Energia atomowa vs. Broń masowego rażenia. Rafał Jarosz

Transkrypt

1 Energia atomowa vs. Broń masowego rażenia Rafał Jarosz

2 Konsumpcja energii naświecie stale rośnie Koncepcja wprowadzania odnawialnych źródeł energii renesans energii jądrowej Polityka energetyczna Polski do 2025 roku przyjęta przez Radę Ministrów 4 stycznia 2005 roku

3 Uran protony i 143 neutrony Niska cena Niezbyt duży popyt na uran ze względu na nowe technologie jego wykorzystania Łatwy w transporcie w porównaniu do ropy i gazu Duża liczba producentów naświecie Wartość energetyczna (w MJ-megadżule): Drewno 16 MJ/kg Węgiel MJ/kg Gaz 39 MJ/m3 Ropa 45 MJ/kg Uran 500,000 MJ/kg

4 Uran jest sprzedawany tylko tym państwom, które są zarazaem sygnaturiaszami porozumienia Nuclear Non-Proliferation Treaty, a zarazem tym, w których jest możliwość międzynarodowej inspekcji weryfikującej pokojowe użycie uranu.

5 Elektrownie jądrowe naświecie

6

7 Energia atomowa naświecie 435 elektrownie atomowe o mocy produkcyjnej GW(e) 16% energiiświatowej w 38 krajach 6 elektrowni, które ulegają obecnie zamknięciu 29 elektrowni jądrowych, które są w trakcie budowy, z czego 18 w Azji

8

9

10

11 Europa W Europie pracuje łącznie 150 reaktorów z czego 55 znajduje się we Francji Wymogi z Kioto są bodźcem do produkcji energii jądrowej Konieczność dotacji państwowych: 1.gr - Niemcy, Szwecja, Włochy, Holandia i Belgia 2 gr. - Francja, Finlandia, Węgry, Czechy, Słowacja, Słowenia i Litwa 3 gr. - Portugalia, Austria, Dania i Irlandia, Polska, Estonia i Łotwa.

12 Greenpeace Niebezpieczna energia Odpady promieniotwórcze - nierozwiązany problem dla kolejnych pokoleń Transport materiałów rozszczepialnych- niebezpieczne podróże po Europie Najdroższa energia Energia atomowa przyczynia się do rozpowszechniania broni atomowej

13 Zwolennicy energii atomowej korzyści gospodarcze w postaci niższych kosztów produkcji niezależność od wahań cen ropy naftowej niski poziom kwot emisyjnych dla gazów cieplarnianych (Protokół z Kioto)

14 Polska a energia jądrowa Badanie PENTOR (2006 rok): 48% jest przeciwna budowie elektrowni jądrowej w Polsce 30% jest za budową elektrowni jądrowej 80% obawia się awarii 54% obawia się skażenia 54% obawia się odpadów promieniotwórczych 60% opowiedziało się za stopniową likwidacją wszystkich elektrowni jądrowych Cel ataków terrorystycznych W odległości 300 km od granic Polski znajduje się obecnie 11 elektrowni atomowych: 1 w Szwecji, Węgrzech i Litwie 2 w Niemczch, Czechach, Słowacji i Ukrainie

15 Założenia Rozwój gospodarczy Polski będzie odbywał się na poziomie 5-7% rocznego przyrostu PKB, co w konsekwencji spowoduje od 3% do 5% przyrostu zapotrzebowania na energię elektryczną; Polska, jako członek Unii Europejskiej będzie konsekwentnie przestrzegać norm i limitów w zakresie ochronyśrodowiska, wykażę, że powinniśmy wykorzystać opcję energetyki jądrowej w bilansie elektroenergetycznym kraju

16 Po pierwsze Istnieje zależność zapotrzebowania na energię od zamożności społeczeństw

17 Po drugie Problem ochronyśrodowiska: spalanie paliw kopalnych wiąże się z emisją do atmosfery szkodliwych substancji: SO2, NOx, NH3, CO2 i lotnych związków organicznych (LZO) Monokultura wykorzystania węgla w procesie wytwarzania energii elektrycznej. W 2005 roku - 94% energii elektrycznej w kraju było wytwarzane ze spalania węgla - kamiennego i brunatnego. W krajach UE(15): paliwa jądrowe - prawie 35%, węgiel kamienny i brunatny - 25%, gaz - 19%, energetyka wodna (bez elektrowni szczytowo-pompowych) - 12%, paliwa ciekłe - 7% pozostałe (biomasa i wiatr) - 2%. Większa roczna produkcja energii elektrycznej jest związana z potrzebą radykalnej zmiany struktury paliw w systemie elektroenergetycznym Polski.

18 Po trzecie Perspektywy rozwoju systemu elektroenergetycznego w Polsce: Polska wraz ze wzrostem zapotrzebowania na energię elektryczną, będzie zmuszona do zwiększenia mocy produkcyjnych W okresie 20 lat powinien być zbudowany potencjał wytwórczy energii elektrycznej podobny do tego, jakim dysponuje obecnie Polska (część musi zostać zamknięta ) Zasoby operatywne w kopalniach węgla brunatnego starczą na około 30 lat wzrastające koszta wydobycia tego surowca. największą przeszkodą w wykorzystaniu paliw stałych do wytwarzania energii elektrycznej będą limity emisji CO2

19 Uwarunkowania budowy elektrowni jądrowych w Polsce 15 lat: konieczność przygotowania odpowiednich regulacji prawnych, określających warunki realizacji elektrowni jądrowych i towarzyszących inwestycji, wybór i badania lokalizacji, wybór konstrukcji i wykonawcy sama realizacja inwestycji Cechą charakterystyczną energetyki jądrowej jest długi okres eksploatacji elektrowni jądrowej: Konieczność stabilności politycznej i gospodarczej danego kraju uzyskanie akceptacji społecznej posiadanie wykwalifikowanej kadry w dozorach

20

21 ale jak się okazało, na Ziemi to nie człowiek pierwszy wykorzystał energię jądrową 2 miliardy lat temu pracowały tzw. reaktory naturalne. Najbardziej znanym jest naturalny reaktor w miejscowości Oklo w południowo-wschodnim Gabonie (Afryka)

22 Powstaje pytanie jak to się działo w Oklo? Otóż naukowcy okryli kilkanaście nisz, w który w przeszłości działały te naturalne reaktory. Reakcje łańcuchowe trwały tam przez około lat. Przez ten czas wypaliło się, jak szacują naukowcy, około 6 ton uranu U-235. (OBECNIE ŚWIAT ZUŻYŁ 65,478 TON URANU W 2006 ROKU) Natomiastśrednia moc takiego reaktora nie przekraczała 100 kilowatów (takie jest mniej więcej zapotrzebowanie dziesięciu domów jednorodzinnych w energie). Ciekawe jest to, że reakcje zachodzące w tych reaktorach nie wymknęły się spod kontroli, czyli nie doszło do wybuchu ani stopienia rudy uranu. Najprawdopodobniej moderatorem w tym przypadku była woda. W czasie gdy reaktor był aktywny woda się nagrzewała, zmieniała w parę wodną i wydostawała się na zewnątrz złoża uranu GEJZER. Wtedy reakcja łańcuchowa zanikała i reaktor gasł. Następny cykl rozpoczynał się gdy znowu zgromadziła się odpowiednia ilość wody.

23 Pierwszy ludzki reaktor Pierwszy reaktor atomowy, nazywany wtedy stosem atomowym został zbudowany w 1942 roku w Chicago przez zespół fizyków kierowany przez Enrico Fermiego. Umiejscowiono go w pokoju do gry w squasha pod trybunami stadionu Uniwersytetu Chicagowskiego. Budowę stosu zaczęto od ułożenia kilku warstw grafitowych cegieł (pełniących rolę moderatora) na małym źródle neutronów. Następnie układano warstwy grafitu zawierające uran metaliczny 235 U lub tlenek uranu. Uran był umieszczony w grafitowych cegłach w postaci małej kulki. W ten sposób ułożono kopiec szerokości ok. 7,5 metra i wysokości ok. 6 metrów składający się z 350 ton grafitu, 36,5 ton tlenku uranu i 5,6 tony metalicznego uranu.

24 Świerk, dzielnica Otwocka. Od końca lat 50. siedziba Instytutu Badań Jądrowych podzielonego w 1982 na trzy niezależne instytuty. Główny ośrodek polskiej fizyki jądrowej. Znajduje się tu jedyny czynny na terenie Polski reaktor jądrowy Maria oraz drugi, wygaszany - Ewa.

25 MARIA Reaktor Maria został pierwszy raz uruchomiony w grudniu roku 1974 i jako jedyny w Polsce działa do dzisiaj (rok 2006). Jest on zbudowany od podstaw w Polsce a oparty na radzieckim pomyśle (reaktor MR w Instytucie Kurczatowa w Moskwie). Dlatego jego nazwa MARIA nawiązuje do wybitnej polskiej badaczki i noblistki- Marii Curie-Skłodowskiej. Jest on reaktorem naukowo-badawczym, nie energetycznym

26 Widok na basen z rdzeniem reaktora Rdzeń umieszczony jest na głębokości 7-miu metrów

27 Widok na basen przechowawczy. Widać zużyte paliwo i instrumenty pomocnicze

28 Odsłonięty rdzeń reaktora na dnie basenu. W tej chwili reaktor jest wyłączony, następuje wymiana elementu paliwowego

29 Element paliwowy gotowy do włożenia do pochwy

30 Świeży element paliwowy. Jak widać uran można wziąć w ręce wbrew straszeniu pseudoekologów

31 Reaktor MARIA w czasie pracy

32 Reaktor MARIA w czasie pracy

33 Wymiana elementu paliwowego

34

35 Broń masowego rażenia Stosowany jest skrót: broń ABC (od pierwszych liter: atomowa, biologiczna, chemiczna) lub broń NBC (nuklearna, biologiczna, chemiczna). Rodzaje broni ABC to: 1. broń jądrowa - zwana też atomową lub nuklearną 2. broń biologiczna 3. broń chemiczna 4. broń radiologiczna

36 Patogen laseczka wąglika (wąglik) Główne zalety Patogeny replikowalne duża zakaźność i śmiertelność Główne wady umiarkowana transmisja wśród ludzi pałeczka dżumy (dżuma) dużaśmiertelność i zaraźliwość w postaci płucnej, możliwość skrytego ataku drogą rozsiewu zakażonych pcheł niepełna wrażliwość populacji na bakterię pałeczka tularemii (tularemia) wyjątkowo duża zakaźność, trudna diagnostyka stosunkowo mała śmiertelność pałeczki Salmonella łatwość i niskie koszty pozyskania patogenu, łatwa dystrybucja małaśmiertelność, łatwa identyfikacja patogenu filowirusy (wirusowe gorączki krwotoczne) dużaśmiertelność i dynamika epidemii (wyjątkowa zakaźność i zaraźliwość) trudności w uzyskaniu wirusa Metody stosowania broni B bomby lotnicze i pociski artyleryjskie zrzucane z samolotów pakiety (np. pudełka), przesyłane pocztą listy rozpylania aerozolu z powietrza kontaminacja wody, żywność

37 Broń chemiczna 1. bojoweśrodki trujące (głównie gazy lub lotne ciecze) 1. środki duszące zwykle oparte na cyjankach, blokują transport tlenu przez krew z płuc do tkanek, 2. środki parzące takie jak np. gaz musztardowy, które powodują rozległe oparzenia skóry; 3. środki krztuszące takie jak chlor, które silnie podrażniają górne drogi oddechowe 4. środki paralityczno-drgawkowe takie jak np. tabun, sarin, cyklosarin, które działają na układ nerwowy człowieka 5. środki halucynogenne i usypiające, zwane psychogazami (takie jak LSD czy BZ) 2. bojoweśrodki pomocnicze 1. lakrymatory czyli gazy bojowe, 2. defolianty takie jak DDT czy dioksyny które są silnie toksyczne dla roślin i umożliwiają szybkie "oczyszczanie" zalesionych terenów 3. środki zapalające takie jak np. napalm, które służą do wzniecania pożarów. 4. zasłony dymne które są stosowane na polu bitwy w celu wprowadzania elementu zaskoczenia.

38

39 Crater from the 1962 "Sedan" nuclear test as part of Operation Plowshare. The 104 kiloton blast displaced 12 million tons of earth and created a crater 320 feet deep and 1,280 feet wide. (Look to the size of the roads in the bottom-right of the picture, and the observation deck at the lower-right edge of the crater, for a sense of scale)

40 Próbne wybuchy jądrowe przeprowadzane są głównie w celu sprawdzania i udoskonalania broni jądrowej. Od wynalezienia bomby atomowej w 1945 miało miejsce około 2000 próbnych wybuchów jądrowych, głównie przeprowadzonych przez USA i ZSRR. Od 1992 Rosja i USA utrzymują moratorium na zaprzestanie próbnych wybuchów, w związku z czym ich liczba drastycznie spadła. Kraje, które przeprowadziły próbne wybuchy jądrowe USA: 1030 prób ZSRR: 715 prób Francja: 210 prób

41 Kraje oficjalnie posiadające BMR 1. USA: 1,050 testów 2. Rosja : pomiędzy 715 i 969 testów 3. Wielka Brytania: 45 testów 4. Francja: 210 testów 5. Chiny: 45 testów 6. Indie: pomiędzy 5 i 6 testów 7. Pakistan: pomiędzy 3 i 6 testów 8. Korea Płn: 1 test Najpotężniejszą bombą atomową była Bomba Cara. Eksplozji dokonał Związek Sowiecki 30 października 1961 r.

42 Hiroszima i Nagasaki 6 sierpnia 1945 startująca z wyspy Tinian superforteca B-29 Enola Gay lotnictwa USA zrzuciła na miasto 4-tonową uranową bombę atomową Little Boy. W chwili ataku w Hirosimie mieszkało 275 tysięcy ludzi, oprócz tego stacjonował tam 40-tysięczny garnizon wojskowy. Wybuchła o godzinie 8:16:02 na wysokości 580 metrów z siłą około 15 kiloton trotylu zabijając natychmiast mieszkańców i ciężko raniąc W czasie II wojnyświatowej 9 sierpnia 1945 roku o godz. 11:02 amerykański pilot Charles Sweeney sterujący superfortecą B-29 Bock's Car zrzucił na Nagasaki drugą bombę atomową, która zabiła 75 tysięcy ludzi oraz zniszczyła blisko połowę miasta

43 ONZ ONZ - podpisanie w 1963 roku "Układu o Zakazie Doświadczeń z Bronią Jądrową w Atmosferze, Przestrzeni Kosmicznej i Pod Wodą" (Partial Test Ban Treaty - PTBT). W 1968 roku podpisano "Układ o Nierozprzestrzenianiu Broni Jądrowej" (Treaty on the Non-Proliferation of Nuclear Weapons NPT) Traktat o Całkowitym Zakazie Prób z Bronią Jądrową" (Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty - CTBT) był gotowy do podpisania w 1996 roku. Wiele państw stwierdziło jednak, że warunki wejścia wżycie traktatu są niezgodne z prawem międzynarodowym, gdyż są zbyt ograniczające i nie mają precedensu w praktyce międzynarodowej. CTBT przedstawiono do podpisu na forum Zgromadzenia Ogólnego NZ w 1998 r. Do dziś jednak traktat nie wszedł wżycie. Według artykułu XIV traktatu będzie on obowiązywał dopiero po podpisaniu go przez wszystkie 44 państwa posiadające broń jądrową lub elektrownie atomowe