Co dzieje się po wyłączeniu elektrowni atomowej

W roku 1988 wyłączono z sieci wodno-ciśnieniowy reaktor atomowy w elektrowni Müllheim-Karlich w Nadrenii-Palatynacie. Od roku 2004 trwa jej rozbiórka. Podobną operację w elektrowni atomowej Greifswald-Lubmin rozpoczęto w roku 1995 i wciąż jest ona daleka od zakończenia. Te dwa przykłady dowodzą, że operacja wygaszenia elektrowni atomowej jest długim i skomplikowanym procesem, który rozciąga się na kilkadziesiąt lat i sporo kosztuje. 

Groźne ciepło

Każdy wie, jak działa elektrownia atomowa. Mało kto zdaje sobie jednak do końca sprawę z tego, z iloma problemami technicznymi trzeba się zmierzyć po wyłączeniu elektrowni z sieci. Sam proces wyłączenia jest stosunkowo prosty: do wnętrza reaktora wsuwa się pręty sterujące, które pochłaniają neutrony. Przez pręty przepływa chłodziwo, odbierające energię termiczną wyzwalaną nadal przez obecne w reaktorze pręty paliwowe zawierające sprasowane tabletki uranowe.

Jak wyjaśnia dr Joachim Knebel, kierownik naukowy Instytutu Technologii w Karlsruhe (KIT), "proces naturalnego rozpadu substancji radioaktywnych w prętach paliwowych trwa nadal i wytwarza ciepło, wynoszące około siedmiu procent energii cieplnej produkowanej przez czynny reaktor". "Dopiero po trzech miesiącach od chwili wyłączenia reaktora z sieci produkowana przez niego nadal energia cieplna spada do poziomu jednego procenta". 

Najbardziej niebezpiecznym elementem wyłączonego reaktora są w pierwszej fazie tej operacji jego pręty paliwowe, które trzeba ostrożnie usunąć z jego wnętrza. Są one wciąż tak rozgrzane, że samo powietrze nie wystarczy do ich wychłodzenia. Dlatego zdemontowane pręty trafiają do specjalnego basenu z wodą, w który chłodzą się od trzech do pięciu lat.

Doktor Knebel podkreśla, że ten proces nie może być przerwany. W przeciwnym razie rozgrzane pręty zamienią zawartą w basenie wodę w parę, a w skrajnie niesprzyjających okolicznościach może dojść do ich stopienia, co zdarzyło się podczas awarii w japońskiej elektrowni atomowej Fukushima 1.

Lista zagrożeń na tym się nie kończy. Wolfgang Neumann, specjalista od bezpieczeństwa reaktorów z firmy Intac w Hanowerze, zwraca uwagę na ryzyko wybuchu wodoru, uwolnionego podczas procesów chemicznych. To także zdarzyło się w Fukushimie.

Na szczęście do takich awarii może dojść tylko w razie wielkich katastrof żywiolowych w połączeniu z błędami zawinionymi przez kierownictwo elektrowni. W Niemczech, przy zachowaniu obowiązujących norm bezpieczeństwa, są raczej wykluczone. Baseny, w których chłodzą się pręty paliwowe, mają od sześciu do ośmiu metrów głębokości i są obudowane systemami awaryjnymi, które gwarantują pewny i bezpieczny przebieg tego procesu.

Kosztowna rozbiórka

Po kilku latach spędzonych w basenie, wyjęte z reaktora pręty paliwowe są już na tyle schłodzone, że teraz, zamiast wody, rolę chłodziwa przejmuje powietrze. Od tej chwili, mówi Joachim Knebel, nie może zdarzyć się nic groźnego. Pręty umieszcza się w specjalnych pojemnikach typu "Castor" i przewozi do miejsca przejściowego składowania.

W opróżnionym z prętów reaktorze utrzymuje się nadal szczątkowe promieniowanie, wynoszące około jednego procenta tego, które mierzono w nim podczas pracy. Dlatego rozbiórkę elektrowni prowadzi się od zewnątrz, posuwając się powoli do jej centrum czyli zbiornika ciśnieniowego reaktora. Demontażem części narażonych wcześniej na najsilniesze napromieniowanie zajmują się sterowane zdalnie roboty.

Z części betonowych i stalowych usuwa się metodą frezowania zewnętrzną, kilkumilimetrowa warstwę, która potem stanowi dodatkowy element odpadów radioaktywnych. Zwykłe, to jest nienapromieniowane materiały budowlane i inne elementy konstrukcji elektrowni nadają się do recyklingu.

Od chwili wyłączenia reaktora do rozpoczęcia prac rozbiórkowych budynków elektrowni mija średnio około dziesięciu lat. Inna, tak zwana "całkowicie bezpieczna" metoda demontażu elektrowni polega na tym, że po wyjęciu z reaktora prętów paliwowych elektrownię zostawia się w spokoju na około 30 lat.

Po tym czasie prace rozbiórkowe są dużo tańsze, bo można zaniechać specjalnych metod pracy z materiałami grożącymi napromieniowaniem zatrudnionym na placu specjalistom i robotnikom. Ale i ta metoda sporo kosztuje. Według danych koncernu energetycznego RWE, wyłączenie z sieci jednej elektrowni atomowej w połączeniu z jej demontażem kosztuje od 500 mln do jednego miliarda euro.

Brigitte Osterath / Andrzej Pawlak

red. odp. Bartosz Dudek