Fukušima ― pet godina kasnije

Trenutno, više od 400 nuklearnih elektrana radi u svetu. Pretpostavlja se da će taj broj rasti, jer će se one graditi u zemljama u razvoju koje tragaju za efikasnim i stabilnim izvorima energije.

Vues aériennes et au sol du CNPE de Chooz

Uranijum ― osnovno gorivo nuklearnih elektrana

Uranijum (uran) je otkrio Martin Klaproth, nemački hemičar 1789. godine. Uranijum se javlja u većini stena. Nalazi se i u okeanima.

Dugi niz godina, praktično sav uranijum dobijen miniranjem, korišćen je za proizvodnju nuklearnog oružja, ali se sa ovom praksom prestalo 1970. Danas, veliki značaj uranijum ima u nuklearnim elektranama, kao gorivo u nuklearnim reaktorima za proizvodnju električne energije.

Dok je nuklearna energija produkt dominantne upotrebe uranijuma, toplota iz nuklearne fisije može da se koristi u industrijskim procesima. Takođe, za pogon, uglavnom podmornica.

Atom uranijuma 

Uranijum je jedan od najtežih elemenata koji se javljaju u prirodi. Ima specifičnu težinu 18,7. Njegova tačka topljenja je 1132 °C. Kao i drugi elementi, uranijum se javlja u različitim oblicima ― izotopima*. Ovi izotopi se međusobno razlikuju u broju neutrona u atomskom jezgru.

*Izotopi su atomi hemijskog elementa čije jezgro ima isti atomski broj, ali različitu atomsku masu. U naučnoj nomenklaturi izotopi se označavaju imenima datog elementa uz odgovarajući broj nukleona ― 238U; 238 je broj nukleona (broj protona + broj neutrona).

Uranijum koji se nalazi u Zemljinoj kori je mešavina tri izotopa: 238U čini 99,275%, 235U ― 0,720% i tragovi 234U ― 0,005%.

Izotop 235U je važan, jer pod određenim uslovima lako može da se podeli dajući mnogo energije. Zato se kaže da je fisioni. U međuvremenu, kao i svi radioaktivni izotopi, on se raspada. Izotop 238U ima specifičnu radioaktivnost 12,4 kBq/g (1 kBq = 1 x 103Bq). To znači da se raspada veoma sporo; jedva da je radioaktivan u poređenju sa drugim izotopima u stenama i pesku. 235U ima specifičnu radioaktivnost 80 kBq/g, a 234U 231 MBq/g. Specifična radioaktivnost prirodnog uranijuma (25 kBq/g) je duplo veća od izotopa 238U, uprkos tome što se on sastoji od preko 99% 238U.

nuclear fission - DOE

Nuklearna fisija

Jezgro izotopa 235U se sastoji od 92 protona i 143 neutrona (92 + 143 = 235).

Kada se jezgro atoma 235U (1) podeli, neka energija se oslobađa u vidu toplote, a dva ili tri dodatna neutrona se izbacuju. Ako ovi prognani neutroni pocepaju jezgro drugih atoma 235U oslobađajući neutrone, lančana reakcija može da se postigne. Kada se to dogodi iznova i iznova, mnogo miliona puta, veoma velika količina toplote se proizvodi od relativno male količine uranijuma.

To je ukratko proces koji se dešava u nuklearnom reaktoru, s tim da je montiran na takav način da se postigne kontrolisana lančana fisiona reakcija. Toplota koja se stvara greje vodenu paru koja se koristi za rotiranje turbina generatora i proizvodnju električne energije.

Lanac reakcija koji se odvija u jezgru reaktora je kontrolisan od strane šipki koje apsorbuju neutrone. One se ubacuju ili povlače da bi podesile reaktor na potreban nivo snage. Elementi goriva su okruženi supstancama koji služe kao moderatori usporavanja emitovanih neutrona i na taj način omogućavaju da se lančana reakcija nastavi. Voda i teška voda se uglavnom koriste kao moderatori u različitim vrstama reaktora.

fission-reaction

Upotreba uranijuma kao goriva u svetu 

Oko 14% svetske električne energije se generiše iz urana u nuklearnim reaktorima. Nemačka i Japan četvrtinu energije dobijaju iz nuklearnih reaktora. SAD ima oko sto reaktora koji obezbeđuju 20% električne energije.

