana przez działania EJ. Sprawdzenie, czy nie doszło do niedozwolonych uwolnień, powierzono Instytutowi Ekologicznemu w Darmstadt, który bynajmniej nie jest przyjazny wobec energetyki jądrowej. Jak oświadczył Michael Sailer, Koordynator Wydziału Bezpieczeństwa Instalacji Jądrowych w Ökoinstitut i członek niemieckiej Komisji Ochrony przed Promieniowaniem: „Wykonaliśmy ogromną pracę i chociaż sami nie mogliśmy początkowo w to uwierzyć, eksperci naszego Instytutu Ekologicznego stwierdzili, że EJ Krummel nie ponosi winy”. Nie znaleziono także żadnych wskazań, które mogłyby prowadzić do wniosku, że w jakimkolwiek czasie wystąpiły uwolnienia radioaktywności z EJ Krummel, które mogły prowadzić do wystąpienia białaczki. „Po prostu – nie było żadnych podstaw do takiego twierdzenia”.

Badania aberracji chromosomowych w limfocytach dzieci mieszkajacych w okolicy EJ Krummel wykazały jednak, że ich liczba jest podwyższona. W studiach porównawczych stwierdzono natomiast, że jeszcze większe liczby aberracji występują w miejscowości Plom, leżącej daleko od elektrowni (rys. 10).

Rys. 10. Analiza aberracji chromosomowych w limfocytach 30 dzieci żyjących w Elbmarsch i 30 dzieci żyjących w miejscowości Plöm położonej z dala od elektrowni jądrowej [17]

Spowodowało to debatę co do możliwości sfałszowania wyników. „Czy nie zamieniono próbek? Czy lekarze uczciwie pobierali próbki krwi? Czy laboratoria, które pracowały z anonimowymi próbkami, rzeczywiście nie znały ich pochodzenia?” Kłótnia zataczała coraz dalsze kręgi, ale ostatecznie uzgodniono wynik dochodzeń: „żadnych nieuczciwych manipulacji nie było”.

Sprawa pozostawała zagadką przez wiele lat. Skoro promieniowanie z instalacji jądrowych nie mogło być przyczyną białaczki u dzieci, a mimo to wskaźnik zapadalności w pobliżu Krummel jest większy, to jaki jest powód? Działacze antynuklearni bez wahania twierdzili, że nie ma sensu wierzyć w zaprzeczenia lekarzy i komisji, skoro dzieci chorują. Ich zdaniem, winna była energetyka jądrowa.

Dopiero niedawno okazało się, że przyczyną zachorowań mogą być pozostałości po działającej w okolicy w latach 1865 – 1945 fabryce materiałów wybuchowych założonej przez samego Alfreda Nobla. W pobranych

www.spektrumsep.eu

XXI

próbkach gruntu nie wykryto skażeń promieniotwórczych, natomiast stwierdzono podwyższoną zawartosć wielu toksycznych metali ciężkich – ołowiu, arsenu, cynku, niklu, chromu i innych. Związek takich zanieczyszczeń w środowisku z podwyższoną zapadalanością na choroby nowotworowe, w tym białaczki, potwierdzały liczne badania w wielu krajach. Ponieważ na terenie dawnej fabryki działa ośrodek naukowy eksploatujący badawczy reaktor jądrowy, przeciwnicy energetyki jądrowej twierdzili, że winę ponosi ośrodek. Jego pracownicy mieli rzekomo ukrywać fakt, że 12 września 1986 doszło tam do wycieku. Zarzuty te nie potwierdziły się – białaczki są jednak skutkiem skażeń ziemi metalami ciężkimi. Na zdjęciu lotniczym dostępnym w serwisie flickr.com można zobaczyć budynki fabryki materiałów wybuchowych wykonane 7 kwietnia 1945, na kilka dni przed zniszczeniem jej przez alianckie lotnictwo bombowe. Bombardowanie fabryki i skażenia toksycznymi metalami – to fakty. Ale to już nie jest takie sensacyjne...

Badania zapadalności na choroby nowotworowe w pobliżu elektrowni jądrowych w Niemczech Poza analizą okolicy Krummel, w Niemczech przeprowadzono trzy duże badania zapadalności na nowotwory w pobliżu elektrowni jądrowych. Dwa badania z podziałem na poszczególne rodzaje nowotworów przeprowadził zgodnie z zasadami badań epidemiologicznych tego rodzaju Niemiecki Rejestr Dziecięcych Chorób Nowotworowych. Pierwsze studium podawało częstość zachorowań diagnozowanych od 1980 do 1990 r. dla osób mieszkających w promieniu 15 km od każdej z 20 instalacji jądrowych w Niemczech w porównaniu z równoważnymi i podobnymi demograficznie rejonami, oddalonymi od takich instalacji. Głównym celem było zbadanie zachorowań dzieci w wieku od 0 do 14 lat. W raporcie z tego badania nie stwierdzono podwyższonego ryzyka.

Drugie studium objęło dane z lat 1991 – 1995. Cel był ten sam. Wyniki z pierwszego studium, dotyczące białaczki u dzieci poniżej 5 lat mieszkających w promieniu 5 km od EJ zostały dodatkowo sprawdzone, częstości zachorowań okazały się nieco niższe niż w pierwotnym raporcie i statystycznie nieznaczące. Wydawało się, że sprawa została rozstrzygnięta na korzyść elektrowni jądrowych.

Pod koniec ubiegłego wieku rządy w Niemczech objęła koalicja antynuklearna i postanowiła przeprowadzić badania tak, by udowodnić, że elektrownie jądrowe są szkodliwe. Przeprowadzono trzecie studium, na wstępie którego grupa ekspertów rządowych Bundesamt für Strahlenschutz wykluczyła z analizy część instalacji. Ponadto zamiast testu dwustronnego – w którym rozpatruje się zarówno wyniki wyższe jak i niższe od średniej – przyjęto test jednostronny, w którym wszystkie wyniki niższe od średniej traktuje się jako przypadkowe błędy i odrzuca. Wyniki porównywano ze średnią dla całej populacji w Niemczech, co jest oczywiście podstawowym błędem w takim badaniu [18,19]. Podobnie jak w poprzednich badaniach, rozważenie wszystkich zachorowań na choroby nowotworowe u dzieci poniżej 5 lat,

XXII

mieszkających w promieniu 5 km od EJ, przy teście dwustronnym nie wykazało podwyższonego ryzyka, bo wyniki nie były statystycznie istotne. Natomiast przy użyciu testu jednostronnego dla okrojonej populacji i wybranych instalacji udało się wykazać wzrost ryzyka.

Dr G. Dallal, kierownik Zespołu Biostatycznego w Tufts University w Bostonie [20], autor książki „TheLittle Handbook of Statistical Practice” w tekście dotyczącym testów jednostronnych stwierdza: „Nigdy nie widziałem sytuacji, w której badacze zgodziliby się na to w praktyce. Zadziwiające jest widzieć testy jednostronne w użyciu w XXI wieku! ( It is surprising to see one-sided tests still being used in the 21-st century!)” Dr Dallal nie ma nic wspólnego z energetyką jądrową, ani z metodami jej zwalczania, stosowanymi przez motywowane politycznie partie, jest tylko wybitnym specjalistą w zakresie badań epidemiologicznych.

Powołana do oceny badań komisja potwierdziła, że dla rejonów celowo wybranych przez ekspertów pracujących na zlecenie rządu antynuklearnego i przy stosowaniu metody testu jednostronnego obserwuje się niewielki wzrost zachorowań. Ta sama komisja stwierdziła jednak, że promieniowanie z elektrowni jądrowych nie może być przyczyną tego wzrostu. Należy pamiętać, że inne badania epidemiologiczne wykazały brak podwyższonej zapadalności na białaczki dziecięce wokoł elektrowni jądrowych w Niemczech wschodnich (SSK 2008) lub we Francji [21].

Poza kontrolą rządową i nadzorem ONZ nad pracą i poziomem uwolnień substancji radioaktywnych elektrownie jądrowe są obserwowane przez organizacje antynuklearne, które wykorzystują każdą okazję, by wzbudzać protesty publiczne przeciw pracy tych elektrowni.

Szereg komisji i komitetów obywatelskich walczących przeciw elektrowniom jądrowym otrzymuje finansowanie z funduszy rządowych, a każdy obywatel ma prawo wglądu w wyniki pomiarów i obliczeń. Ta jawność w zakresie ochrony radiologicznej jest cechą szczególnie cenną, zapewniającą społeczeństwu możliwość nadzoru i wywierania wpływu na działania przedsiębiorstw energetyki jądrowej. Energetyka jądrowa pokazała, że taka jawność jest możliwa i że jest ona korzystna dla obu stron.

Jak dotąd, żadna inna gałąź przemysłu nie osiągnęła takiego poziomu jawności i systematycznej kontroli wpływu na środowisko. Efekty są widoczne – czyste niebo nad elektrowniami jądrowymi pozostaje osiągnięciem, do którego mogą tylko dążyć inne gałęzie przemysłu.

Podsumowanie Podsumowując pozostaje mi zebrać wnioski przytoczonych i wielu innych, dostępnych w literaturze specjalistycznej badań w postaci stwierdzeni, że według obecnego stanu wiedzy, promieniowanie z normalnie działającej elektrowni jądrowej nie może być traktowane jako powód wzrostu zachorowań na białaczki ani na inne choroby nowotworowe. Nie moze też powodować wad wrodzonych u dzieci ani skutków genetycznych u kolejnych pokoleń ludzi mieszkających w sąsiedztwie takich elektrowni.

Natomiast dla przypomnienia coraz ciekawszych badań dotyczących pozytywnych skutków małych dawek, przytoczonych dla grup eksponowanych ludzi, chcę pokazać wynik badania na myszach [227], których nie moglibyśmy wykonać na grupie ludzi z powodu zbyt długiego czasu jego trwania oraz, przede wszystkim, z przyczyn etycznych.

Rys. 11. Wygląd myszy po 90 dniach życia: napromienionych (moc dawki 0,70 mGy/godz) i nie poddanych napromienieniu.