Finska, Francuska, Belgija, Švajcarska, Švedska, Mađarska, Češka ― dobijaju 30% ili više električne energije iz svojih reaktora.

Izvori uranijuma

Što se tiče ruda uranijuma, Australija ima oko 25% zaliha, računajući raspoređenost uranijuma u čitavom svetu. Kanada je bila vodeći svetski proizvođač do 2008. godine, a zatim je proizvodnju preuzeo Kazahstan.

Uranijum se prodaje samo u zemljama koje su potpisnice Ugovora o neširenju nuklearnog naoružanja, a koji omogućava međunarodnoj inspekciji da proveri da li se uranijum koristi samo u mirnodopske svrhe.

Postupak dobijanja uranijuma iz ruda

Rude uranijuma mogu biti minirane različitim metodama u zavisnosti od dubine na kojoj se nalaze. Nakon toga, ruda se drobi i melje. Dobijeni materijal se rastvara u kiselini (obično se koristi azotna) da bi se potom oslobodio uranijum iz rastvora. Krajnji proizvod ekstrakcije je uranijum-oksid koncentrat, U3O8. Pre nego što se upotrebi u reaktoru za proizvodnju električne energije, mora da prođe niz procesa da bi bio upotrebljiv kao gorivo.

Sledeći korak je pretvaranje uranijum-oksida u uranijum-heksafluorid, UF6, što omogućava obogaćivanje uranijuma. Obogaćivanje povećava udeo izotopa 235U sa 0,7% (koliko iznosi u prirodnom uranijumu) do 3-5%. Ovo obezbeđuje i veću tehničku efikasnost u dizajnu i radu reaktora, naročito u većim reaktorima gde se može upotrebiti obična voda kao moderator.

Kao nusproizvod bogaćenja, javlja se osiromašeni uranijum koji ima potencijalnu upotrebu u nekim reaktorima.

Nakon bogaćenja, UF6 ― uranijum-heksafluorid se konvertuje u uranijum-dioksid, UO2, od koga se formiraju tablete. Ove tablete se slažu unutar tankih metalnih cevi koje se skupljaju u snopove tako da postanu gorivni elementi. Nekoliko stotina gorivnih šipki čini jezgro reaktora. Uranijum-dioksid ima visoku tačku topljenja ― 2865 °C , znatno višu u poređenju sa prirodnim uranijom (1132 °C).

Nakon upotrebe uranijuma u reaktoru, iskorišćeno gorivo može da se podvrgne daljim izmenama, uključujući privremeno skladištenje, ponovnu preradu i ponavljanje ciklusa pre trajnog smeštanja otpada.

OPAL_pool_ALT_1700

Ako bi trebalo izdvojiti prednosti nukleranih elektrana, one bi se sastojale u sledećem:

  • nuklearni reaktori oslobađaju ogromnu količinu energije;
  • oslobođena energija se smatra praktično besplatnom u poređenju sa drugim izvorima;
  • samo jedna tableta uranijuma veličine 8 mm oslobađa energiju koju bismo dobili od 1 tone uglja ili 2,5 tone drveta za ogrev;
  • nuklearne elektrane ne zagađuju okolinu;
  • ne ispuštaju ugljen-dioksid u atmosferu;
  • procesi su veoma kontrolisani unutar reaktora;

fukushima_disaster

Kako se onda desila havarija u Fukušimi?

Pre nesreće u Fukušimi, u Japanu su radile 54 nuklearne elektrane. Proizvodile su trećinu električne energije. Zemljotres se dogodio 11. marta 2011. godine. Pogodio je obalsku oblast na severozapadu države. Nakon toga, usledio je cunami talas i izazvao znatna oštećenja u priobalnom području. U tom naletu, bile su pogođene nuklearne elektrane u neposrednoj blizini mora. Došlo je do gubitka kapaciteta rashladnih sistema (jezgra hlađenja) u tri reaktora u nuklernoj elektrani „Fukushima Daiichi“.

Kada je sve u redu, kontrolisane lančane reakcije neometano teku. U procesu fisije se postižu visoke temperature. Čak i kada elektrana ne radi, neophodno je hladiti reaktore.

Kada se dogodila nezgoda, sistemi za hlađenje su otkazali. Reaktori su počeli da se greju iznad prihvatljive temperature.

Japanske vlasti su tada odlučile da hlade zgrade u kojima su smešteni reaktori šmrkovima uz pomoć vatrogasaca, vodom iz helikoptera, a u sekundarni ciklus su ubacivali desalinizovanu morsku vodu.

Nakon sedam dana, temperatura je počela lagano da opada.

fukushimameltdown101113

Efekti zračenja na zdravlje ljudi

S obzirom na ozbiljnost događaja, direktni efekti zračenja na zdravlje ljudi su dobro kontrolisani, ne samo među radnicima, već i među stanovništvom.

Ispostaviće se, rizik opasan po život ovim ljudima neće biti zračenje, već prekid dnevne medicinske nege.

Nedavna studija je pokazala da je ozbiljan zdravstveni rizik povezan sa brzom evakuacijom starijih stanovnika iz objekata za negu posle nesreće, 30 puta veći od rizika referentnih nivoa zračenja koji su u skladu sa Međunarodnim komitetom za radiološku zaštitu (2).

U trenutku nesreće, do 76 000 ljudi je živelo u zoni od 20 km oko nuklearne elektrane „Fukushima Daiichi“. Više od 97% stanovnika je evakuisano do 15. marta 2011. Međutim, evakuacija nije bila dobra. Najpre je vlada plan izmeštanja sprovodila u zoni ― 3 km oko elektrane, onda 10 km i na kraju 20 km. Više od 20% evakuisanih su bili obavezni da se presele više od šest puta. Pored toga, informacije o nivoima zračenja i samom procesu evakuacije nisu bili dostupni (3).

Nedovoljan transport, poremećaji u snabdevanju vodom, strujom, gasom, poremećaji u radu telekomunikacija, loš monitoring ― otežali su sprovođenje organizovane evakuacije.

Kada se dogodila prva eksplozija u jedinici 1 12. marta 2011. godine, pet radnika je zadobilo povrede. Nije bilo trijaže. Većina povreda nisu bile teške. Inicijalna terapija je sprovedena. Dana 14. marta, jednica 3 je eksplodirala i 11 radnika je povređeno. Tada je već bilo prilično teško da povređeni radnici dobiju pristup zdravstvenim uslugama jer su lokalne hitne medicinske bolnice bile zatvorene ili nisu bile funkcionalne (4).

Šest bolnica koje su u to vreme označene kao primarne za hitno zbrinjavanje pacijenata, nisu ispravno funkcionisale, što zbog oštećenih objekata usled zemljotresa, što zbog odliva medicinskog osoblja u strahu od zračenja. Medicinski fakultet u Fukušimi, označen kao sekundarni objekat za zbrinjavanje, postaje jedina bolnica koja treba da odgovori na hitne medicinske potrebe.

U hitnoj evakuaciji 14. marta, umrlo je najmanje 50 starijih pacijenata. Hipotermija, pogoršanje temeljnih zdravstvenih problema i dehidracija ― definisani su kao uzrok smrti. Nedostatak medicinske pomoći pre, za vreme i posle evakuacije ― smatran je kao osnovni razlog za gubitak života.