U tych ostatnich efekt starzenia (choćby stan sierści) jest wyraźny

LITERATURA [1] Ruka W., Sikorowa L., Iwanowska J., Induced soft tissue sarcomas following radiation treatment for uterine carcinomas. European Journal of Surgical Onology, 1991, 17, 585 – 593 [2] Iwanowska J. M., Gajewski A. K., Kancerogenne działanie małych dawek na człowieka. Polski Przegląd Radiologii,1986, no 50,vol.1, pp.59 – 65 [3] The United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation. SOURCES AND EFFECTS OF IONIZING RADIATION. UNSCEAR 2000 REPORT vol. II [4] Działalność prezesa Państwowej Agencji Atomistyki oraz ocena stanu bezpieczeństwa jądrowego i ochrony radiologicznej w Polsce w 2007 roku, Raport PAA, Warszawa, maj 2008 r., str. 40 [5] International Atomic Energy Agency (IAEA): Sustainable development and Nuclear Power, 1997, Vienna [6] Javad Mortazavi S. M., High Background Radiation Areas of Ramsar, Iran, www.angelfire.com/mo/radioadaptive/ramsar.htm [7] Ghiassi-nejad M., Mortazavi S .M. J., Cameron J. R., Niroomandrad A., Karam P.A., Very High Background Radiation Areas of Ramsar, Iran: Preliminary Biological Studies. Health Physics, 82 (1): 87 – 93, 2002

marzec 2010

[8] Dobrzyński L.,Wykłady otwarte ,Wydział Fizyki Uniwersytetu w Białymstoku: XIV „Działanie promieniowania jonizującego na organizmy; ryzyko związane z promieniowaniem” i XV „Dawki wokół elektrowni jądrowych”, http://alpha.uwb.edu.pl/ludwik/ [9] GROUPE RADIOECOLOGIE NORD CONTENTIN, Estimation des niveaux d’exposition aux rayonnements ionisants et des risques de leucemies associes de populations du Nord-Contentin, Synthese, July (1999) [10] Jablon S. et al., Cancer in populations living near nuclear facilities, National Cancer Institute, NIH Publication No 90-874, US Dept. of Health and Human Services, (July 1990) [11] STUK Finnish Report On Nuclear Safety Convention On Nuclear Safety, September 2004, STUK-B-YTO 234 [12] SLOVAK REPUBLIC National report compiled in terms of the Convention on Nuclear Safety, Sept.

2004 [13] REPUBLIC OF HUNGARY, National Report, Convention on Nuclear Safety, Third Report, 2004 [14] Jaworowski Z., Ionising radiation in the 20th century and beyond. Atomwirtschaft-Atomtechnik-atw 47(1):22-27, 2002 [15] Chen W. L. et al., Is chronic radiation an effective prophylaxis against cancer? J. Amer. Physicians and Surgeons 9 (2004) 6 – 10 [16] Berrington A., Darby S. C., Weiss H.A. and Doll R., 100 years of observation on British radiologists: mortality from cancer and other causes 1897 – 1997 British Journal of Radiology 74 (2001), 507 – 519 [17] Bruske-Hohlfeld I. et al.: A cluster of childhood leukaemias near two neighbouring nuclear installations in Northern Germany: prevalence of chromosomal aberrations in peripheral blood lymphocytes. International Journal of Radiation Biology 77:111 – 116, 2001 [18] Kaatsch P. et al.: Epidemiologische Studies zu Kinderkrebs in der Umgebung von Kernkraftwerken (KiKK Studie) UMWltforschungsplan des BundesuMWltministerium (UFOPLAN) eaktorsicherheit und Strahlenschutz Vorhaben Stsch 4334 2007 Bundesamt fur Strahlenschutz.

[19] Wójcik A., Nowotwory dziecięce wokół elektrowni jądrowych, Postępy Techniki Jądrowej, vol.52, z. 4, 2009 [20] Dallal G.E., One Sided Tests , in The Little Handbook of Statistical Practice [21] Laurier D., Hemon D., Clavle J., Childhood leukemia incidence below the age of 5 years near French nuclear power plants. Journal of Radiological Protection 28: 401 – 403, [22] Prezentacja Kazuo Sakai, Low Dose Radiation Research Centre, Central Research Institute of Electric Power Industry, oraz publikacja Ina Y. and Sakai K.: Prolongation of Life Span Associated with Immunological Modification by Chronic Low-Dose-Rate Irradiation in MRL-lpr/lpr Mice. Radiat. Res. 161 (2004) 168 – 173

www.spektrumsep.eu

XXIII

Kształcenie w zakresie energetyki jądrowej w Polsce prof. dr hab. inż. Roman Domański, mgr inż. Adam Rajewski Zakład Termodynamiki, Instytut Techniki Cieplnej Politechniki Warszawskiej Przedstawiono ogólnie zagadnienia dotyczące kształcenia na kierunkach związanych z energetyką jądrową w Polsce. Zaprezentowano dotychczasowe doświadczenia w tej dziedzinie, stan obecny i plany na przyszłość. Zestawiono je z rosnącymi potrzebami ze strony przemysłu, tak polskiego jak i zagranicznego.

Słowa kluczowe: energetyka jądrowa, kształcenie kadr w Polsce

Education in the field of nuclear power industry in Poland Described are general problems concerning studying specializations connected with nuclear power industry in Poland. Presented is past experience, present situation and plans for future. All this is confronted with growing requirements from the side of Polish and foreign industry.

Keywords: nuclear power industry, staff education in Poland

Od listopada 2009 r., kiedy to Rada Ministrów RP przyjęła ostatecznie „Politykę energetyczną Polski do 2030 r.”, energetyka jądrowa stała się oficjalnie jednym z priorytetów gospodarczych naszego kraju. Zaakceptowany przez rząd dokument narzucił przy tym bardzo ambitne tempo programu rozwojowego energetyki jądrowej, przewidując przyłączenie do systemu elektroenergetycznego pierwszego bloku jądrowego o mocy zainstalowanej 1600 MW do roku 2020 (tę samą datę podano zresztą już wcześniej w harmonogramie przygotowanym przez Ministerstwo Gospodarki). Biorąc pod uwagę, że od zaniechania budowy Elektrowni Jądrowej Żarnowiec upłynęły już niemal dwie dekady, a od piętnastu lat nie prowadzi się zorganizowanego szkolenia kadr w zakresie energetyki jądrowej na istotną z punktu widzenia gospodarki narodowej skalę, zaproponowany termin musi wydawać się niezwykle krótki1). W ciągu dziesięciu lat trzeba bowiem nie tylko zaplanować i zrealizować skomplikowaną inwestycję w postaci budowy jądrowego bloku energetycznego, ale także wykonać wiele prac przygotowawczych, w tym: ● zaktualizować regulacje prawne w zakresie przemysłu jądrowego, ● zapewnić poparcie społeczne dla programu, który z pewnością wywoła kontrowersje, ● przygotować odpowiednio wykształcone kadry dla wszystkich uczestników programu, w tym: – inwestora /operatora instalacji, – o organów nadzoru jądrowego, – zainteresowanych ministerstw (Ministerstwo Gospodarki, Ministerstwo Środowiska),

1)

XXIV

Warto zauważyć, że już w roku 1995 naukowcy z Politechniki Warszawskiej oceniali, że „okres ewentualnej realizacji w Polsce E[lektrowni] J[ądrowej] będzie wynosił 12 do 15 lat, a wtedy negatywny skutek upływu czasu od zaniechania budowy elektrowni w Żarnowcu byłby znacznie mniej zauważalny [3]

–

innych organów administracji rządowej (np. Urzędu Regulacji Energetyki), – wykonawców i podwykonawców uczestniczących w projekcie budowy elektrowni.

Wymaga to wdrożenia odpowiednich programów kształcenia na odpowiednio dużą skalę. Konieczne będzie przygotowanie wielu specjalizacji, tak na poziomie studiów I/II stopnia, jak i podyplomowych, bowiem wykształcenia wymagają nie tylko niskiego szczebla specjaliści, ale także kadra zarządzająca całym programem.

Najpilniejszym jednak zadaniem będzie pozyskanie i przygotowanie kadry dydaktycznej, bez której uruchomienie odpowiednich ścieżek kształcenia zwyczajnie nie będzie możliwe.

Jakkolwiek Polska w kwestii przygotowania do rozwoju energetyki jądrowej nie startuje z poziomu zerowego, długi okres jaki upłynął od przerwania programu budowy EJ Żarnowiec oraz nagły charakter tamtej decyzji w istotnej mierze niwelują korzyści wynikające z zebranego doświadczenia. Wielu z wykształconych w Polsce specjalistów znalazło pracę w innych krajach. Inni zmienili specjalizację, tracąc kontakt z bieżącymi zagadnieniami energetyki jądrowej. W dowolnym wypadku osiągnęli już oni zaawansowany wiek, a nawet na miejsce tych, którzy pozostali w naszym kraju, nie kształcono następców.

Kształcenie kadr w latach 1959 – 1994 Do roku 1994 kształcenie kadr dla energetyki jądrowej prowadziły: ● Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, ● Politechnika Gdańska, ● Politechnika Łódzka, ● Politechnika Śląska, ● Politechnika Warszawska.

Uczelnie te prowadziły zarówno studia magisterskie w zakresie technik jądrowych (energetyki jądrowej), jak również odpowiednie studia podyplomowe, gwarantując dopływ różnego rodzaju specjalistów z zakresu technik jądrowych do gospodarki narodowej. Informacje na temat oferowanych studiów zawiera poniższa tabela:

Tabela 1 Kształcenie kadr dla energetyki jądrowej do 1994 roku – uczelnie wyższe

kresie studiów podyplomowych – będące bezpośrednim wynikiem zaniechania budowy Elektrowni Jądrowej Żarnowiec.

Warto podkreślić, że pomimo zaniechania kształcenia na specjalnościach ściśle powiązanych z energetyką jądrową, polskie wyższe uczelnie techniczne przekazywały wiedzę związaną z technikami jądrowymi w ramach pokrewnych kierunków i specjalizacji studiów, np. specjalizacji/kierunku „Energetyka”. Rzecz jasna treści prowadzonych w ten sposób zajęć były drastycznie okrojone w porównaniu z programami studiów w całości poświęconych energetyce jądrowej.

Obecnie oferowane programy kształcenia

Poniższe tabele prezentują dane liczbowe dotyczące absolwentów studiów magisterskich oraz podyplomowych w okresie 1985 – 1994.

Tabela 2 Liczba absolwentów studiów dziennych z zakresu technik jądrowych w okresie 1985 – 1994

Tabela 3 Liczba absolwentów studiów dziennych z zakresu technik jądrowych w okresie 1985 – 1994

Widoczne jest załamanie systemu kształcenia w obszarze energetyki jądrowej po roku 1990 – szczególnie w za-

marzec 2010

Do dnia dzisiejszego nie powstał kompleksowy system kształcenia kadr dla energetyki jądrowej związany z nowym programem budowy elektrowni jądrowych w Polsce. Ze względu jednak na coraz wyraźniejsze sygnały zapowiadające rozpoczęcie takiego programu – w tym wcześniejsze wersje polityki energetycznej Polski wskazujące energetykę jądrową jako jeden z możliwych kierunków rozwoju – wyższe uczelnie techniczne na własną rękę rozpoczęły przygotowywanie odpowiednich kierunków kształcenia. Jako pierwszy do tego rodzaju działań przystąpił Wydział Mechaniczny Energetyki i Lotnictwa Politechniki Warszawskiej. Już w roku 2007 podjęto decyzję o uruchomieniu nowej specjalności studiów II stopnia (magisterskich) „Energetyka jądrowa” w ramach kierunku „Energetyka”. Z braku odpowiedniej liczby przygotowanych nauczycieli akademickich oraz właściwych laboratoriów dydaktycznych, Rada Wydziału MEiL postanowiła odtworzyć studia w zakresie energetyki jądrowej dwuetapowo.

W ramach pierwszego kroku rozpoczęto studia w ścisłej współpracy z Królewskim Instytutem Technologicznym (KTH) ze Sztokholmu. W ramach trzyletniego programu studiów II stopnia studenci spędzali dwa semestry w KTH, studiując w języku angielskim według specjalnie przygotowanego programu, uwzględniającego przedmioty standardowe dla studentów szwedzkich. Pobyt zagraniczny studentów był finansowany w ramach programu Erasmus, a także stypendiów ufundowanych przez Polską Grupę Energetyczną SA. Ze względu na specyfikę takiej organizacji studiów nabór był ograniczony do 10 osób rocznie. Z tego powodu kwestią priorytetową było jak najszybsze uruchomienie samodzielnej specjalności studiów magisterskich. Decyzją Rady Wydziału z października 2009 r. postanowiono o rozpoczęciu naboru na lokalnie prowadzone studia specjalności „Energetyka jądrowa” od semestru letniego r. ak. 2009/2010. Studia zaplanowano jako czterosemestralne. Zajęcia laboratoryjne będą odbywać się w ośrodku jądrowym w Świerku. Program uwzględnia też staże – praktyki w pracujących elektrowniach jądrowych na terenie Bułgarii, Czech lub Francji [5]. Jest to spój-ne z założeniami prezentowanymi przez przedstawicie-li Ministerstwa Gospodarki [6].

www.spektrumsep.eu

XXV

Tabela 4 Program specjalności „Energetyka jądrowa” prowadzonej przez Wydział Mechaniczny Energetykii Lotnictwa Politechniki Warszawskiej [7]

Tabela 5 Aktualnie oferowane specjalności studiów w zakresie technik jądrowych

Elementy z zakresu energetyki jądrowej pojawiają się także na innych specjalnościach w ramach kierunku „Energetyka” na kilku uczelniach.

Tabela 6 Wydziały i uczelnie aktualnie oferujące kierunek „Energetyka”

W chwili obecnej również kilka innych uczelni technicznych prowadzi lub przygotowuje się do uruchomienia studiów z zakresu technik jądrowych, choć specjalność „Energetyka jądrowa” jako taka jest oferowana jeszcze tylko przez Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki Politechniki Śląskiej oraz Wydział Elektryczny Politechniki Poznańskiej. Aktualną ofertę polskich wyższych uczelni technicznych w dziedzinie technik jądrowych przedstawia tabela 5.

XXVI

Warto podkreślić, że studia na żadnej z oferowanych specjalności związanych z technikami jądrowymi nie są obecnie uwzględnione w ramach tzw. kierunków zamawianych. Mimo to – według opinii prof. Janusza Lewandowskiego, Dyrektora Instytutu Techniki Cieplnej

w Warszawie i przewodniczącego Społecznego Zespołu Doradców przy Pełnomocniku Rządu ds. Polskiej Energetyki Jądrowej – rozwijanie edukacji w omawianym zakresie w 3 – 4 ośrodkach akademickich pozwoli na pozyskiwanie 80 – 100 absolwentów rocznie [8].

Kształcenie nauczycieli akademickich Oczywiście dla podtrzymania i rozszerzenia oferty edukacyjnej konieczne jest przygotowanie odpowiednio wykwalifikowanej kadry dydaktycznej. Proces ten w obecnej sytuacji Polski wymaga współpracy międzynarodowej. Poza bezpośrednimi kontaktami poszczególnych uczelni, podjęto w tym zakresie działania na poziomie krajowym. W roku 2009 uruchomiono pierwszy program szkoleniowy dla 20 nauczycieli akademickich organizowany przez francuską agencję AFNI (Agence France Nucléaire International) przy wsparciu firmy Areva, wymienianej jako jeden z potencjalnych dostawców technologii dla pierwszej polskiej elektrowni jądrowej i współfinansowany ze środków budżetu państwa.

Jego realizacja jednakże już napotkała na opóźnienia.

Oryginalnie cykl trzech szkoleń wyjazdowych zaplanowano tak, by zmieścił się w ramach roku akademickiego 2009/2010, jednak w chwili obecnej wydaje się to już nierealne. Powoduje to zrozumiałe trudności organizacyjne w macierzystych uczelniach oddelegowanych (i urlopowanych) pracowników [9].

Stworzenie spójnego programu kształcenia kadr dla instytucji i przedsiębiorstw związanych z energetyką jądrową jest uwzględnione jako działanie o charakterze ciągłym w przyjętym przez Radę Ministrów „Ramowym harmonogramie działań dla energetyki jądrowej”, jednak dokument ten nie podaje żadnej daty przyjęcia takiego programu. Ustalono jedynie horyzont czasowy opracowania „Programu polskiej energetyki jądrowej” – do końca roku 2010 [2].

Konkurencja ze strony pracodawców zagranicznych Podjęcie decyzji o wznowieniu programu energetyki jądrowej w Polsce zbiega się w czasie z podobnymi decyzjami podejmowanymi w innych krajach, także tych, w których energetyka jądrowa odgrywa już istotną rolę.

Państwa które w przeszłości zastopowały dalszy rozwój elektrowni jądrowych, obecnie coraz częściej podejmują decyzje o budowie nowych bloków – wśród nich można wymienić choćby Wielką Brytanię czy Stany Zjednoczone.

Równocześnie planowana jest wymiana pokoleniowa bloków np. w Rosji, a kraje rozwijające się – szczególnie Chiny – kontynuują dynamiczny rozwój tej gałęzi przemysłu.

Wszystkie te czynniki powodują wzrost zapotrzebowania na specjalistów z obszaru technik jądrowych na całym świecie – zarówno po stronie operatorów i inwestorów, jak i dostawców technologii reagujących na zwiększony popyt. Według danych zaprezentowanych podczas poświęconemu przemysłowi jądrowemu Francji seminarium w warszawskim Instytucie Techniki Cieplnej zaledwie

marzec 2010

dwie duże francuskie firmy – Areva i EdF – będą w ciągu najbliższych 5 – 7 lat potrzebowały około 2 tysięcy takich specjalistów [9]. Podobna sytuacja występuje także w innych krajach i na innych kontynentach. Przykładowo dane zaprezentowane podczas poświęconej trendom w kształceniu kadr dla energetyki jądrowej konferencji zorganizowanej przez Międzynarodową Agencję Energii Atomowej w maju 2009 r. pokazują, że w Korei do roku 2015 potrzebnych będzie ok. 10 tysięcy dodatkowych specjalistów. Do roku 2030 przyrost (względem roku 2010) sięgnie ponad 50 tysięcy [10]. Naukowcy amerykańscy cytowani przez prasę wspominają z kolei o konieczności zastąpienia niemal 20 tysięcy wykwalifikowanych inżynierów w okresie 2008 – 2012 [11].

Według szacunków American Physical Society jakikolwiek przyrost ilości bloków jądrowych w USA spowoduje problemy z zaspokojeniem potrzeb kadrowych, mimo rosnącego naboru na kierunki związane z technikami jądrowymi na amerykańskich uczelniach[12]. Tego rodzaju trendy obserwowane na całym świecie stwarzają istotne zagrożenie, że absolwenci polskich uczelni zostaną zatrudnieni przez firmy zagraniczne – i to niekoniecznie nawet poza granicami naszego kraju. Takiemu scenariuszowi sprzyja brak jasnych perspektyw zatrudnienia specjalistów w dziedzinie energetyki jądrowej w kraju – do tej pory plany rządowe są bardzo ogólnikowe, a nawet przyjęty harmonogram wspomina, że ostateczna decyzja w sprawie rozwoju energetyki jądrowej w Polsce zapadnie dopiero w końcu roku 2010 [2].

Drugim negatywnym skutkiem braku szczegółowych postanowień w tym zakresie jest niższe od oczekiwanego rzeczywiste zainteresowanie kandydatów studiami na specjalności „Energetyka jądrowa”. Niektórzy potencjalni kandydaci – po początkowym entuzjazmie wywołanym uruchomieniem specjalności w Politechnice Warszawskiej – wskazują na niepewność dotyczącą perspektyw zatrudnienia i wybierają inne specjalizacje.

Wnioski Wydaje się rzeczą oczywistą, że dla zapewnienia odpowiednio szybkiego przygotowania kadr dla programu rozwoju energetyki jądrowej w Polsce kluczowe jest przyjęcie spójnego krajowego planu dotyczącego tej dziedziny. Pozwoli on na ujednolicenie programów kształcenia oraz sensowny rozdział niezbędnych zadań pomiędzy uczelnie wyższe tak, by efektywnie wykorzystać ich możliwości i zasoby. Istotną rolę odegra też odpowiednie wsparcie materialne szkół wyższych tak, aby mogły one w bardzo krótkim czasie odtworzyć choćby bazę laboratoryjną. Należy przy tym pamiętać, że wszelkie działania wpływające na programy kształcenia mogą przynieść rezultat w najlepszym razie w ciągu dwóch lat od podjęcia stosownej decyzji. Niestety mimo bardzo napiętego harmonogramu, już dały się zaobserwować pewne opóźnienia.