Još jedna evakuacija je izvršena 15. marta. Ovog puta, medicinski timovi za podršku, transportna sredstva, prilagođavanje saobraćajnica, uređenje objekata ― organizovani su pod kontrolom štaba. Iako je evakuacija trajala četiri dana, nije bilo izgubljenih života. Više od 500 bolesnika je hospitalizovano u ustanovama za negu (5).

U odgovoru na udes, ponovno uspostavljanje privremenog hlađenja objekata u tri oštećena reaktora, postaje prioritet. Sledi razvoj stabilnih sistema za hlađenje i uklanjane radioaktivnog šuta. Ove operacije će trajati do marta 2012. U njih je bilo uključeno oko 20 000 radnika.

2-fukushima-disaster-evacuation-report

U prvom mesecu posle nesreće, 67 radnika je zatražilo medicinsku pomoć, uključujući i one povređene u samoj eksploziji. Većina njih su se žalili na zdravstvene probleme kao što su opšta slabost i umor.

Do juna 2012. godine, 264 radnika je zatražilo neku vrstu pomoći. Među hitnim potrebama, traume su činile 49,6%. Toplotni udar je postao jedan od glavnih problema kako se letnja sezona bližila (6).

Što se tiče izlaganja radijaciji, 96% radnika „Fukushime Daiichi“, bilo je izloženo na manje od 50 mSv. Radijacija veća od 200 mSv je zabeležena kod devet radnika. Od toga, dva radnika su bila izložena radijaciji većoj od 600 mSv (7).

Broj raseljenih lica je dostigao svoj vrhunac u junu 2011. Pored toga, broj onih koji su se dobrovoljno iselili se skoro udvostručio za 12 meseci.

Krajnji bilans žrtava prema izveštaju Agencije za rekonstrukciju Japana iznosi 2688 ljudi (8). Do marta 2013. godine, oni su umrli u skloništima ili privremenim kućama. Smrt se definiše kao posledica pogoršanja osnovnih zdravstvenih problema zbog lošeg medicinskog pristupa ili bolesti koje proizilaze iz loših životnih uslova, kao što je privremeni smeštaj nakon katastrofe. Oko 90% njih je imalo više od 66 godina, a više od trećine je umrlo u roku od mesec dana nakon zemljotresa.

Izveštaj koji će vlada tada predstaviti će se sastojati u tome da su glavni razlozi povećanog mortaliteta raseljenih starijih osoba ― efekti  nuklearnog akcidenta. Druga studija, međutim, pokazaće da je povećana smrtnost institucionalizovanih starijih osoba posledica loših životnih uslova i neadekvatnih pristupa zdravstvenoj nezi.

Oko 24 000 medicinskog osoblja za manje od dva meseca nakon zemljotresa je bilo uključeno u medicinske aktivnosti u regionu oko elektrana. Ministarstvo zdravlja smatra da osoblje nije imalo adekvatnu međusobnu komunikaciju, da socijalno i zdravstveno ugroženi ljudi nisu pravilno podeljeni i da odgovor na katasrofu nije bio zadovoljavajući.

111113013542-fukushima-02-horizontal-large-gallery

Stanovnici Fukušime su pokazali veliku zabrinutost zbog potencijalnih zdravstvenih efekata izlaganja radijaciji, iako je procenjena doza izloženosti veoma niska.

Istraživanje zdravstvenog menadžmenta Fukušime koji je naručila vlada, otkrilo je različite efekte na mentalno zdravlje. Radnici upućeni na hitne aktivnosti su bili osetljiviji na psihološku traumu od opšte populacije.

Postojalo je neslaganje među porodicama zbog seljenja, strah od radioaktivnog zračenja.

Raznovrsnost psiholoških reakcija (9) među onima koji su pogođeni nesrećom se ipak može sažeti u pet glavnih kategorija: posttraumatski stresni odgovor (razdražljivost, sećanje na eksploziju, ponovno proživljavanje doživljenog), hronična anksioznost (strah od radioaktinog izlaganja, zabrinutost posebno izražena u slučaju roditelja sa malom decom), osećaj krivice zbog gubitaka (krivica zbog napuštanja prijatelja i komšija, simptomi depresije zbog gubitka kuća), patnja zbog razdvojenosti porodica (povećani sukobi unutar i između porodica, frustracija stanovništva u susednim gradovima zbog evakuacije) i stigma (diskriminacija dojučerašnjih radnika u elektranama, gubitak samopoštovanja, gnev).

Ove psihološke reakcije na dugoročnom planu mogu biti uzrok samoubistava i zapadanja u bolesti zavisnosti.

Anketa sprovedena u Fukušimi je pokazala da evakuisani imaju tendenciju da budu manje fizički aktivni, da konzumiraju više alkohola, doživljavaju veći psihološki stres i imaju teškoća sa spavanjem nakon katastrofe. U tom smislu, neophodno je formirati mrežu ustanova koje pružaju ciljane psihijatrijske intervencije.

Japan-Earthquake-and-Tsun-006

Nezavisna istražna komisija (NAIIC), formirana u decembru 2011. godine, dostaviće zvaničan izveštaj u julu 2012. godine. NAIIC će u tom izveštaju oštro iskritikovati vladu, operatore postrojenja i nacionalnu kulturu zemlje (ukorenjene konvencije, nespremnost na saradnju u kriznim situacijama).

NAIIC će okriviti vladu za neadekvatnu pripremljenost kad su u pitanju hitni slučajevi, TEPCO za loše upravljanje i nemogućnost da obezbedi potrebnu sigurnost, regulatorna tela za nedovoljno dobro sprovođenje propisa bezbednosti.
Tim izveštajem, NAIIC će pozvati na fundamentalne promene u industriji, uključujući vladu i regulatorna tela, pozvaće na transparentnost, pouzdanost i fokusiranje na javno zdravlje i bezbednost.

U vezi sa potencijalnom kontaminacijom zemljišta i vode, te radi preduzimanja svih mera sprečavanja širenja eventualnih radioaktivnih nusprodukata u životnu sredinu i samog praćenja situacije, iz predostrožnosti, Međunarodni institut za nuklearnu dekomisiju, IRID, predstaviće svoj plan aktivnosti 2013. za područje Fukušime, sa ciljem da mere sprovodi do 2020. godine.

Takođe, TEPCO, (Tokyo Electric Power Company) ima svoj sajt na kome redovno ažurira podatke o dekomisiji i monitoringu životne sredine.

Zaključak

Ako se nesreća u Fukušimi poredi sa onim što se desilo u Černobilju (10), može se reći da su mentalni, društveni i ekonomski efekti bili izraženiji i ozbiljniji u dužem vremenskom periodu u Černobilju, uključujući izveštaje o efektima zračenja, umrlim od radijacije i razvoju raka štitne žlezde kod dece. Kod nezgode u Fukušimi, zdravstvene efekte povezujemo sa hitnom evakuacijom ugroženih ljudi iz bolnica i objekata za zdravstvenu zaštitu. Problemi su istovetni onima koji su karakteristični za akcident u SAD (Ostrvo Tri milje). To su: više puta ponovljena evakuacija, nedostatak plana, neadekvatni medicinski odgovori, neodlučno delovanje organa uprave.

Nema determinističkih efekata slučajeva, uključujući i trovanje radijacijom do danas (11).

Iako je izloženost dozi većoj od 100 mSv uočena kod nekih radnika, povećana učestalost raka zbog zračenja nije primetna.

Nema vidljivih povećanja nivoa zračenja koji bi se doveli u vezu sa stopama leukemije, raka dojke ili drugih vrsta raka, osim mogućeg raka štitne žlezde (12).

Efekti po zdravlje koji se pripisuju nezgodi su: smrt hospitalizovanih bolesnika i starih u ustanovama za negu; problemi u vezi sa mentalnim zdravljem i stilom života.

Finese istraživanja identifikovane prilikom ispitivanja rizika za stanovništvo uključuju još i efekte hemijske toksičnosti koja nema veze sa radioaktivnošću.