Istotnym czynnikiem utrudniającym kształcenie kadr dla polskiej energetyki jądrowej są ogólne problemy odczuwane przez uczelnie techniczne, a związane

www.spektrumsep.eu

XXVII

z niedostatecznym poziomem przygotowania absolwentów szkół średnich. Zjawisko to wydaje się niestety pogłębiać i będzie ono rzutowało na umiejętności absolwentów wszystkich kierunków technicznych. Warto zauważyć przy tym, że w czasie programu budowy Elektrowni Jądrowej Żarnowiec części niezbędnych specjalistów niższego szczebla były w stanie dostarczyć odpowiednio wyspecjalizowane technika. Dzisiaj kształcenie specjalistyczne nie wydaje się możliwe na poziomie niższym niż studia I stopnia (inżynierskie), a w większości wypadków – II stopnia.

Mimo to wydaje się, że uczelnie polskie są w stanie podołać postawionemu przed nimi zadaniu od strony organizacyjnej. Kluczowe jednak będzie takie ukształtowanie polityki krajowej, by z jednej strony wysiłek poszczególnych jednostek akademickich uzupełniał się w sposób logiczny, a z drugiej – zapewnić jasne perspektywy zatrudnienia dla absolwentów nowo utworzonych kierunków, którzy już od zeszłego roku opuszczają mury uczelni.

LITERATURA [1] Polityka energetyczna Polski do 2030 roku – załącznik do uchwały nr 202/2009 Rady Ministrów z dn. 10 listopada 2009 [2] Ramowy harmonogram działań dla energetyki jądrowej – materiał informacyjny dla Rady Ministrów, Pełnomocnik Rządu do spraw Polskiej Energetyki Jądrowej, Warszawa, lipiec 2009 [3] Adamski J., Lewandowski J.: Kształcenie w zakresie nauk i technik jądrowych w Polsce. Materiały Sesji Seminaryjnej III Walnego Zjazdu PTN, Warszawa 1994

[4] Lewandowski J., Uzunow N., Duda M.: Kształcenie kadr w Polsce dla potrzeb energetyki jądrowej – stan aktualny i możliwości rozwoju. Konferencja „Energetyka jądrowa w Polsce. Szansa czy konieczność?”, Warszawa, październik 2008 [5] Domański R., Rajewski A., Uzunow N.: Self-evaluation of the Warsaw University of echnology in the field of education and training in nuclear power engineering. Politechnika Warszawska, grudzień 2009 [6] Domański R., Jackowski T.: Basic information about energy policy and „Nuclear” education in Poland.

IAEA Technical Meeting on the Status and Trends in Nuclear Education, Wiedeń, maj 2009 [7] Program specjalności ENERGETYKA JĄDROWA w ramach kierunku Energetyka. Wydział Mechaniczny Energetyki i Lotnictwa Politechniki Warszawskiej, listopad 2009 [8] Ciepiela D., Janusz Lewandowski (ITC): zdobycie kadry elektrowni jądrowej to nie problem. Serwis informacyjny Wirtualny Nowy Przemysł, 11 lutego 2010 [9] Uzunow N.: Przemysł jądrowy Francji. Seminarium Instytutu Techniki Cieplnej Politechniki Warszawskiej, Warszawa, styczeń 2010 [10] Kosilov A., Saidy M.: Draft report Status of and Good Practices in Nuclear Education. IAEA Technical Meeting on the Status and Trends in Nuclear Education, Wiedeń, maj 2009 [11] Demand for nuclear engineers rising [w:] Serwis internetowy United Press International, Inc., 26 sierpnia 2008 [12] Richtmyer R., Nuclear renewal spurs dem and for Engineers. Associated Press, 6 października 2008

Kontrola i zabezpieczenie materiałów jądrowych dr inż. Krzysztof Rzymkowski Stowarzyszenie Ekologów na Rzecz Energii Nuklearnej Przedstawiono zasady międzynarodowej kontroli materiałów jądrowych i ich zabezpieczeń fizycznych przed nieuprawnionymi działaniami. Wymieniono obowiązujące aktualnie traktaty międzynarodowe.

Słowa kluczowe: materiały jądrowe, kontrola i zabezpieczenie, traktaty międzynarodowe

Control and protection of nuclear materials Presented are principles of international control of nuclear materials and their physical protection against unauthorized activities. Specified are the at present being in force international treaties.

Keywords: nuclear materials, control and protection, international treaties

Użycie w czasie II wojny światowej materiałów jądrowych o ogromnej sile niszczącej zwróciło uwagę społeczności międzynarodowej na konieczność specjalnej ochrony tych materiałów przed ich niekontrolowanym rozprzestrzenianiem i wykorzystaniem w celach militarnych lub przestępczych. Spowodowało to powołanie

XXVIII

międzynarodowej organizacji (MAEA), której zadaniem jest ułatwianie wymiany informacji naukowej, prowadzenia i rozwijania badań nad pokojowym zastosowaniem energii jądrowej oraz opracowywanie standardów bezpieczeństwa. W aktualnej sytuacji geopolitycznej, szczególnie po wydarzeniach z 11 września 2001 roku zwią-

zanych z atakiem terrorystycznym na World Trade Center, potwierdziła się konieczność dokładniejszej kontroli i ochrony materiałów jądrowych, m.in. po to, by zminimalizować możliwość dokonania podobnego zamachu na obiekty, w których są one używane.

Celem zamachu terrorystycznego może być (oprócz n.p. dezorganizacji sieci energetycznej kraju lub regionu poprzez zamach na elektrownie jądrowe) chęć wywołania wybuchu jądrowego lub skażenia środowiska (w większości przypadków o zasięgu lokalnym) lub budowa broni jądrowej z uzyskanego nielegalnie materiału.

Należy podkreślić, że odpowiedzialność za bezpieczeństwo korzystania z materiałów jądrowych odpowiada państwo, na którego terenie się znajdują. Podpisane traktaty nakładają ma kraje określone obowiązki, jak np. konieczność prowadzenia ewidencji materiałów jądrowych zawierającej informacje o jego rodzaju, ilości i miejscu składowania. Szczegółowe rozwiązania realizujące te zobowiązania leżą w gestii państwa.

Cele systemów kontroli i zabezpieczeń Podstawowym celem prowadzonych obecnie prac jest zbudowanie takich systemów kontroli zabezpieczeń materiałów jądrowych, które poprzez długoterminowe działania kontrolne uniemożliwiłby m.in. zamachowcom zebranie wystarczającej ilości materiałów do konstrukcji jądrowych urządzeń wybuchowych. System kontroli i ochrony fizycznej materiałów jądrowych obejmuje m. in. zespół procedur określających działanie ludzi (personelu), oraz plany rozmieszczenia różnego rodzaju zapór we wrażliwych miejscach obiektu.

Zasadniczym zadaniem systemu kontroli materiałów jądrowych i ochrony fizycznej jest: – powstrzymywanie ewentualnych zamachowców przed próbami nielegalnego uzyskania materiałów jądrowych; jest to realizowane poprzez wprowadzenie zapór fizycznych powodujących, że obiekt jądrowy przestaje być łatwym celem zamachu.

– wykrywanie nieuprawnionych działań; polega to na wprowadzeniu kompleksowego systemu czujników, straży obiektu, procedur dostępu do materiału jądrowego i kontroli jego ilości.

– oszacowanie ewentualnego zagrożenia zniszczenia obiektu, użycia zdobytego materiału w innym rejonie, ewentualnego skażenia i jego usunięcia.

– wprowadzenie barier opóźniających dostęp do materiałów jądrowych (płoty, kodowane zamki, ściany, zabezpieczenia otworów w budynkach (wentylacyjnych, okiennych, dachowych).

– uniemożliwienie wykorzystania przez zamachowców zdobytego materiału jądrowego.

Wszystkie te elementy muszą być uwzględnione przez państwo, na terenie którego znajduje się obiekt jądrowy ze szczególnym zapewnieniem współpracy różnych służb specjalnych.

Wymaga to stałego unowocześniania i ulepszania krajowych systemów kontroli materiałów jądrowych (system zabezpieczeń) i ochrony fizycznej, zwiększenia

marzec 2010

efektywności i sprawności kontroli materiałów jądrowych i radioaktywnych, ulepszenia i modernizowania krajowych regulacji prawnych oraz ściślejszego ich powiązania z systemami międzynarodowymi, w szczególności w zakresie procedur powiadamiania o kradzieży czy akcie sabotażu, wzmocnienia systemów kontroli handlu materiałami jądrowymi w celu eliminacji ich nielegalnego obrotu i przemytu

Współpraca międzynarodowa Współpraca międzynarodowa dotyczy dwóch dziedzin.

Kontrola materiałów jądrowych W celu zapobiegania nielegalnego zdobywania materiałów jądrowych wprowadzane są, przy współpracy międzynarodowej, systemy wykrywania nieuprawnionych działań obrotu tymi materiałami oraz systemy ochrony fizycznej obiektów jądrowych. Ważna rola w tym zakresie przypada MAEA. Zabezpieczenia fizyczne obiektów jądrowych Prace nad międzynarodową konwencją o ochronie fizycznej materiałów jądrowych rozpoczęto w 1972 r. Została ona wprowadzona w życie w 1987 r. Konwencja narzuca m.in. kategoryzację materiałów jądrowych, ich transport, określa środki przeciwdziałające przemytowi i bezprawnemu handlowi materiałami jądrowymi. Od momentu jej powstania do chwili obecnej wprowadzono szereg zmian uwzględniających pojawienie się nowych technologii. Obecnie obowiązująca redakcja dokumentu INFCIRC/225 została zatwierdzona w 1998 r. Wprowadzenie przez państwo zaleceń opisanych w dokumencie jest dobrowolne i w niczym nie narusza jego suwerenności. Dokument zaleca nawet dostosowanie zaleceń do warunków lokalnych uwzględniających specyfikę chronionych obiektów i systemów zabezpieczeń już działających w danym państwie.

Kontrola Materiałów Jądrowych – Międzynarodowy System Zabezpieczeń Idea powołania międzynarodowej organizacji ułatwiającej prowadzenie i rozwijanie badań nad praktycznym i pokojowym zastosowaniem energii jądrowej, opracowującej standardy bezpieczeństwa, została po raz pierwszy przedstawiona na forum Zgromadzenia Ogólnego ONZ w grudniu 1953 roku przez prezydenta Stanów Zjednoczonych D. Eisenhowera i zaaprobowana przez 81 państw w 1956 r.

W czerwcu 1957 roku utworzono Międzynarodową Agencję Energii Atomowej (MAEA, IAEA) z siedzibą w Wiedniu stanowiącą jedną z licznych agend ONZ. Międzynarodowa sytuacja polityczna (zaostrzona kryzysem kubańskim w 1965 roku) spowodowała konieczność podjęcia różnych działań umożliwiających międzynarodową kontrolę zbrojeń ze szczególnym uwzględnieniem ograniczenia rozprzestrzeniania broni jądrowej.

W 1968 roku podpisano Traktatu o Nierozprzestrzenianiu Broni Jądrowej (NPT – Non Proliferation Treaty) i powołano w ramach MAEA specjalistyczną służbę

www.spektrumsep.eu

XXIX

– Departament Zabezpieczeń (Departament of Safeguards), której zasadniczym zadaniem jest kontrola wypełniania warunków traktatu NPT przez państwa sygnatariuszy, polegająca na niezależnej weryfikacji deklaracji państwa o materiałach jądrowych i działaniach związanych z wykorzystaniem energii jądrowej. Celem systemu zabezpieczeń jest sprawdzenie, czy deklarowana działalność i ilość materiałów odpowiadają rzeczywistości. Kontrola obejmuje przede wszystkim materiały, które mogą być użyte do budowy jądrowych materiałów wybuchowych.

Obecnie układ NPT obowiązuje w 166 państwach, a w 73 z pośród nich obowiązuje również Protokół Dodatkowy. W Polsce NPT obowiązuje od 1972, a Protokół Dodatkowy od 2000 roku. Około 10 państw jest przygotowanych do pełnego przyjęcia NPT. Państwa-członkowie mogą zawierać z MAEA jeden z trzech rodzajów umów: – o zabezpieczeniach wszechstronnych, – o zabezpieczeniach ograniczonych, – o zabezpieczeniach dobrowolnych.

Umowa o zabezpieczeniach wszechstronnych Jest to najczęściej zawierany rodzaj umowy obejmujący kontrolą pełnię działań państwa w zakresie energii jądrowej, ze szczególnym uwzględnieniem wszystkich materiałów rozszczepialnych na terytorium państwa i terytoriach znajdujących się pod jego jurysdykcją, z możliwością pełnego kontrolowania, czy materiały te nie zostały przesunięte z zastosowań pokojowych do wytwarzania broni jądrowej w dowolnej postaci (MAEA INFCIRIC/153).

W niektórych rejonach świata oprócz tego porozumienia z MAEA (NPT) istnieją następujące regionalne umowy dwustronne lub wielostronne: 1) Traktat o zakazie budowy broni jądrowej w Ameryce Łacińskiej, Karaibach (Tlateloco-Treaty) uzgodniony 14 lutego 1967 r. i obowiązujący, od 1969, który do roku 2001 podpisało 38 państw.

2) Traktat o strefie bezatomowej w południowym rejonie Oceanu Spokojnego (Rarotonga Treaty) obowiązujący od 1986, który do roku 2001 podpisało 16 państw.

3) Traktat o strefie bezatomowej w Azji południowowschodniej (Bangkok Treaty) obowiązujący od 1997 roku, który do roku 2001 podpisało 9 państw.

4) Traktat o strefie bezatomowej w Afryce (Pelin-daba Treaty), obowiązujący od 2001 i podpisany przez 13 państw.

5) Umowa pomiędzy Republikami Argentyny i Brazylii o pokojowym wykorzystaniu energii jądrowej (Guadalajara Declaration), obowiązująca od 1991 roku.

6) Traktat ustanawiający Europejską Wspólnotę Energii Atomowej (EURATOM Treaty), obowiązujący od 1958 roku w 15 państwach.

W 1992 roku ustalono, że umowa o zabezpieczeniach wszechstronnych powinna obejmować wszystkie materiały jądrowe (nie tylko rozszczepialne) znajdujące się w posiadaniu państwa. Postanowiono rozszerzyć uprawnienia MAEA o mechanizmy umożliwiające wykrywanie

XXX

ewentualnych ukrytych (nie deklarowanych) działań i materiałów jądrowych – dotychczas MAEA uprawnienia MAEA w tym względzie były ograniczone. W tym celu opracowano i zatwierdzono tzw. Protokół Dodatkowy (Additional Protocol) zapewniający MAEA pełną możliwość niezależnej weryfikacji materiałów jądrowych oraz kontroli prowadzonych działań.

Wiele krajów, które podpisały układ o zabezpieczeniach wszechstronnych jest w posiadaniu ilości materiałów jądrowych nie pozwalających na konstrukcję broni jądrowej (lub też w rozumieniu NPT nie posiada ich wcale), oraz nie prowadzi żadnych znaczących działań w zakresie energii jądrowej. W takich przypadkach zawierana jest specjalna, bardziej szczegółowa tzw. umowa o małych ilościach (Small Quantities Protocol – SQP), wprowadzona po raz pierwszy w 1971 roku.

W 2005 roku postanowiono, że w celu wzmocnienia zabezpieczeń SQP powinna po modyfikacji stać się integralną częścią układu o zabezpieczeniach wszechstronnych.

Umowa o zabezpieczeniach W niektórych krajach zabezpieczenia MAEA są stosowane tylko do materiałów jądrowych lub działań w zakresie energii jądrowej wymienionych w umowie (MAEA INFCIRC/66). Działania MAEA sprowadzają się do kontroli, czy wymienione w układzie elementy techniki jądrowej nie służą do wytwarzania broni jądrowej. Krajem takim są np.: Indie.

Umowa o zabezpieczeniach dobrowolnych Układ o nierozprzestrzenianiu broni jądrowej nie dotyczy państw posiadających taką broń w czasie tworzenia systemu zabezpieczeń, tj. Stanów Zjednoczonych, Wielkiej Brytanii, Francji, ZSRR (obecnie Rosji), Chin (ChRL).

Mogą one jednakże zgłosić dobrowolnie materiały jądrowe lub obiekty jądrowe do kontroli przez MAEA na warunkach ogólnego NPT. MAEA ma prawo wyboru obiektu lub obiektów, spośród zgłoszonych, w których będzie kontrolować stosowanie postanowień układu NPT. Umowy Dobrowolne (Voluntary Offer Agrement – VOA) przewidują, że państwo może ze względów bezpieczeństwa wycofać zgłoszone materiały i obiekty spod kontroli MAEA. Jednakże pewne działania np.: transfer materiałów jądrowych (głównie paliwa do elektrowni) do innych państw pozostają objęte kontrolą.

Ewolucja systemu zabezpieczeń Mimo, że podstawowy cel systemu zabezpieczeń (tj. weryfikacja czy materiały jądrowe oraz działania w zakresie energii jądrowej w obiektach jądrowych, jak i w innych obiektach posiadających materiały jądrowe są wykorzystywane tylko do celów pokojowych) od początku jego powstania jest niezmienny, to zakres i metody tej weryfikacji są stale udoskonalane. Początkowo system zabezpieczeń ograniczał się do sprawdzenia poprawności deklaracji przedstawionej przez władze państwowe ze stanem faktycznym w poszczególnych obiektach.

Istotne luki systemu ujawniły się w czasie kryzysu irackiego w 1991 r. Kryzys ten wskazał na konieczność

przede wszystkim wzmocnienia i rozciągnięcia systemu na cały kraj poprzez rozszerzenie zakresu inspekcji i wprowadzenie pełnej ich analizy na podstawie informacji uzyskiwanych z różnych źródeł tak, aby umożliwić wykrywanie działań nie deklarowanych. Zmiany wprowadzano etapami.

W latach 1991 – 1993 postanowiono wprowadzić obowiązkowe sprawdzanie informacji na temat konstrukcji obiektów jądrowych (Design Information) poczynając od etapu projektowego do zakończenia budowy i oczywiście dalszego okresowego sprawdzania wszystkich zmian wprowadzanych do konstrukcji, łącznie z ewentualną likwidacją obiektu. Inną nowością była możliwość dobrowolnego zgłoszenia obiektów do kontroli (Voluntary Measures).

W roku 1995 wprowadzono szereg bardzo istotnych modyfikacji systemu zabezpieczeń wynikających częściowo z dynamicznego postępu technologicznego. Między innymi przetestowano i zatwierdzono do stosowania system zbierania próbek środowiskowych – polegający na zbieraniu śladowych próbek (np. drobin kurzu) materiałów z dowolnych miejsc wybranych przez MAEA i poddaniu ich analizie w specjalistycznym laboratorium.

Metoda ta umożliwia wykrywanie z ogromną dokładnością obecności materiałów jądrowych w wybranym miejscu obiektu jądrowego (nawet po ich usunięciu z danego miejsca) co pozwala na odtworzenie historii ich używania.

Inną nowością było wprowadzenie zdalnego monitoringu (systemu obserwacyjno-rejestrującego) pracującego w sposób ciągły z możliwością jednoczesnej transmisji rejestrowanych obrazów poprzez łącza satelitarne do siedziby MAEA oraz do jej biur regionalnych.

Wprowadzono na szeroką skalę nowy rodzaj inspekcji tzw. „nieplanowanych“, zapowiadanych w czasie trwania inspekcji rutynowej, na podobnej zasadzie jak niezapowiadane inspekcje o ograniczonej częstotliwości stosowane tylko w niektórych wysoko zaawansowanych technologicznie obiektach.

Bardzo istotnym elementem wzmocnienia efektywności i skuteczności systemu zabezpieczeń było wprowadzenie wielu ułatwień proceduralnych umożliwiających szybką wymianę informacji pomiędzy regionalnymi biurami MAEA, a inspektoratami krajowymi.

Rozszerzono również zakres deklaracji składanych przez państwo, powołano nowy dział zbierający i analizujący informacje pochodzące z różnych źródeł (prasa, publikacje naukowe, patenty, zdjęcia satelitarne, itp.).

Umożliwiono MAEA w 1997 roku dostęp do krajowych systemów cyklu paliwowego (od kopalń rud uranowych do przerobu odpadów), a nawet do obiektów związanych z techniką jądrową, w których nie ma materiałów jądrowych.

Wprowadzono rozszerzenie inspekcji rutynowych umożliwiające na żądanie MAEA natychmiastowy dostęp do dowolnego miejsca kontrolowanego obiektu bez jego wcześniejszego uprzedzenia. Do celów inspekcyjnych mogą być używane elementy systemu zabezpieczeń fizycznych np. zapisy systemów obserwacyjno rejestrujących.

marzec 2010

MAEA jest wspomagana przez krajowe inspektoraty prowadzące wewnątrzpaństwową kontrolę i ewidencję wszystkich materiałów jądrowych i radioaktywnych. Inspekcjom MAEA zawsze towarzyszą inspekcje krajowe, które z kolei bywają również prowadzone niezależnie. Na terenie Europy inspekcje prowadzone są w ramach Traktatu EUROATOM i podobnie jak krajowe są prowadzone niezależnie od lub wspólnie z MAEA.

Departament Zabezpieczeń Do wypełnienia powyższych zadań powołano w MAEA rozbudowany departament zabezpieczeń. Trzy działy departamentu (A, B i C) są działami operacyjnymi zajmującymi się zbieraniem informacji inspekcyjnych w wyznaczonym rejonie: A – Daleki Wschód, B – Afryka, Bliski Wschód, Ameryka, C – Europa. Departamentowi podlegają biura regionalne w Kanadzie i Japonii.

Pracę tych działów wspomagają: dział techniczny (zapewniający pełną pomoc techniczną począwszy od zakupu, testowania, instalacji, konserwacji i demontażu urządzeń pomiarowych), dział informatyki, dział planowania i analiz, laboratoria analityczne i pomiarowe w Seibersdorf. Częste zmiany mające na celu udoskonalenie systemu powodują, że przy niezmienionym zatrudnieniu stale powiększa się zakres obowiązków poszczególnych działów

Inspekcje Najważniejszym źródłem uzyskiwania informacji przez MAEA o materiałach jądrowych i związaną z nimi działalnością są inspekcje.

Przewidziano kilka rodzajów inspekcji. ● Inspekcja początkowa – polegająca na wstępnym sprawdzeniu informacji o konstrukcji obiektu po zadeklarowaniu jej przez państwo o włączeniu do systemu zabezpieczeń. ● Inspekcja rutynowa – polegająca na weryfikacji deklaracji państwa odnośnie materiałów jądrowych i związanych z nimi działań. ● Inspekcja niezapowiadana – inspekcja rutynowa w wybranym przez MAEA obiekcie, ale zgłoszona dopiero po przyjeździe inspektora do danego państwa. ● Inspekcja natychmiastowa – przeprowadzana na żądanie MAEA i zgłoszona bez wcześniejszego uprzedzenia. Ważny jest czas liczony od chwili zgłoszenia do chwili wejścia inspektora do żądanego obszaru (lub obiektu) inspekcji. Ten rodzaj inspekcji jest coraz częściej stosowany w Systemie Integralnych Zabezpieczeń. ● Inspekcja jednoczesna – przeprowadzana jednocześnie w obiektach o podobnym charakterze używających identycznych lub podobnych materiałów jądrowych w celu uniemożliwienia np. wzajemnego pożyczania. ● Inspekcja ciągła – polegająca na stałej obecności i kontrolowaniu przeprowadzanych procesów przez inspektora, najczęściej w obiektach o pracy ciągłej.

www.spektrumsep.eu

XXXI

Inspekcja specjalna – przeprowadzana w przypadku, gdy konieczne jest uzupełnienie inspekcji rutynowej w celu uzyskania dodatkowych informacji. ● Inspekcja – wizyta – polega na obecności inspektorów MAEA w obiekcie w celu innym niż weryfikacja, a wynikającym z umów – n.p. spowodowana dyskusją na temat konstrukcji obiektu, wprowadzenia nowych technik systemu zabezpieczeń lub ich zmian.

W niektórych obiektach, np. wzbogacania uranu do pewnych rejonów konieczne jest specjalne żądanie dostępu. Są to tzw. inspekcje niezapowiadane o ograniczonej częstotliwości (LFUA – Limited Frequency Unannouced Inspection). ●

Miary Systemu Zabezpieczeń System zabezpieczeń wprowadza dwie kategorie materiałów jądrowych : – materiały I kategorii to materiały, które mogą być użyte bezpośrednio do budowy broni jądrowej, – materiały II kategorii, których ewentualne wykorzystanie do budowy broni jądrowe wymaga skomplikowanego technologicznie przetworzenia.

Materiał potrzebny do wytworzenia jądrowego urządzenia wybuchowego, przy obecnie stosowanych technologiach, musi być w postaci metalicznej.

Proces technologiczny konwersji materiału jądrowego jest bardzo złożony i wymaga skomplikowanego oprzyrządowania. Przy bardzo znacznych możliwościach finansowych organizacji terrorystycznych istnieje real-na groźba próby realizacji różnych przewidywanych scenariuszy, łącznie z próbą budowy własnej broni jądrowej przy wykorzystaniu wysokiej klasy specjalistów i istniejących laboratoriów. Podstawowym problemem pozostaje zdobycie materiału jądrowego.

Jednym z potencjalnych, łatwiej dostępnych, źródeł materiałów jądrowych są małe kraje posiadające laboratoria lub elektrownie jądrowe. Innym potencjalnym źródłem są magazyny zdemontowanych głowic jądrowych.

Miary Weryfikacji Materiałów Jądrowych System Miar Weryfikacji Materiałów Jądrowych wprowadzono w celu kontroli materiałów. Wyróżnia się następujące miary: – znacząca ilość materiału jądrowego (Significant quantity – SQ) – ilość materiału jądrowego, dla której nie można wykluczyć możliwości budowy broni jądrowej, – intensywność konwersji (Diversion rate) – ilość materiału jądrowego przesuwanego z zastosowań pokojowych do militarnych w czasie pomiędzy dwoma kolejnymi inwentaryzacjami, – czas wykrycia konwersji (Detection time) – maksymalny czas jaki może upłynąć od chwili dokonania konwersji (ukrycia) materiału do momentu wykrycia, – czas przetworzenia (Conversion time) – czas konieczny do przemiany materiału jądrowego do postaci umożliwiającej budowę broni jądrowej

XXXII

Poniżej zamieszczono przykładowe miary.

Tabela 1 Znaczące ilości materiału jądrowego (Significant Quantity – SQ)

HEU - (High Enriched Uranium) uran wysoko wzbogacony, LEU -(Low Enriched Uranium) uran nisko wzbogacony, NU-( Natural Uranium) uran naturalny, Du - (Depleted Uranuim) uran zubożony.

Tabela 2 Czas przetworzenia (Conversion Time)

Obecnie układ NPT obowiązuje w 166 państwach, a w 73 spośród nich obowiązuje również Protokół Dodatkowy. W Polsce NPT obowiązuje od 1972, a Protokół Dodatkowy od 2000 roku. Około 10 państw jest przygotowanych do pełnego przyjęcia NPT.

Kontrola Materiałów Jądrowych – System Zabezpieczeń Fizycznych Zdynamizowanie prac nad zapobieganiem możliwego narażenia obiektów jądrowych na zamachy terrorystyczne spowodowało konieczność powtórnego przeanalizowania stanu bezpieczeństwa ośrodków jądrowych i przeprowadzenie nowych symulacji komputerowych przewidywanych awarii wywołanych atakiem terrorystycznym. Ochrona fizyczna obiektów jądrowych stanowi jeden z ważniejszych elementów pozwalających na pośrednią kontrolę materiałów jądrowych.

Zwrócono szczególną uwagę na: – zabezpieczenia reaktorów energetycznych i doświadczalnych, z uwzględnieniem możliwości ataku na ich wrażliwe elementy, głównie zabezpieczenia fizyczne budynku reaktora, obiegów systemu chłodzenia, basenów wypalonego paliwa oraz na zabezpieczenia przed możliwością sabotażu wewnętrznego np. opanowanie sterowni reaktora, – możliwość kradzieży wypalonego lub świeżego paliwa z obiektu lub w czasie transportu, – nieuprawnione zbieranie niewielkich ilości materiału jądrowego lub radioaktywnego w długim okresie, – możliwość bezpośredniej kradzieży broni jądrowej z baz wojskowych, łodzi podwodnych, samolotów, magazynów głowic.

Obiektami jądrowymi są obiekty (budynki wraz z wyposażeniem), w których są produkowane, przetwarzane, wykorzystywane, przemieszczane, przechowywane lub likwidowane materiały radioaktywne.

Na zamachy, których celem jest bezprawne uzyskanie materiałów jądrowych, narażone są przede wszystkim te obiekty, w których znajdują się materiały jądrowe atrakcyjne dla celów terrorystycznych. Zagrożenia te dotyczą przede wszystkim reaktorów energetycznych i doświadczalnych, laboratoriów wykorzystujących materiały radioaktywne, zakładów produkcji i przerobu paliwa, magazynów wypalonego paliwa.

Należy podkreślić, że materiały do budowy broni jądrowej mogą być zbierane przez dłuższy czas i ich ubytki mogą być niezauważalne.

Kradzież materiału jądrowego lub innych materiałów radioaktywnych może mieć na celu wykorzystanie go jako materiału promieniotwórczego do skażenia wybranego terytorium poprzez np. spowodowanie eksplozji materiału znajdującego się w rdzeniu, transportowanego oficjalnie lub kradzionego, przy pomocy konwencjonalnych środków wybuchowych.

System ochrony fizycznej obiektów jądrowych Systemy ochrony fizycznej obiektów i materiałów jądrowych opracowywane są indywidualnie dla każdego obiektu. Za jego opracowanie wprowadzenie i poprawne funkcjonowanie odpowiedzialne są władze państwowe w ramach swojego prawa krajowego, zgodnie z prawem międzynarodowym. Pomiędzy państwami powinna być wza-

jemna wszechstronna współpraca. Efektywność systemu ochrony w jednym państwie jest uzależniona od działań innego państwa np. przy transporcie materiałów jądrowych przez wspólną granicę lub transporcie tranzytowym.

Przy opracowywaniu zaleceń dla systemu ochrony obiektów jądrowych należy uwzględnić stopień atrakcyjności postaci materiału jądrowego dla potencjalnych zamachów terrorystycznych oraz naturalne właściwości materiału umożliwiające sabotaż lub kradzież. Dlatego też wymagania dotyczące fizycznej ochrony obiektów jądrowych muszą przede wszystkim uwzględniać rodzaj (kategorię) materiału jądrowego w obiektach, jego lokalizację (tzn. czy jest on aktualnie używany, magazynowany, transportowany), jak i zabezpieczenie dróg transportu materiału. System zabezpieczeń fizycznych powinien stanowić kombinację: – urządzeń stanowiących rozbudowane systemy jądrowej aparatury kontrolnej, systemy obserwacji obiektu, zamykania zagrożonych lub atakowanych stref obiektu, systemy alarmowe, – zespołu procedur – włączając w to organizację i obowiązki służb ochraniających obiekt, plany obiektu uwzględniające przeprowadzenie natychmiastowej akcji obronnej, obowiązkowych ćwiczeń treningowych, oraz – działań usuwających skutki zamachu, np. usuwanie przeszkód uniemożliwiających dotarcie do zagrożonej strefy, naprawa uszkodzeń i uruchomienie systemów kontrolnych, usuwanie skażeń radioaktywnych.

Dla celów ochrony fizycznej materiałów jądrowych wprowadzono jego kategoryzację różnicując poziom zabezpieczeń (tab. 3).

Tabela 3

marzec 2010

www.spektrumsep.eu

XXXIII

Powyższa kategoryzacja ma na celu ułatwienie wyboru obiektów wykorzystujących materiały jądrowe do szczególnej ochrony i wynika z potencjalnej atrakcyjności używanych w nich materiałów dla celów terrorystycznych. Kategoryzacja ułatwia również kontrolę materiałów jądrowych w obiekcie określając ich położenie, sposób składowania, ilość itp.

W celu bardziej racjonalnego wykorzystania systemu zabezpieczeń fizycznych materiały jądrowe mogą być przesuwane do innych kategorii jeżeli zachodzące w nich zmiany powodują np. zmiany poziomu promieniowania, składu izotopowego, postaci (metalicznej, związku chemicznego, roztworu, mieszaniny). Różne kategorie materiałów są przechowywane w obszarach wymagające różnych stopni ochrony i nie ma potrzeby stosowania wszędzie jednakowych standardów.

Dostęp do obszarów chronionych powinien być ograniczony tylko dla wybranego i sprawdzonego personelu.

Systemy ochrony powinny posiadać również mechanizmy uwzględniające ochronę materiału jądrowego w przypadku sytuacji awaryjnych np. pożarów, trzęsień ziemi, powodzi, huraganów.

Zalecenia dla systemu ochrony kategorii I materiałów Zalecenia te odnoszą się przede wszystkim do jądrowych zakładów przemysłowych np. zakładów przerobu paliwa, zakładów produkcji zestawów paliwowych, reaktorów energetycznych.

Materiał jądrowy kategorii I może być tylko używany i przechowywany w specjalnie wydzielonym obszarze całego chronionego obiektu jądrowego np. w budynku, którego konstrukcja (ściany, podłogi, sufity) utrudni ich zburzenie.

Budynek reaktora stanowi jeden z najbardziej wrażliwych elementów elektrowni jądrowej ponieważ znajdują się w nim wszystkie istotne elementy konieczne do niezawodnej pracy. Nowe budynki, w którym umieszczony jest rdzeń reaktora, stanowią konstrukcję składającą się z podwójnych (prawie metrowych) ścian, wykonanych ze zbrojonego, wzmocnionego betonu (między ścianami jest wolna przestrzeń o szerokości około 2 m, stale monitorowana), dodatkowo wzmocnionych kilkucentymetrową ścianą stalową. Konstrukcja tej ściany przypomina konstrukcję okrętu. Wewnątrz budynku w stalowej i również kilkumetrowej zbrojonej betonowej obudowie umie-szczony jest rdzeń reaktora. Przeprowadzone symulacje wykazały, że do zniszczenia takiej konstrukcji z zewnątrz potrzebny byłby wybuch jądrowy o znacznej sile. Konstrukcja budynku reaktora powinna wytrzymywać wysoką temperaturę i wysokie ciśnienie uwolnionych gazów i aerozoli przez kilka godzin, dni a nawet tygodni. Pozwala to, usuwać stopniowo skutki awarii.

Przewidywana jest również możliwość wieloletniego wyłączenia budynku z użytkowania przy zapewnieniu jego chłodzenia. Zatem by atak terrorystyczny był skuteczny należałoby spowodować awarię urządzeń wewnątrz budynku reaktora i poważnie uszkodzić sam budynek.

XXXIV

Budynek powinien być również otoczony specjalnym ogrodzeniem oświetlanym w nocy. Obszar wokół budynku, jak również jego pomieszczenia muszą znajdować się pod stałą obserwacją urządzeń obserwacyjno – rejestrujących, kontrolowanych jednocześnie i w sposób ciągły przez dwie osoby. Podobnie powinny być obserwowane wszystkie pomieszczenia wewnętrzne, w których używane są materiały jądrowe, a nawet obszary niewykorzystywane bezpośrednio do pracy z materiałami jądrowymi (np. przestrzeń między ścianami budynku reaktora). System ten wspomaga również systemy kontroli położenia materiałów jądrowych. Wszystkie systemy alarmowe muszą być wyposażone w niezależne zasilanie awaryjne. Ilość wejść do chronionego obszaru musi być ograniczona do niezbędnego minimum. Zwykle jest jedno wejście i dodatkowo jedno wyjście ewakuacyjne na wypadek awarii.

Dostęp do materiałów jądrowych w wydzielonym obszarze powinien być ograniczony do szczególnie zaufanego personelu. Wszystkie osoby na terenie strzeżonego obiektu w szczególności w obszarze wydzielonym muszą posiadać identyfikatory, a czasem specjalnie oznakowany ubiór ochronny. Przejście z jednej strefy do drugiej jest kontrolowane. Wszelkie wejścia i wyjścia są monitorowane i rejestrowane przez systemy identyfikacji osób (przez komputerową identyfikację odcisków palców czy rysów twarzy) oraz kontroli wnoszonych i wynoszonych przedmiotów. W niektórych przejściach powinny być również stosowane detektory promieniowania wraz z odpowiednimi rejestratorami. Zalecenia te dotyczą również okresu inspekcji.

Wszelkie przesunięcia materiału jądrowego również muszą być obserwowane i rejestrowane przez zestawy przyrządów nie tylko obserwacyjnych, ale i przez detektory promieniowania, detektory ruchu, oraz operatora zapisującego poszczególne fazy prowadzonych prac.

Materiał jądrowy musi być magazynowany w obszarze wydzielonym. Przy przenoszeniu materiału z jednego budynku obiektu w tym obszarze do drugiego obowiązują te same zalecenia jak przy transporcie międzynarodowym. Szczególnie chronionymipomieszczeniami wewnątrz budynku są magazyny materiałów jądrowych, do których dostęp jest dodatkowo utrudniony i kontrolowany przez patrole.

Drogi dojazdowe, (ograniczone do głównej i awaryjnej) muszą być chronione zespołem zapór fizycznych oraz stale monitorowane.

Na terenie całego wydzielonego obszaru muszą być rozmieszczone detektory promieniowania, detektory ruchu i inne detektory uruchamiające centralny system alarmowy obiektu. Alarmy powinny być dźwiękowe i świetlne, przy czym kolor oraz natężenie dźwięku powinny informować o stopniu i rodzaju zagrożenia.

Wszelka łączność pomiędzy służbami ochronnymi obiektu musi być dublowana.

Działanie całości systemu musi być kontrolowane co najmniej raz w roku.

Ze względu na niski poziom promieniowania i niewielką ilość materiału jądrowego zalecenia dla systemu ochrony materiałów jądrowych kategorii III są najłagodniejsze. Odnoszą się głównie do ośrodków badawczych nie posiadających reaktorów doświadczalnych. Materiały te są najmniej atrakcyjne dla celów terrorystycznych. Materiał jądrowy III kategorii może być używany i magazynowany w obszarze, do którego dostęp jest ograniczony i kontrolowany. Przenoszenie materiału powinno być przeprowadzane z zachowaniem środków ostrożności wymaganych dla materiałów promieniotwórczych, z uwzględnieniem ich ochrony fizycznej. Oczywiście powinna być prowadzona ewidencja materiałów oraz przygotowane procedury na wypadek kradzieży lub lokalnych skażeń terenu. Za bezpieczeństwo materiałów jądrowych kategorii III odpowiada służba ochrony obiektu.

Duża ilość doświadczalnych wybuchów jądrowych (około 200, licząc od detonacji pierwszej próbnej bomby jądrowej16 lipca 1945 r. w Stanach Zjednoczonych, do detonacji przeprowadzonej 29 lipca 1996 r. w Chinach) spowodowała wyraźne zwiększenie zagrożeń skażeniem substancjami promieniotwórczymi w niektórych rejonach świata i zmobilizowała opinię publiczną do żądania wprowadzenia ograniczeń prób jądrowych.

Pierwsze ograniczenia dotyczące wybuchów powietrznych wprowadzono w 1963 roku. Próby podziemne rozpoczęte w 1951 r. były prowadzane do roku 1996, tzn. do chwili podpisania Traktatu o Całkowitym Zakazie Prób Jądrowych. Traktat ten powołał jednocześnie międzynarodową organizację pod patronatem ONZ CTBTO z siedzibą w Wiedniu. Zadaniem CTBTO jest kontrola wypełniania warunków Traktatu. Traktat podpisało początkowo 177 państw. W chwili obecnej traktat obejmuje 180 państw sygnatariuszy, z czego ratyfikowany został w 148 państwach.

By Traktat mógł zacząć obowiązywać konieczna jest jednak ratyfikacja przez wszystkich jego uczestników. Polska ratyfikowała Traktat w maju 1999 roku.

W celu realizacji kontroli warunków Traktatu CTBTO organizuje Międzynarodowy System Monitorowania (International Monitoring System – IMS), tworzący sieć 321 stacji pomiarowych i 16 laboratoriów rozmieszczonych po całym świecie w taki sposób, aby pokryły cały obszar, w którym mogły by być przeprowadzane próby. Rozmieszczenie punktów pomiarowych zostało uzgodnione i zapisane w Aneksie do Traktatu. Część stacji jest trudno dostępna i w związku z tym sterowana zdalnie. W systemie wykorzystywane są najnowsze technologie, a stacje pomiarowe są stale modernizowane.

Stacje monitorowania, z których dane przekazywane są bezpośrednio do centrali w Wiedniu stanowią sieć pierwotną (obecnie 50). Do systemu monitorowania należą także stacje krajowe (obecnie 120), zbierające dane przechowywane w systemach krajowych i udostępniane na żądanie centrali. System posiada stacje zbierające dane sejsmiczne (170), hydroakustyczne (11), infradźwiękowe (60) oraz stacje wykrywania radionuklidów (80).

W przypadku podejrzenia, że nastąpiła detonacja materiału jądrowego, w określonym terenie organizowana jest międzynarodowa specjalna inspekcja składająca się ze specjalistów z różnych dziedzin, której zadaniem jest ustalenie czy taka eksplozja rzeczywiście miała miejsce.

Mimo, że Traktat jeszcze formalnie nie obowiązuje, prace nad organizacją sieci trwają i są nawet przeprowadzane specjalne ćwiczenia mające na celu zwiększenie efektywności powstającego systemu. W ćwiczeniach biorą udział specjaliści wielu dziedzin nauki. Prace są koordynowane przez CTBTO.

Traktat o całkowitym zakazie prób jądrowych (Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty CTBTO)

Światowe Partnerstwo Energii Jądrowej GNEP (Global Nuclear Energy Partnership)

Traktatem Międzynarodowym pozwalającym pośrednio kontrolować materiały jądrowe jest Traktat o całkowitym zakazie prób jądrowych.

Inną inicjatywą mającą na celu zwiększenie kontroli nad materiałami jądrowymi jest propozycja amerykańskiego Sekretarza ds. Energii z roku 2006, zakładająca

Zalecenia dla systemu ochrony kategorii II materiałów W systemie ochrony materiałów kategorii II na terenie obiektu jądrowego nie ma wymogu specjalnego wydzielonego obszaru składowania i używania materiału jądrowego.

Materiał jądrowy kategorii II może znajdować się, być używany i przechowywany na obszarze całego chronionego obiektu jądrowego. Dostęp do obiektu powinien być ograniczony do niezbędnego minimum i tylko dla osób posiadających odpowiednie uprawnienia.

Podobnie jak w obszarze wydzielonym dla materiału kategorii I, wszelkie wnoszone i wynoszone przedmioty, jak również pojazdy opuszczające teren i wpuszczane na teren muszą być kontrolowane.

Za bezpieczeństwo transportu materiału wewnątrz obiektu odpowiedzialne są jego służby wewnętrzne tzn. nie jest konieczne spełnienie wszystkich międzynarodowych warunków transportu. Wymagana jest obserwacja i rejestracja, oraz zabezpieczenia fizyczne uniemożliwiające jego kradzież. Transport musi być wykonywany przez odpowiednio przygotowany personel.

Obszar chroniony obiektu musi by ogrodzony i obserwowany również w nocy. Zewnętrzne ściany budynków obiektu posiadające wzmocnioną konstrukcję można również traktować jako rodzaj ogrodzenia. Wszelkie ogrodzenia muszą być wyposażone w detektory ruchu lub inne detektory sygnalizujące włamanie i uruchamiające centralny system alarmowy.

Systemy obserwacyjne muszą być stale kontrolowane przez dwuosobowy zespół.

Zalecenia dla systemu ochrony kategorii III materiałów

marzec 2010

www.spektrumsep.eu

XXXV

podział krajów na „użytkujące materiały jądrowe” o oraz „produkujące i przetwarzające” paliwo jądrowe. Idea polega na tym by po wykorzystaniu paliwa jądrowego wracał on do producenta, który prowadziłby jego rejestrację i kontrolę. Inicjatywę poparło 25 krajów (w tym Polska w 2007 r.) podpisując wstępne porozumienie oraz 28 krajów tzw. „obserwatorów”, jednakże nie zyskuje ona nowych zwolenników.

Według informacji pochodzących z różnorodnych źródeł nie ma obecnie danych świadczących o tym, by organizacje terrorystyczne uzyskały bezpośredni dostęp do broni jądrowej lub materiałów potrzebnych do jej wykonania, bądź też że przygotowywane są działania w tym kierunku i istnieje specjalne nasilenie starań o uzyskanie wiedzy o tego rodzaju broni.

Istotnym utrudnieniem przygotowania zamachu jądrowego jest poprawiająca się ochrona, nawet najbardziej zaniedbanych pod tym względem ośrodków stosujących dawne technologie.

Innym elementem zwiększenia bezpieczeństwa jest rozszerzenie współpracy międzynarodowej w tym zakresie. Wprowadzenie jednolitych procedur, przepisów dotyczących różnych form współpracy pomiędzy sąsiadującymi krajami, wzajemne kontrole jak i kontrole międzynarodowe np. w ramach NPT znacznie zmniejszają ryzyko utraty kontroli nad materiałem jądrowym.

Fizyczna ochrona obiektu powinna uniemożliwiać lub utrudniać (opóźniać) dostęp do materiału jądrowego przy użyciu wszystkich dostępnych środków. Powinny być one zbliżone do sposobów ochrony materiałów kategorii I z uwzględnieniem wszelkich warunków lokalnych.

Przy projektowaniu obiektów jądrowe uwzględnia się także wszystkie spodziewane ewentualne zjawiska naturalne, które mogły by zakłócić jego normalną pracę np. drastyczne, nagłe podwyższenie temperatur, silne wiatry – huragany, powodzie, opady trzęsienia ziemi itp. Zapobiega to również zniszczeniu obiektu w wyniku przeprowadzonego w jego pobliżu wybuchu.

Wszystkie obiekty jądrowe powinny być pod szczególnym nadzorem państw przy pełnej i szerokiej współpracy międzynarodowej. Niezależnie od powyższego państwo powinno zapewnić bezpieczeństwo nad obszarem powietrznym w pobliżu wszelkich obiektów jądrowych.

[5] IAEA Safeguards Glossary 2001 [6] Rzymkowski K.: Międzynarodowy System Zabezpieczeń przed rozprzestrzenianiem się broni jądrowej Safeguards PTJ 2007 [7] Rzymkowski K.: Zabezpieczenie materiału jądrowego przed działaniem terrorystycznym PTJ 2008 [8] Rzymkowski K.: Narażenie elektrowni jądrowych na ataki terrorystyczne ENEX Nowa energia 2009 [9] Nuclear Development Corporation (NDC) Japan 2000 [10] Technical guidance IAEA Nuclear security Series No4. Engineering Safety Aspects of Nuclear Power Plants Against Sabotage [11] Annual Report GOV/2006/46-GC(50)/13 Nuclear Security – Measures to Protect Against Nuclear Terrorism [12] IAEA-TECDOC-967(Rev1) Guidance and Considerations for Implementation of INFCIR/225/Rev4 [13] Rzymkowski K.: Zabezpieczenia materiału jądrowego elektrowni przed działaniem terrorystycznym. ENEX Międzynarodowe Targi Energetyki Kielce 2008 [14] Pollack Gerald L.: Severe Accidents and Terrorist Threats AT Nuclear Reactors [15] Bunn Matthew: The Risk of Nuclear Terrorism-and next steps to reduce the danger. Committee on Homeland Security and Governmental Affairs UN Senate 2 April 2008 [16] Behrens Carl, Holt Mark: Nuclear Power Plants Vulnerability to Terrorism Attack CRS Report for Congress 4 February 2005

LITERATURA

[17] Lyman Edwin S.: Leventhal Paul, Radiological Sabotage at Nuclear Power Plants: moving target set Nuclear Control Institute Washington 2008

[1] David Fisher: History of the IAEA The First Forty Years

[18] Marti W. Lawrance, Maria Galindo Arranz: A Global Monitoring System for CTBTO Plans and Progress ICA/ASA 98 Seattle 1998

[2] Bruno Pellaud: IAEA Safeguards and Challenges [3] IAEA.org/OurWorkSV/Safeguards, The Safeguards System of the International Atomic Energy Agency

XXXVI

[4] INIFCIRC/225/Rew.4/ with preface of M. Elbaradei

Wydawnictwa Centralnego Ośrodka Szkolenia i Wydawnictw Stowarzyszenia Elektryków Polskich

Pozycje wydawnicze dotyczące energetyki jądrowej w Polsce wydane przez COSiW SEP

Publikacja zawiera następujące prezentacje: • Miejsce energetyki atomowej w pracach instytucji Unii Europejskiej i w Polsce • Rola komunikacji oraz akceptacji społecznej elektrowni atomowych • Aspekty organizacyjne rozwoju energetyki atomowej w Polsce • Wyzwania związane z budową pierwszej elektrowni w Polsce w zakresie postępowania lokalizacyjnego, kształcenia kadr, wyboru technologii, zaopatrzenia w paliwo.

Są one dostępne na płytach CD

Folder informujący o spotkaniu w ramach XII Festiwalu Nauki w Warszawie, którego głównym tematem była energetyka jądrowa i ochrona radiologiczna.

Tematyka spotkania obejmowała następujące zagadnienia: • Promieniowanie w środowisku – groźne czy bezpieczne?

• Radioaktywność wód mineralnych w Polsce • Czy promieniowanie jonizujące pozostawia „odcisk palca” na chromosomach ludzkich?

• Entropia, źródła energii i Czarnobyl • Bomba jądrowa i jej skutki • Elektrownie jądrowe XXI wieku • Czy w Polsce potrzebna jest energetyka jądrowa?

• Czy powinniśmy się bać energetyki jądrowej?

Materiały zawierają 8 filmów z wykładów, które można otrzymać u wydawcy.

Kontakt: Jerzy Szczurowski SEP COSiW ul. Świętokrzyska 14 00-050 Warszawa tel./fax 022 336 14 25 handlowy@cosiw.pl

Środa 3 marca 2010

Renesans Energetyki Jądrowej

Aspekty ekonomiczne rozwoju elektrowni jądrowych Lokalizacja elektrowni jądrowych w Polsce Wpływ elektrowni jądrowych na zdrowie ludzi i środowisko Szkolenie kadr dla energetyki jądrowej w Polsce Kontrola materiałów jądrowych Pod Honorowym Patronatem Ministra Gospodarki

Organizatorzy

Współorganizatorzy

Patronat Medialny