U cilju ispitivanja potencijalne veze između stope zračenja i učestalosti pojave raka štitne žlezde, Japanci sprovode dugoročni skrining korišćenjem sofisticirane ultrazvučne tehnike.

Posmatrajući ozbiljnost čitavog projekta, njegovo trajanje, metode selekcije svih stanovnika u kategorije i podkategorije, metode dijagnostifikovanja maligniteta ili sumnje na malignitet, zaključuje se da retko ko u skriningu može da parira Japancima posle Fukušime. Taj program i danas traje. Presek koji bi se mogao napraviti glasi (13):

  • doze zračenja u širem krugu elektrane su bile veoma niske; oko 99,9% ljudi je primilo doze ispod 1 mSv;
  • veza radijacija/karcinom štitne žlezde, ako postoji, manifestuje se nakon četiri, pet godina;
  • karcinogeni rizici su povećani, ukoliko su subjekti mladi u trenutku nesreće; zato se posebna pažnja posvećuje praćenju dece i adolescenata;
  • nema razlike u otkrivanju stope raka štitne žlezde za period od protekle četiri godine;
  • ukoliko se negde i primete odstupanja, ona su proizvod precizne dijagnostike i redovnog javljanja na pregled definisanog posebnim programom;
  • nezavisno od bilo koje uzročnosti sa zračenjem, celokupni monitoring omogućava otkrivanje i drugih vrsta raka na vreme, rani tretman i bolje uslove lečenja;

Chernobyl    009

Kad se desi nezgoda, neizvesnost može dovesti do kolebljivog odgovora od strane upravnih organa koji povećava uznemirenost javnosti i nepoverenje u organe. Nedovoljna informisanost o radijaciji može da pogorša situaciju. Evakuacija ima za cilj da minimizira zdravstvene rizike izloženosti radijaciji. Kolaps zdravstvenog sistema dovodi do poteškoća u odgovoru na događaj.

Posle saniranja posledica nezgode, stručnjaci postavljaju tri pitanja:

  • šta smo naučili iz nesreće;
  • kako ćemo naučeno iskoristiti;
  • šta prenosimo na sledeću generaciju;

Vešto upravljanje vanrednim situacijama, opšte dugoročne zdravstvene usluge, psihološka pomoć, društvena podrška, napori za ublažavanje efekata zračenja ― trebalo bi da budu naučene lekcije posle Fukušime.

Što se tiče procene bezbedonosnih rizika, nikada ne treba potcenjivati moć prirode koja može dovesti do katastrofe. Treba biti pripremljen i za najgori scenario, čak i kada je šansa nuklearnog akcidenta minimalna.

Ljudi imaju strah od radijacije.

Socijalni i psihološki uticaji nuklearnog akcidenta u Fukušimi nadmašuju direktan uticaj zračenja na zdravlje. Depresivno je to što se  izveštavanje o radijaciji nakon Černobilja nije promenilo.

Ponekad se radi o zračenju koje ima veoma mali rizik, koje, teško da je opasno za ljude ili, koje je u ravni sa dozama koje se postižu prilikom neke dijagnostike ili, u ravni sa prirodnim zračenjem u pojedinim mestima.

Naučnici bi trebalo da preuzmu deo odgovornosti i da jasno govore o potencijalnim rizicima. Oni koji dovode u pitanje konsenzus u vezi sa rizicima zračenja na osnovu klimavih dokaza ili preuveličavaju rizike zbog političkih i/ili ideoloških ciljeva, uključujući i novinare koji nestručno izveštavaju, treba da shvate da njihovi postupci imaju gorepomenute, socio-psihološke posledice po živote ljudi.

Važno je da informacije dolaze iz nezavisnog izvora. Ne iz elektrane, ne iz anti-nuklearnog lobija. Po pravilu, tada su uvek sa „prtljagom“.

Nezavisni izvor priznaje rizik, ali ga stavlja u kontekst.

 

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: