Ekspert z Narodowego Centrum Badań Jądrowych odpowiada na najważniejsze pytania dotyczące wydarzeń z 11 marca 2011 roku.

Kliknij w wybrane pytanie by poznać odpowiedź!

KATASTROFA

W dniu 11 marca 2011 r.w sąsiedztwie EJ Fukushima nastąpiło wielkie trzęsienie Ziemi z epicentrum pod morzem w odległości 100 km od brzegu, największe w historii Japonii. Pękła sekcja powierzchni Ziemi o długości 500 km i szerokości 200 km, powodując rozlegle trzęsienie ziemi o magnitudzie 9.0 i tsunami, które uderzyło na dużą część wybrzeża Japonii.

Elektrownia była zaprojektowana jako odporna na trzęsienie ziemi. Po wstrząsie sejsmicznym wyłączyła się i była chłodzona zgodnie z planem. Ale cała prowincja została spustoszona, linie energetyczne zostały zniszczone, jedynym źródłem prądu były agregaty awaryjne w samej elektrowni. Pracowały one zgodnie z planem. Ale w ślad za trzęsieniem ziemi uderzyło tsunami, czyli bardzo wysoka fala, której wysokość rosła w miarę przybliżania się do wybrzeża.

Zabezpieczenia przeciwpowodziowe elektrowni były za niskie i fala tsunami o wysokości 15 m przelała się nad murami ochronnymi, zalała całą elektrownię i generatory prądu. Generatory awaryjne przestały działać. Pozbawiło to zasilania elektrycznego układy w całej elektrowni, włącznie z systemami bezpieczeństwa. Układy chłodzenia przestały działać. W ciągu kilku godzin woda nagrzała się do temperatury nasycenia, odparowała, a rdzenie pozostały bez chłodzenia i uległy uszkodzeniu.

Powodem katastrofy był więc błąd hydrologów, którzy nie przewidzieli tak wysokiej fali tsunami, a także nadmierne zadufanie kierownictwa firmy TEPCO, które od 2009 r. wiedziało, że tsunami może sięgnąć wyżej niż pierwotnie szacowano, a nie wprowadziło odpowiednich zabezpieczeń. Ponadto kultura japońska oparta na przekonaniu, że Japończycy wiedzą najlepiej, utrudniała wprowadzenie w Japonii modyfikacji zalecanych przez europejskie dozory jądrowe.

Zadaj pytanie dotyczące katastrofy w Fukushimie!

Fukushima

Wszystkie japońskie EJ zbudowano na wybrzeżu

Inne elektrownie w Japonii przetrwały trzęsienie ziemi i tsunami bez uszkodzeń. Dwie sąsiednie elektrownie były posadowione wyżej niż Fukushima Daiichi i nie zostały zalane przez falę tsunami. Tsunami zalało część elektrowni Fukushima Daiini, ale dwa agregaty prądotwórcze przetrwały i reaktory udało się wychłodzić bez uszkodzeń.

W samej elektrowni Fukushima Daiichi zniszczone zostały 4 bloki posadowione niżej, a dwa bloki zbudowane później na większej wysokości przetrwały ten podwójny kataklizm bez uszkodzenia.

Zadaj pytanie dotyczące katastrofy w Fukushimie!

Fukushima

Trzęsienie ziemi o sile 9 stopni w skali Richtera

Po utracie chłodzenia nie było możliwości odebrania ciepła, jakie wytwarzało się w rdzeniu reaktorów. Grzanie powyłączeniowe jest wielekroć mniejsze od grzania podczas pracy reaktora, ale po godzinie – gdy uderzyło tsunami – moc grzania powyłączeniowego była jeszcze na poziomie 1,5 % mocy nominalnej, co oznaczało grzanie o mocy 22 MW cieplnych w bloku nr. 1 i 33 MW cieplnych w pozostałych blokach elektrowni.

Grzanie powyłączeniowe powodowało podgrzew, a potem odparowanie wody znajdującej się w zbiorniku reaktora. Przez pierwsze godziny woda ta oddawała swe ciepło do wody w basenie pierścieniowym, stanowiącym część pierwotnej obudowy bezpieczeństwa reaktora. Ale gdy po 8 godzinach od uderzenia tsunami woda osiągnęła temperaturę nasycenia, odbiór ciepła ustał.

Woda w reaktorze zaczęła wrzeć i zamieniać się w parę. Po dalszych 4 godzinach nastąpiło osuszenie rdzenia w bloku nr. 1. Paliwo zaczęło się grzać i topić. Gdy paliwo osiągnęło wysokie temperatury, koszulki cyrkonowe otaczające paliwo weszły w reakcję z parą wodną i wytworzył się wodór, który ulotnił się do wnętrza obudowy bezpieczeństwa.

Zadaj pytanie dotyczące katastrofy w Fukushimie!

Fukushima

Wybuch wodoru w reaktorze 3 widziany z daleka

Do wybuchu jądrowego nie doszło, bo rdzeń reaktora nie może wybuchnąć jak bomba. W bombie znajduje się albo prawie czysty izotop rozszczepialny uranu U-235, albo pluton Pu-239. Materiał rozszczepialny jest rozmieszczony w postaci dwóch oddalonych od siebie półkul. Póki półkule są osobno, neutrony uciekają z nich nie powodując reakcji łańcuchowej. Do spowodowania wybuchu potrzebny jest detonator, który wystrzeli obie części bomby, tak by pędziły naprzeciw siebie i zetknęły się, tworząc masę krytyczną. Musi ona istnieć dostatecznie długo by nastąpił wybuch, zanim powstająca energia spowoduje rozpad bomby na części.

W reaktorze jądrowym wzbogacenie uranu – czyli zawartość izotopu rozszczepialnego – jest dużo mniejsze (do 5%) niż w bombie (powyżej 95%) i oczywiście nie ma specjalnych urządzeń detonujących. Wybuch jądrowy jest w reaktorze wykluczony.

Natomiast, jeśli rdzeń reaktora podgrzeje się do wysokich temperatur, możliwe jest uwalnianie gazów łatwopalnych. W Fukushimie po reakcji pary wodnej z cyrkonem wydzielił się wodór. Gdy zgromadziło się go dużo, nastąpiło gwałtowne spalenie wodoru i detonacja wodorowa, która rozsadziła wtórną obudowę bezpieczeństwa. Ułatwiło to wydostawanie się produktów rozszczepienia do atmosfery.

Zadaj pytanie dotyczące katastrofy w Fukushimie!

AKCJA RATUNKOWA I EWAKUACJA

Premier Japonii nie doceniał zagrożenia i potrzeby szybkiego działania dla ochrony reaktorów. Dla przywrócenia zasilania elektrowni nie użyto helikopterów, transport potrzebnych generatorów i ich wyposażenia odbywał się ciężarówkami przez kompletnie zniszczone miasta i drogi, co spowodowało wielogodzinne opóźnienie.

Wobec tego, że wysokociśnieniowy układ chłodzenia awaryjnego w reaktorze nie działał z powodu braku zasilania elektrycznego, trzeba było obniżyć ciśnienie w reaktorze, by wprowadzić wodę z pomp niskociśnieniowych w układzie wody przeciwpożarowej. Kierownik EJ Fukushima poprosił premiera o zezwolenie na zrzut ciśnienia w reaktorze nr. 1 o godzinie 23 dnia 11 marca, ale premier nakazał wstrzymanie tego działania do czasu przeprowadzenia w Tokio konferencji prasowej o 3 rano 12 marca. To opóźnienie spowodowało nieodwracalne zmiany – paliwo uległo stopieniu.

Późniejsze decyzje o ewakuacji ludzi były podejmowane przez premiera Japonii bez uwzględnienia zaleceń Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej i spowodowały niepotrzebne cierpienia ludzi i straty gospodarcze. Pierwsza ewakuacja na wniosek kierownika elektrowni miała objąć ludzi w promieniu 2 km, premier rozszerzył jej zakres do 3 km, a potem w kolejnych decyzjach do 20 i 30 km.

Gdyby decyzje były podejmowane szybko i zgodnie z potrzebami technicznymi, prawdopodobnie udałoby się ograniczyć skutki awarii i na pewno znacznie zmniejszyć rozmiary strefy ewakuowanej.

Zadaj pytanie dotyczące katastrofy w Fukushimie!

Ewakuacja uchroniła ludność przed otrzymaniem niewielkich dawek promieniowania, podobnych do tych, które występują z racji tła naturalnego w wielu rejonach świata nie powodując szkód zdrowotnych. Ale jak każda ewakuacja była to operacja trudna i związana z wieloma szkodami społecznymi i psychologicznymi. Dane demograficzne wykazały, że wiele rodzin zostało rozdzielonych podczas ewakuacji. Było to oczywiście istotnym powodem do stresów psychologicznych.

Niezależni eksperci podają, ze pozostanie na terenach uznanych za skażone oznaczałoby według najbardziej pesymistycznych ocen skrócenie życia o kilka dni, a prawdopodobnie nie miałoby żadnych złych skutków. Zasada "przezorności", według której trzeba chronić ludzi przed każdą, nawet najmniejszą dawką promieniowania, może prowadzić do złych skutków i powinna być na nowo rozważona. Jest to tym bardziej uzasadnione, że według teorii hormezy procesy naprawcze w naszych organizmach są pobudzane przez małe dawki promieniowania i ludzie w rejonach o podwyższonym tle promieniowania naturalnego żyją dłużej i zdrowiej.

Ewakuowanie ludności, której "grozi" poziom promieniowania podobny do poziomu w Finlandii czy Szwecji nie ma uzasadnienia, poza strachem, szerzonym przez organizacje zainteresowane zwalczaniem energii jądrowej. Dlatego eksperci proponują zmodyfikować zasady ewakuowania ludzi w razie awarii jądrowych, by nie powodować realnych szkód społecznych i psychologicznych dla uniknięcia teoretycznych zagrożeń.

Zadaj pytanie dotyczące katastrofy w Fukushimie!

Gdy patrzymy na mapkę skażeń, widzimy że nie tworzą one kształtu kołowego, lecz układają się w kształt długiego cygara w kierunku na północny wschód od Fukushimy. W rejonach o największych skażeniach roczne dawki mogą dojść do 100 mSv, a w rejonach mniej skażonych roczne dawki nie przekraczają 50 i 20 mSv.

W świetle zaleceń międzynarodowych opublikowanych przez MAEA 1 można było ewakuację ograniczyć tylko do terenów, gdzie dawki przekraczają 100 mSv/rok. Ludność tam zamieszkała była dużo mniejsza, niż ludność ewakuowana wskutek decyzji rządu japońskiego z całego rejonu kołowego.

A jaki obszar trzeba byłoby ewakuować tymczasowo stosując przepisy obowiązujące w Polsce2 (takie same jak przepisy MAEA)?

Według tych przepisów przeprowadza się szybką ewakuację, "jeżeli w przypadku zaniechania tego działania dowolna osoba z zagrożonego terenu mogłaby otrzymać na skutek narażenia zewnętrznego i wewnętrznego, z wyjątkiem wchłonięcia substancji promieniotwórczych drogą pokarmową, w ciągu kolejnych 7 dni dawkę skuteczną (efektywną) równą łącznie, co najmniej 100 mSv". Tymczasowe przesiedlenia ludności można stosować wg zaleceń MAEA, jeśli dodatkowa dawka skuteczna przekroczy 100 mSv w ciągu roku po awarii.

Wynika stąd, że:
1. Nie trzeba było ewakuować ludności z obszaru objętego promieniem 20 km, a ograniczyć działania interwencyjne do obszaru naprawdę skażonego, stanowiącego wycinek koła a nie półkole.
2. Nie potrzeba było ewakuować ludzi z obszaru, gdzie roczna dawka mogła wynieść 30 czy 50 mSv.
3. Należało zastosować uzgodnione wcześniej i obowiązujące w większości krajów zalecenia MAEA i ograniczyć ewakuację do rejonów, gdzie po roku od chwili awarii mogła wystąpić dawka 100 mSv.

To porównanie wykazuje, że rząd japoński podjął działania przesadzone i w sumie szkodliwe dla ludności. Były one sprzeczne z zaleceniami MAEA, uzgodnionymi w ramach wniosków po Czarnobylu, właśnie po to, by rządy krajów, w których mogą wystąpić awarie, nie podejmowały działań nieuzasadnionych, ze szkodą dla ludności. Eksperci japońscy uczestniczyli w opracowaniu przepisów MAEA i rząd Japonii zatwierdził je – a jednak w chwili awarii na własnym terytorium, premier Japonii podjął działania nieuzasadnione, motywowane strachem a nie wiedzą.

1 Table 3. Generic Criteria For Protective Actions…in: IAEA Safety Standards, Criteria for Use in Preparedness and Response for a Nuclear or Radiological Emergency, Jointly sponsored by the FAO, IAEA, ILO, PAHO, WHO No. GSG-2
2 ROZPORZĄDZENIE RADY MINISTRÓW z dnia 27 kwietnia 2004 r. w sprawie wartości poziomów interwencyjnych dla poszczególnych rodzajów działań interwencyjnych oraz kryteriów odwołania tych działań

Zadaj pytanie dotyczące katastrofy w Fukushimie!

OFIARY I SKAŻENIE

W elektrowni jądrowej produkty rozszczepienia zawarte są w materiale paliwowym, który stanowi pierwszą barierę zatrzymującą substancje radioaktywne. Materiał paliwowy jest oddzielony od otoczenia elektrowni przez trzy kolejne bariery: koszulki cyrkonowe otaczające pręty paliwowe, stalowy zbiornik reaktora i obudowę bezpieczeństwa. Dopóki paliwo jest chłodzone, substancje promieniotwórcze pozostają w materiale paliwowym.

Jednak w Fukushmie po awarii chłodzenie reaktora, woda zamieniała się w parę i ciśnienie w zbiorniku reaktora rosło. Kierownik reaktora prosił premiera o zezwolenie na uwolnienie pary poza reaktor, by obniżyć ciśnienie i ułatwić chłodzenie, ale premier nakazał to działanie odłożyć do chwili przeprowadzenia w Tokio konferencji prasowej. To opóźnienie było brzemienne w skutki. Zanim konferencja się rozpoczęła, paliwo uległo stopieniu.

W parę godzin później nastąpił w bloku nr. 1 wybuch wodoru. Zniszczył on obudowę wtórną i uszkodził budynki wokoło, utrudniając dalszą akcję ratunkową. Pierwotna obudowa bezpieczeństwa pozostała, ale inne bariery bezpieczeństwa były zniszczone i część produktów rozszczepienia wydostawała się z elektrowni. Potem nastąpiło przegrzanie dwóch dalszych reaktorów, dalsze wybuchy wodoru i dalsze uwolnienia radioaktywności.

Zadaj pytanie dotyczące katastrofy w Fukushimie!

Tak, skażenia zostały spowodowane przez izotopy jodu, cezu i innych stałych produktów rozszczepienia. Gazowe produkty rozszczepienia, jak ksenon i krypton, odpłynęły w postaci chmury radioaktywnej, nie osiadając na ziemi.

Łączna wydzielona aktywność cezu oceniana jest przez IAEA3 na 7-20 PBq, a jodu na 100-400 PBq (P- oznacza milion giga to jest 10 15).

Izotopy cezu Cs-134, Cs-137 będą pozostawać na glebie przez dłuższy czas, określony przez ich okresy połowicznego rozpadu (odpowiednio 2 lata i 30 lat) i przez procesy wymywania cezu ze środowiska naturalnego.

Jod I-131, którego okres połowicznego rozpadu jest krótki (8 dni), występował w otoczeniu Fukushimy tylko przez kilka miesięcy. Izotopy krótko życiowe, jak tellur, istniały tylko kilka dni lub tygodni, ale mogły przyczynić się do dawek promieniowania otrzymywanych we wczesnym okresie po awarii.

3 IAEA The Fukushima Daiichi Accident, Volume 4, Radiological Consequences, Vienna 2015

Zadaj pytanie dotyczące katastrofy w Fukushimie!

Nikt nie zginął ani nie zachorował wskutek promieniowania po awarii w Fukushimie. Trzęsienie ziemi spowodowało zniszczenie całej prowincji wraz z miastami, mostami, drogami, liniami wysokiego napięcia, zakładami przemysłowymi i elektrowniami konwencjonalnymi, mniej odpornymi na wstrząsy niż elektrownie jądrowe. Dlatego po zatopieniu generatorów awaryjnych w Fukushimie nie było możliwości doprowadzenia prądu do elektrowni – po prostu nie istniały linie transmisyjne ani źródła wytwarzania energii elektrycznej.

Wskutek trzęsienia ziemi i tsunami zginęło 20 000 ludzi. Wskutek promieniowania nie umarł nikt. Ale w strachu przed promieniowaniem ewakuowano 150 tysięcy osób, w tym ludzi starych oraz chorych ze szpitali. Każda ewakuacja oznacza trudności i straty, a warunki ewakuacji i życia po ewakuacji rejonu Fukushimy były szczególnie trudne – cala prowincja była przecież kompletnie zniszczona.

Po wielkich awariach w innych gałęziach gospodarki bywało gorzej – po spowodowanym przez działalność człowieka megatsunami w zbiorniku wodnym Vajont we Włoszech w 1963 r. zginęło 2000 osób, po awarii fabryki chemicznej w Bhopalu zginęło 8000 ludzi, a ponad 550 000 odniosło szkody zdrowotne, w tym ponad 38000 okaleczeń, po wybuchu gazu w Mexico City w 1984 zginęło 498 osób, po awarii tamy Banqiao Reservoir Dam w Chinach w 1975 r. zginęło 171 000 ludzi, a ponad 11 milionów utraciło swe domy. Tę listę można byłoby ciągnąć długo.

W Fukushimie stara elektrownia jądrowa wystawiona na działaniu najstraszniejszego kataklizmu w dziejach Japonii uległa wprawdzie zniszczeniu, ale nie zabiła nikogo... .

Zadaj pytanie dotyczące katastrofy w Fukushimie!

Od chwili awarii w marcu 2011 do 31 stycznia 2014 w Fukushimie pracowało 32 000 osób, w tym 4000 załogi z TEPCO i 28 000 robotników kontraktowych. Wśród nich 173 otrzymało dawki powyżej 100 mSv, (poprzez napromieniowanie zewnętrzne i wewnętrzne) w tym 9 osób otrzymało dawki powyżej 200 mSv.4

Dawki dopuszczalne dla pracowników narażonych zawodowo w Japonii wynoszą przy normalnej pracy 100 mSv w ciągu 5 lat, ale tylko 50 mSv w ciągu jednego roku. Do pracy w warunkach wielkiej awarii ustalono wyższy limit mianowicie 250 mSv w ciągu roku5. Jest on dwukrotnie niższy niż limit zalecany przez ICRP (500 ms) dla przypadków działań interwencyjnych mających zapobiec narażeniu innych osób. Dawki otrzymane przez pracowników w żadnym przypadku nie przekroczyły tego limitu.

4 Ministry of Health, Labor and Welfare: Exposure Dose Distribution of the Workers at Fukushima Daiichi Nuclear Power plant,
http://www.mhlw.go.jp/english/topics/2011eq/workers/irpw/index.html
5 http://japan.kantei.go.jp/kan/topics/201106/pdf/chapter_vii.pdf

Zadaj pytanie dotyczące katastrofy w Fukushimie!

UNSCEAR stwierdził w raporcie6 zatwierdzonym przez Generalne Zgromadzenie ONZ, że "nie ma i nie oczekuje się wystąpienia wykrywalnych szkód zdrowotnych spowodowanych promieniowaniem po awarii w Fukushimie"7. UNSCEAR stwierdził też, że promieniowanie nie powoduje skutków dziedzicznych8.

Dawki promieniowania otrzymane w ciągu pierwszego roku po awarii oraz przewidywane dawki w ciągu całego życia są ogólnie małe lub bardzo małe.„Nie oczekuje się wykrywalnego wzrostu zachorowań, które można byłoby przypisać promieniowaniu, ani wśród osób narażonych ani wśród ich potomstwa.”9.

Według raportu przedstawionego przez UNSCEAR w grudniu 2012 r. Zgromadzeniu Ogólnemu ONZ nie ma podstaw, by małe dawki otrzymywane przez wiele osób przeliczać na efekty zdrowotne10. Zdaniem UNSCEAR dotyczy to dawek poniżej 100 mSv. Dopiero przy jednorazowych dawkach powyżej 100 mSv można mówić o ich ujemnym wpływie na zdrowie człowieka.

Jeszcze przed przedstawieniem raportu o Fukushimie, UNSCEAR poinformował Zgromadzenie Ogólne ONZ, że "wzrostu objawów chorobowych w różnych populacjach nie można wiarygodnie przypisywać promieniowaniu na poziomie odpowiadającym średnim poziomom promieniowania występującym na świecie".

Aby dać Czytelnikowi punkt odniesienia dodajmy, że w Polsce średnia dawka promieniowania to 2,5 mSv/rok, a w Finlandii 7 mSv/rok. Podobne i wyższe poziomy promieniowania występują w Masywie Centralnym we Francji, w Szwecji, w Indiach, w Brazylii, w Iranie i w wielu innych rejonach świata.

Wnioski z raportu UNSCEAR z 2013 r. zostały potwierdzone w Białej Księdze opublikowanej przez UNSCEAR w 2015 r. i przyjętej jako dokument Narodów Zjednoczonych11. Stanowisko UNSCEAR jest zgodne z raportem Światowej Organizacji Zdrowia na temat skutków zdrowotnych awarii w Fukushimie12.

6 http://www.unscear.org/docs/reports/2013/13-85418_Report_2013_Annex_A.pdf
7 UNITED NATIONS, Sources, Effects and Risks of Ionizing Radiation (Report to the General Assembly), UNSCEAR 2013 Report, Vol. I, Scientific Annex A: Levels and Effects of Radiation Exposure Due to the Nuclear Accident after the 2011 Great East-Japan Earthquake and Tsunami, Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR), UN, New York (2014).
8 UNITED NATIONS, Report of the United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation, A/67/46, UN, New York (2012)
9 UNITED NATIONS, Report of the United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation, A/68/46, UN, New York (2013)
10 http://www.world-nuclear-news.org/RS_UN_approves_radiation_advice_1012121.html
11 http://www.unscear.org/docs/reports/2015/Fukushima_WP2015_web_en.pdf
12 http://science.time.com/2013/03/01/meltdown-despite-the-fear-the-health-risks-from-the-fukushima-accident-are-minimal/

Zadaj pytanie dotyczące katastrofy w Fukushimie!

Potencjalne skutki napromieniowania dzieci są przedmiotem szczególnej troski. Normy i zalecenia międzynarodowe dotyczące ochrony przed promieniowaniem uwzględniają obecność dzieci w napromieniowanej populacji.

W ramach akcji pomiarów zdrowotnych po Fukushimie przeprowadzono trzyletni cykl badań tarczycy najnowocześniejszymi metodami o wysokiej czułości. Badania przesiewowe objęły 370 tysięcy dzieci, w chwili awarii, w wieku od 0 do 18 lat. Po tych badaniach przesiewowych, od 2014 r. prowadzone są pełne badania tarczycy, a mieszkańcy rejonu Fukushimy będą cyklicznie badani w następnych latach.13

W badaniach przesiewowych rejestrowano oznaki utajone, to jest nie powodujące żadnych symptomów chorobowych widocznych dla samych dzieci, ich rodziców lub nawet lekarzy, takie jak guzki, cysty i nowotwory, które pozostałyby niezauważone, gdyby dzieci badano standardowymi metodami. Okres utajenia raka tarczycy spowodowanego przez promieniowanie jest dłuższy niż 5 lat, które upłynęły od chwili awarii.

Proporcja przypadków utajonego raka tarczycy w badanej populacji była niemal taka sama jak w badaniach przesiewowych przeprowadzonych zaraz po awarii w latach 2011-201214. Raporty ekspertów wskazują, że guzki i cysty wykryte w najnowszych badaniach nie są związane z narażeniem radiacyjnym po awarii.

Również narażenie radiacyjne dzieci jeszcze nienarodzonych w chwili awarii nie spowodowało wykrywalnych skutków. Raport IAEA stwierdza, że "częstość przypadków urodzeń noworodków martwych, porodów przedwczesnych, noworodków o wadze niższej niż normalna i wad wrodzonych była podobna jak w innych rejonach Japonii"15.

13 SUZUKI, S., et al., “Three-Year Results and Future Scope of the Fukushima Thyroid Ultrasound Examination after the Fukushima NPP Accident”, paper presented at 3rd Int. Expert Symp. on Beyond Radiation and Health Risk: Toward Resilience and Recovery, Fukushima (2014)
, http://www.fmu.ac.jp/radiationhealth/symposium201409/media/9_S2_Suzuki_FINAL(0909).pdf
14 FUKUSHIMA PREFECTURE, Proc. 18th Prefectural Oversight Committee Meeting for Fukushima Health Management Survey (2015),
http://www.fmu.ac.jp/radiationhealth/results/20150212_Thyroid_Ultrasound_Examination.html
15 NOMURA, Y., “Pregnancy and birth survey (by the Radiation Medical Science Center for the Fukushima Health Management Survey)”, paper presented at 3rd Int. Expert Symp. on Beyond Radiation and Health Risk: Toward Resilience and Recovery, Fukushima, 2014,
http://www.fmu.ac.jp/radiationhealth/symposium201409/media/10_S2_Nomura_FINAL(0909).pdf

Zadaj pytanie dotyczące katastrofy w Fukushimie!

W marcu 2013 roku ministerstwo środowiska Japonii podało wyniki badań częstości występowania guzków i cyst tarczycy wśród dzieci w trzech prefekturach położonych daleko od Fukushimy, od 380 km (Yamanashi) do Nagasaki (1480 km). Zbadano także te częstości w mieści Ushiki (200 km).

Anomalie w tarczycy podzielono na dwie kategorie A i B. Typ A to guzki < 5 mm lub cysty < 20 mm, a typ B to guzki > 5 mm lub cysty > 20 mm. Okazało się, że częstość występowania nienormalności w tarczycy jest taka sama wśród dzieci w prefekturach oddalonych od Fukushimy jak i w samej prefekturze Fukushima16. W Fukushimie zbadano w sumie 200 000 dzieci – była to więc ogromna praca, przeprowadzona z sumiennością właściwą Japończykom.17

Wyniki tych badań wykazały jednoznacznie, że twierdzenia jakoby promieniowanie spowodowało wzrost zachorowań na tarczycę, są nieprawdziwe.

Delegacja UNSCEAR na spotkaniu w mieście Iwaki koło Fukushimy w dniu 9 lutego 2016 r. potwierdziła, że frakcja dzieci mających anomalie w tarczycy w okolicy Fukushimy nie różni się od średniej dla innych prowincji w Japonii.18

W Białej Księdze opublikowanej w 2015 r. UNSCEAR podkreśla, że wyniki badań tarczycy wykazały, że częstość utajonego raka tarczycy wśród dzieci w prefektury Fukushima jest mniejsza (177 na milion) niż w innych prefekturach oddalonych od Fukushimy (380 na milion)19. UNSCEAR zauważył, że wyniki te nie są w pełni porównywalne, ze względu na brak pełnych informacji o metodach pomiarowych, ale potwierdzają tezę, że wysoka częstość anomalii w tarczycy wykryta po awarii jest wynikiem większej dokładności pomiarowej, a nie skutkiem promieniowania.

Zadaj pytanie dotyczące katastrofy w Fukushimie!

Podziemny strumień wody płynie z gór do morza pod terenem elektrowni Fukushima Daiichi. Wydatek przepływu wynosi 800 ton dziennie, z czego 400 ton napływa do piwnic budynków elektrowni i ulega skażeniu, a reszta płynie bezpośrednio do morza. W ten sposób codziennie przybywa 400 ton wody skażonej wskutek chłodzenia reaktorów.

By nie wypuszczać skażonej wody do morza, w elektrowni ustawiono po awarii zbiorniki o pojemności 1000 ton każdy. Oznacza to, że co 2,5 dnia był napełniany nowy zbiornik. Do 15 lipca 2014 r. na terenie elektrowni zgromadzono 500 000 ton skażonej wody, a w piwnicach elektrowni około 90 000 ton.20

W miarę upływu czasu firma TEPCO zwiększała pojemność zbiorników na skażoną wodę i rozbudowywała układy oczyszczania wody z cezu, strontu i innych substancji radioaktywnych z wyjątkiem trytu. W 2014 roku układy oczyszczania zapewniały redukcję substancji radioaktywnych w wodzie od 1000 do 10 000 razy.

W październiku 2014 TEPCO uruchomiło nowy układ usuwania radionuklidów, będący ulepszoną wersją układu pracującego przedtem przez 2 lata w Fukushimie. Jego wydajność wynosi 500 ton wody dziennie. Zapewnił on zdecydowaną redukcję ilości skażonej wody przechowywanej w zbiornikach elektrowni. W szczególności obniża on zawartość strontu do niewykrywalnego poziomu, co zmniejsza zagrożenie przecieków i podnosi bezpieczeństwo robotników. Radioaktywny cez usuwano skutecznie już wcześniej przy pomocy układu SARRY.21

W sierpniu 2015 r. towarzystwo rybackie zgodziło się na zrzucanie oczyszczonej wody do morza22. Obecnie ilość wody przechowywanej na terenie elektrowni maleje.

Zadaj pytanie dotyczące katastrofy w Fukushimie!

Od czasu awarii problem wody przepływającej pod powierzchnią ziemi z okolicznych gór pod elektrownią do oceanu niepokoił opinię publiczną. Obawiano się skażenia radioaktywnego ryb i innych organizmów morskich. Dlatego przeprowadzono szereg badań radioaktywności ryb.

W lutym 2016 r. opublikowano w materiałach US National Academy of Sciences studium wskazujące, ze skażenie ryb u wybrzeży Japonii jest bardzo małe23, z niewielkimi wyjątkami. W studium określono prawdopodobieństwo, że radioaktywność ryb jest większa od 20 Bq/kg, od 50 i od 100 Bq/kg. Dla informacji dodajmy, że obecnie ustalony w Japonii próg dopuszczalności wynosi 100 Bq/kg i jest to jedna z najniższych wartości na świecie.

Przed awarią, dopuszczalna radioaktywność ryb była ustalona na poziomie 500 Bq/kg. Wartość odniesienia przyjęta przez Międzynarodową Organizację Zdrowia i wiele krajów to 1000 Bq/kg24, co zapewnia utrzymanie dawki rocznej poniżej 1 mSv. W krajach Unii Europejskiej ta wartość odniesienia jest równa 600 Bq/kg.

Badacze stwierdzili, że średnie prawdopodobieństwo wystąpienia radioaktywności większej niż 100 Bq/kg w rybach żyjących blisko powierzchni morza jest prawie zerowe25. W przypadku ryb żyjących na dnie oceanu szansa na wykrycie radioaktywności jest większa – np. dla okonia morskiego wynosi ona 0,7 % na wykrycie radioaktywności przekraczającej 100 Bq/kg. W pojedynczych przypadkach radioaktywność może być większa – np. w styczniu 2014 r. złowiono kantara o aktywności 12 tys. Bq/kg, co wzbudziło sensację prasową. Ale znalezienie pojedynczego egzemplarza nie zmienia faktu, że skażenie ryb jest krańcowo małe.

W 2015 r. oceniono, że całkowita skuteczna dawka obciążająca wskutek spożycia ryb, skorupiaków I wodorostów wydobytych z wód przybrzeżnych koło Fukushimy wynosi 0.6 ± 0.4 mSv/rok, a dawka od jedzenia ryb wyłowionych na otwartych wodach Pacyfiku 0.07 ± 0.05 mSv/rok. Są to dawki mniejsze, niż otrzymywane przy spożyciu ryb i skorupiaków z zawartego w nich naturalnego izotopu ołowiu Pb210 (0.7 mSv/rok).

Takie dawki indywidualne są poniżej poziomu, przy którym można byłoby spodziewać się jakichkolwiek szkód zdrowotnych.

Zadaj pytanie dotyczące katastrofy w Fukushimie!

W przypadku roślin, wcześniejsze raporty UNSCEAR26 wskazywały na możliwość wystąpienia niewielkich zmian w drzewach iglastych przy dawkach około 1-2 Gy, a poważnych szkód mogących prowadzić do śmierci przy dawkach w zakresie 10-20 Gy. Rzeczywiste dawki na terenach wokoło Fukushimy były dużo mniejsze. Ocena dawek w okolicy Fukushimy wskazuje, że bezpośrednie szkodliwe skutki dla roślin są nieprawdopodobne, a w przypadku zwierząt jest małe prawdopodobieństwo zaburzeń w cyklu reprodukcji.

Natomiast mogą wystąpić poważne zaburzenia wskutek trzęsienia ziemi i tsunami, które spowodowały całkowite spustoszenie wschodniej części wyspy Honshu, gdzie leży Fukushima. Zniknęły gniazda ptaków, wyginęły stworzenia stanowiące pokarm dla ptaków i zwierząt, pola i lasy zamieniły się w błotniska nieprzyjazne dla fauny.

Często ujemne efekty zjawisk sprzed 5 lat przypisuje się działaniu promieniowania, zapominając o skutkach kataklizmu naturalnego – trzęsienia ziemi i tsunami. Np. przeciwnicy energii jądrowej przypisują działaniu promieniowania wyginięcie motyli, a nie zwracają uwagi na zabójcze skutki tsunami. Siła kataklizmu, który w marcu 2011 r. nawiedził wschodnią Japonię, była równoważna skutkom ciężkiej wojny i pozostawiło to ślady w przyrodzie na wiele lat.

26 UNITED NATIONS, Sources and Effects of Ionizing Radiation (Report to the General Assembly), UNSCEAR 2008 Report, Vol. II, Scientific Annexes C, D and E, Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR), UN, New York (2011).
UNITED NATIONS, Sources and Effects of Ionizing Radiation (Report to the General Assembly), UNSCEAR 1996 Report, Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR), UN, New York (1996)

Zadaj pytanie dotyczące katastrofy w Fukushimie!

Nie, ani Polska, ani żaden inny kraj poza Japonią nie był zagrożony. Również w Tokio dawki były zbyt małe, by mogły spowodować wzrost ryzyka zachorowania.

Zadaj pytanie dotyczące katastrofy w Fukushimie!

Krytycy energetyki jądrowej często sugerują, że cez odkłada się w szkielecie człowieka, powodując raka kości. Jest to twierdzenie niczym nieuzasadnione, poza błędnym przekonaniem, że cez jest chemicznie podobny do wapnia. Jest to po prostu nieprawda. Rzut oka na tablicę Mendelejewa wystarczy by stwierdzić, że cez należy do grupy I, podczas gdy wapń należy do grupy II , do której zalicza się także stront. Stront przenika do kości – natomiast cez nie.

Pierwiastki spożywane przez nas są wydalane z organizmu i ilość ich maleje do połowy po czasie zwanym biologicznym okresem połowicznego zaniku. W przypadku cezu okres ten wynosi 100 dni. W przypadku potasu okres ten wynosi 30 dni. Tak więc cez i potas zachowują się podobnie, chociaż nie identycznie. A potas zawiera zawsze izotop K-40, to jest izotop promieniotwórczy, powstający w jądrach gwiazd i rozproszony w całej galaktyce. Jego okres połowicznego rozpadu (promieniotwórczego) wynosi ponad miliard lat – to znaczy, że będzie on z nami przez bardzo długi czas. A że stale zjadamy K-40 z naszym pożywieniem, jest on naturalnym składnikiem naszych organizmów. W każdym momencie mamy w sobie 3400 bekereli potasu K-40, to jest w każdej sekundzie zachodzi w nas 3400 emisji promieniotwórczych. Emisje cezu i potasu są dość podobne – cez Cs-137 emituje elektrony o energii 1,17 MeV, a potas K-40 elektrony o energii 1,31 MeV. Różnica jest niewielka.

Ze względu na dłuższy okres połowicznego zaniku biologicznego cezu oraz częściową przemianę cezu w bar, graniczna zawartość cezu Cs-137 w naszym ciele jest ustalona dużo niżej niż rekomendowana zawartość potasu. Aby przekroczyć ten limit, musielibyśmy jeść dużo jedzenia bogatego w potas – na przykład 10 bananów lub 2,5 kg kartofli każdego dnia. Natomiast jedząc pożywienie zawierające ustaloną przez Japończyków aktywność cezu Cs-137 wynoszącą 100 Bq/kg musielibyśmy jeść 100 gramów takiego pożywienia dziennie przez cały rok, to jest zjeść go 37 kilogramów rocznie, by osiągnąć dopuszczalną w Japonii aktywność w naszym organizmie. Pamiętajmy, że ustalona przez Japonię wartość graniczna tej aktywności jest wielokrotnie niższa niż w innych krajach.

Cez jest produktem rozszczepienia występującym typowo w paliwie reaktorowym i stosunkowo łatwo wydostaje się z reaktora przez nieszczelności w barierach chroniących przez promieniowaniem ponieważ jego temperatura wrzenia jest dość niska – 671 stopni C. Porównanie uwolnień cezu w Fukushimie z uwolnieniami przy wybuchu bomby atomowej jest mylące, bo skutki radiacyjne bomby nie zależą od cezu, a od wielu innych pierwiastków – w sumie 71 pierwiastków (i ich izotopów), od sodu do ołowiu.

Co więcej, stosunkowo niewiele radioizotopów po wybuchu bomby powstaje bezpośrednio wskutek rozszczepienia. Najbardziej promieniotwórcze izotopy w opadzie po wybuchu są produktami aktywacji neutronowej. Neutrony są przy wybuchu bomby jedynym typem promieniowania, który może przekształcić materię w atomy radioaktywne. Gleba, budynki i inne materiały zamienione w pył w chwili wybuchu bomby są natychmiast wyrzucane do pola neutronowego, powstającego podczas wybuchu i ich atomy stają się radioaktywne, chociaż nie były radioaktywne przez wybuchem. Do najważniejszych należą sód Na-24, chrom CR-51, mangan Mn—54, żelazo Fe-59, kobalt Co-60, miedź Cu-64, antymon Sb-122 i 124, tantal Ta-180 i 182 ołów Pb-203. Ich okresy połowicznego rozpadu mogą być tak krótkie jak 8 godzin (Ta-180) i tak długie jak 5,3 lat (Co-60). Żaden z wyżej wymienionych radionuklidów nie powstaje w reaktorze energetycznym. Natomiast ilości cezu Cs-137 są minimalne w porównaniu z innymi radionuklidami w opadzie po wybuchu bomby.

Dlatego porównywanie ilości cezu uwolnionego w Fukushimie z ilością cezu po wybuchu bomby atomowej nie ma sensu. Ale oczywiście wielkości te są znane. Wg oceny z 2011 roku, aktywność cezu uwolnionego w Fukushimie wy niosła 15,000 tera bekereli, a ocenę tę potwierdził raport IAEA opublikowany w 2015 roku26a podający aktywność od 7000 do 20 000 terabekereli. Ale rząd japoński zastrzegał się, że porównanie z bombą jest mylące, - zapewne z tych właśnie powodów, które opisaliśmy powyżej.

Dlatego podstawą do sądów na temat Fukushimy nie jest uwolniona aktywność cezu mierzona w bekerelach, lecz ocena skutków zdrowotnych dawki, jaka w ciągu życia (70 lat) otrzymają dzieci na terenach wokoło Fukushimy. Raporty Światowej Organizacji Zdrowia (WHO), Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej (IAEA), Komitetu Naukowego ONZ ds. Skutków Promieniowania Atomowego (UNSCEAR ) oraz Stowarzyszenia Naukowców do Rzetelnego Informowania o Promieniowaniu (SARI) stwierdzają zgodnie, że dawki te są tak małe, że nie spowodują żadnych wykrywalnych ujemnych skutków zdrowotnych.

26a IAEA The Fukushima Daiichi Accident, Volume 4, Radiological Consequences, Vienna 2015

Zadaj pytanie dotyczące katastrofy w Fukushimie!

Znaczenie plutonu dla energetyki

Uran występujący w przyrodzie składa się z dwóch izotopów, U-235 i U -238. Tylko U-235, który stanowi mniej niż 1 % uranu, jest rozszczepialny w reaktorach termicznych i może nam dostarczać energii. Reszta, a więc ponad 99% uranu wydobywanego z ziemi, to izotop uranu U-238, który można wykorzystać dopiero, gdy podczas pracy reaktora wychwyci on neutron i zamieni się w pluton Pu-239. Ilość rudy uranowej w wierzchnich warstwach ziemi jest ograniczona, więc przy wykorzystywaniu tylko U-235 stanęlibyśmy za kilkaset lat wobec braku paliwa uranowego.

Na szczęście pluton Pu-239 jest rozszczepialny i może być wykorzystany jako paliwo jądrowe. Już obecnie pluton dodaje się do paliwa jądrowego wykonywanego z mieszaniny tlenków uranu i plutonu, tzw. paliwa MOX (Mixed OXides). W przyszłości oczekuje się, że w reaktorach IV generacji przy każdym rozszczepieniu jądra U-235 będzie powstawać więcej niż jedno jądro plutonu Pu-239. Dzięki temu ilość paliwa jądrowego nie będzie maleć – przeciwnie, będzie rosła, co pozwoli zaspokoić potrzeby energetyczne ludzkości przez tysiące lat. Ponadto recykling paliwa i użycie plutonu do produkcji nowych elementów paliwowych pozwala zdecydowanie zmniejszyć ilość i aktywność odpadów radioaktywnych. W perspektywie setek lat użycie plutonu jest więc dobrym rozwiązaniem problemów energetycznych ludzkości.

Ale właśnie dlatego, że pluton może być obfitym źródłem energii, przeciwnicy energetyki jądrowej zwalczają najostrzej rozwój prędkich reaktorów powielających wykorzystujących pluton jako główne paliwo i straszą plutonem jako rzekomo najgroźniejszą trucizną znaną człowiekowi. Ralf Nader oświadczył, że gram plutonu wystarczy do zabicia 17 milionów ludzi.26b Przy okazji awarii w Fukushimie aktywiści antynuklearni twierdzili, że pluton z paliwa typu MOX stwarzał zagrożenie dla Tokio26c, a wypalone paliwo w basenach miało być zagrożeniem dla życia na całej kuli ziemskiej.26d

Jednakże propaganda aktywistów antynuklearnych opiera się na błędnym założeniu, że cała ilość plutonu uwolniona do atmosfery zostaje wchłonięta i zatrzymana w organizmie człowieka. Błędne są też oceny groźby stwarzanej przez cząstki plutonu w płucach, kościach i całym organizmie człowieka. Nie są to drobne różnice kilkunastu czy nawet kilkuset procent – współczynniki błędu wynoszą setki tysięcy razy. Sprawdźmy więc, jakie jest zagrożenie od wchłoniętego plutonu, a następnie, ile tego plutonu może dostać się do organizmu człowieka. Dopiero potem ocenimy, jakie zagrożenie naprawdę stanowi pluton.

Zagrożenie od plutonu w organizmie człowieka

Główne zagrożenie ze strony plutonu powstaje, gdy po uwolnieniu z systemu zamykających go barier tworzy on zawiesinę drobnego pyłu w powietrzu i dostaje się przy oddychaniu do płuc. Można prosto obliczyć wielkość zagrożenia. Gdy wdycha się tlenek plutonu w postaci drobnego pyłu, to 25% tego pyłu pozostaje w płucach, 38% w górnym odcinku układu oddechowego, a reszta jest wydychana na zewnątrz.26e W ciągu kilku godzin usuwany jest z organizmu pluton, który osadził się w górnym odcinku układu oddechowego oraz 40% plutonu osadzonego w płucach. Pozostałe 60% plutonu w płucach - to jest (0,25x 0,60 =) 15% całości wdychanego plutonu, pozostaje w płucach przez dwa lata, a więc długo, ale dużo krócej, niż wynosi okres połowicznego rozpadu plutonu.

Znając ilość plutonu w płucach, w kościach i w pozostałych organach człowieka, oraz uwzględniając czas, przez jaki pluton przebywa w nich, zanim zostanie wydalony wskutek procesów biologicznych, B. Cohen określił dawkę promieniowania, jaką otrzymuje organizm człowieka od jednej tysiącznej mikrograma plutonu.26f Przyjmując pesymistycznie założenie, że każda nawet najmniejsza dawka promieniowania powoduje zagrożenie (tzw. hipoteza liniowa bezprogowa LNT) i ekstrapolując do zera skutki dużych dawek otrzymanych przez ludzi, którzy przeżyli bombardowanie Nagasaki lub Hiroszimy oraz górników narażonych na działanie radonu, amerykański Komitet Oceny Biologicznych Skutków Promieniowania (BEIR) opracował zależność ryzyka zachorowania na raka od dawki napromieniowania płuc.26gWiele prac wskazuje, że hipoteza LNT jest zbyt pesymistyczna i promieniowanie przy małej mocy dawki nie jest szkodliwe. Ale przyjmując wskaźnik oparty na tej hipotezie możemy być pewni, że stosujemy podejście pesymistyczne, najbardziej ostrożne i rzeczywistość nie będzie gorsza od naszych przewidywań.

Zwykle wymieniany jako główne zagrożenie izotop plutonu Pu-239 o okresie połowicznego rozpadu 24 000 lat nie jest największym emiterem promieniowania. Inne izotopy plutonu o krótszych okresach połowicznego rozpadu ulegają rozpadowi szybciej, a więc na jednostkę czasu emitują więcej promieniowania. Dlatego współczynniki zagrożenia od mieszaniny izotopów plutonu typowej dla paliwa reaktorowego są wyższe niż dla samego Pu-239.

Uwzględniając te okoliczności, prof. Cohen w obszernym studium na temat plutonu wykazał, że można oczekiwać średnio jednego hipotetycznego zachorowania na nowotwory na każde 200 mikrogramów mieszaniny izotopów plutonu wchłoniętych i zatrzymanych w płucach, lub na 1 gram mieszaniny izotopów plutonu wchłoniętych drogą pokarmową.26h

Nie oznacza to, że przy wchłonięciu mniejszej ilości plutonu nie ma skutków zdrowotnych, a powyżej następuje nieuchronne zachorowanie. Według hipotezy LNT przyjmuje się, że jeśli N porcji plutonu po 200 mikrogramów zostanie wchłoniętych do płuc grupy ludzi dużo większej od N, to można oczekiwać N zachorowań na nowotwory. Praktyczne obserwacje dużych grup ludności narażonych na promieniowanie gamma wykazują, że takie podejście jest zbyt pesymistyczne, ale daje ono możność udowodnienia, że szkodliwość plutonu nie jest tak wielka jak twierdzą agitatorzy antynuklearni.

Wskaźniki szkodliwości promieniowania plutonu na tle innych izotopów.

Rozpad plutonu powoduje emisję cząstki alfa, która przekazuje dużą ilość energii na krótkiej drodze i ma bardzo mały zasięg. Jak groźne jest uderzenie cząstki alfa w komórkę?

Międzynarodowa Agencja Energii Atomowej (MAEA) przy współudziale innych organizacji ONZ jak np. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) opracowała ogromne zbiory współczynników opisujących działanie promieniowania emitowanego przez różne izotopy. Jednym z tych wskaźników jest wielkość dawki otrzymanej wskutek jednego rozpadu jądra plutonu. Jest ona mierzona w siwertach na bekerel [Sv/Bq].

Dla plutonu pochłoniętego drogą oddechową wynosi ona dla dorosłych przy powolnym długoterminowym wchłanianiu 0,016 mSv/Bq.26i

Jest to wielkość znacząca, ale nie należy przyjmować twierdzeń, jakoby jedna milionowa grama plutonu oznaczała śmierć na raka. Fakty przeczą takim twierdzeniom. W latach 40-tych XX wieku 26 pracowników w zakładach zbrojeniowych USA uległo skażeniu plutonem. Staranne badania zdrowia tych ludzi prowadzone przez szereg lat nie ujawniły żadnych złych skutków zdrowotnych ani przedwczesnych zgonów, które można byłoby przypisać temu skażeniu.26j W latach 90-tych grupa ochotników wchłonęła pluton drogą oddechową i poprzez bezpośrednie zastrzyki – również bez skutków ujemnych.26k Gdy Ralph Nader określił pluton jako najbardziej toksyczną substancję znana człowiekowi, prof. Cohen zaproponował, że przed kamerą TV zje tyle tlenku plutonu, ile Nader zje kofeiny26l , dla której w czystej postaci przy przyjęciu doustnym dawka powodująca 50% prawdopodobieństwo zgonu u szczurów wynosi 192 miligramy na kilogram.26m Nader nie przyjął wyzwania.26n

Chociaż brak bezpośrednich danych doświadczalnych o częstości chorób nowotworowych spowodowanych przez pluton w organizmach ludzi, mamy szereg wyników badań na zwierzętach, psach, królikach, szczurach i myszach.26o Wyniki tych badań potwierdzają, że oceny według wskaźników BEIR oraz wg danych opublikowanych przez MAEA, WHO i inne organizacje ONZ prowadzą do wyników większych niż zagrożenie rzeczywiście występujące.26p

Wielkość zagrożenia od plutonu możemy też ocenić porównując je z zagrożeniem od polonu Po-210 w tych samych warunkach, to jest dla osób dorosłych przy powolnym wchłanianiu. Wskaźnik dla polonu wynosi ono 0,00434 mSv/Bq. Oznacza to, że rozpad jednego atomu plutonu Pu-239 jest czterokrotnie bardziej szkodliwy, niż rozpad atomu polonu Po-210. Ale pluton jest starannie oddzielony od środowiska człowieka, nikt nie wdycha go na co dzień. Natomiast polon Po-210 jest nieodłącznym składnikiem dymu papierosowego.26q Brytyjski Instytut Badań Nowotworów podaje, że przemysł tytoniowy wie o tym dobrze i przez ponad 40 lat próbował obniżyć zawartość polonu w tytoniu – ale bezskutecznie.26r Osoba paląca półtorej paczki papierosów dziennie dostaje rocznie dawkę promieniowania taką, jak przy 300 prześwietleniach klatki piersiowej promieniami rentgena.26s Osoba paląca 2 paczki papierosów dziennie otrzyma w ciągu 25 lat łączną dawkę około 800 mSv. Zagrożenie powodowane promieniowaniem polonu 210 przy paleniu papierosów jest więc realne. Ale zagrożenie to przyjmujemy obojętnie. Natomiast zagrożenia od hipotetycznej groźby rozproszenia plutonu zostały mocno wbite w świadomość społeczną przez aktywistów antynuklearnych i są skutecznie wykorzystywane jako argument przeciwko energetyce jądrowej.

Zastanówmy się teraz, jaka część plutonu rozproszonego w powietrzu dotarłaby do organizmu człowieka.

Wchłanianie plutonu po rozproszeniu go w powietrzu.

Powyżej podaliśmy, jaka frakcja plutonu wdychanego przez człowieka osadza się w płucach. Należy przy tym uwzględnić, że trudno jest rozproszyć pluton w powietrzu jako pył, który można wdychać. Pojedyncze cząstki plutonu mają tendencję do koagulacji w bryłki o rozmiarach zbyt dużych, by można było wchłaniać je drogą oddechową. W doświadczeniach ze zwierzętami trzeba było sztucznie rozdrabniać pluton by spowodować wdychanie jego pyłu.26t W przypadku awarii reaktorowych jest to oczywiście niemożliwe. A przede wszystkim – nawet przy rozdrobnieniu i rozproszeniu plutonu tylko jego mała część jest wdychana przez ludzi.

Cohen przeprowadził obliczenie, w którym założył pesymistycznie, że kilogram plutonu zostaje w postaci drobnego pyłu rozproszony w Nowym Jorku przy przeciętnych warunkach pogodowych.26u Obliczenia rozpraszania atmosferycznego przeprowadzone zgodnie wymaganiami dozoru jądrowego USA26v wykazały, że w ciągu godziny, zanim wiatr wywieje pył plutonu z gęsto zaludnionego rejonu, zaledwie 1 cząstka na 100 000 byłaby wchłonięta przez ludzi drogą oddechową26w, co oznacza wchłonięcie do płuc ludzi 10 miligramów plutonu. Ale to obliczenie zostało wykonane dla gęstości zaludnienia równej 10 000 mieszkańców na km2. W warunkach polskich, przyjmując gęstość zaludnienia taką jak w Warszawie to jest 3500 mieszk/km2, otrzymamy wynik 3-krotnie niższy, to jest sumaryczne wchłonięcie do płuc grupy narażonych mieszkańców około 3,5 mg plutonu. Przy ilości powodującej średnio jedno hipotetyczne zachorowanie na nowotwór wynoszącej 200 mikrogramów plutonu oznacza to wystąpienie 18 hipotetycznych zachorowań nowotworowych.

Wchłanianie plutonu z osadu na ziemi.

Zagrożenie powodowane bezpośrednio wdychaniem rozproszonego w powietrzu pyłu plutonu występuje przy przeciętnych warunkach atmosferycznych przez krótki czas do chwili, gdy pył plutonu zostanie usunięty wiatrem z wdychanego powietrza.

Potem cały pył plutonowy osiądzie na ziemi, ale wciąż będzie możliwość, że zostanie on powtórnie uniesiony wskutek wiatru lub działań człowieka. To niebezpieczeństwo maleje pod wpływem deszczu, rosy i innych procesów naturalnych i zanika niemal kompletnie po upływie roku.26x W sumie ocenia się, że unoszony w powietrze z ziemi pył plutonu spowoduje dodatkowe 5 hipotetycznych zgonów. W ciągu kilku lat pluton przeniknie głęboko do ziemi stając się składnikiem górnej warstwy gleby. Pluton pozostaje radioaktywny przez wiele lat. Jego szkodliwość będzie zależała od tego, jakie jest prawdopodobieństwo powtórnego uniesienia cząstek plutonu w powietrze wskutek orki, prac budowlanych i procesów naturalnych, a następnie wchłonięcia ich przez ludzi drogą oddechowa. O wiele lżejszy od plutonu cez (izotop cez-137), który opadł po awarii w Czarnobylu w bardzo niewielkich ilościach m.in. na terenie Polski, znajduje się obecnie już kilka metrów pod powierzchnią ziemi.

Przeciętny atom znajdujący się w górnych 20 cm gleby ma 13 szans na miliard na rok by dostać się do organizmu człowieka.26y W długim okresie czasu pluton w glebie może być także wchłonięty przez korzenie roślin i dostać się w ten sposób do naszego pożywienia. Proces ten badano w wielu kontrolowanych doświadczeniach oraz w sytuacjach skażeń występujących po wybuchach bomb i w rejonach składowania odpadów radioaktywnych.26z Prawdopodobieństwo takich procesów silnie zależy od warunków geograficznych, ale nawet w najbardziej niekorzystnych warunkach może ono spowodować mniej niż jeden hipotetyczny zgon w ciągu dziesiątków tysięcy lat.

Sumaryczne zagrożenie od rozproszonego plutonu.

W sumie, kilogram plutonu rozproszonego w powietrzu w mieście o takiej gęstości zaludnienia jak Warszawa przy przeciętnych warunkach meteorologicznych może spowodować średnio 18 hipotetycznych zgonów wskutek wdychania pyłu w ciągu pierwszej godziny, z dalszymi 5 zgonami wskutek unoszenia pyłu w powietrze w ciągu pierwszego roku i jednym zgonem w ciągu dziesiątków tysięcy lat, gdy pluton pozostaje w górnej warstwie gleby. Łącznie daje to 24 możliwe hipotetyczne zgony na kilogram rozproszonego sztucznie rozdrobnionego plutonu.27

Często wysuwa się obawę, że rozproszony pluton może być narzędziem terroryzmu. Jest to jednak mało realistyczne, bo żaden zgon nie nastąpiłby wcześniej niż po 10 latach, a większość byłaby opóźniona o 20 do 40 lat – a terroryści chcą mieć ofiary śmiertelne natychmiast. Nie można też użyć plutonu jako narzędzia szantażu, bo z chwilą gdy ludzie dowiedzą się o jego rozproszeniu, mogą łatwo podjąć działania ochronne, oddychając przez chusteczkę lub chroniąc się wewnątrz budynków. Znacznie skuteczniejszą bronią dla terrorystów są substancje chemiczne, które są znacznie łatwiejsze do zdobycia, jak gaz paraliżujący, który daje natychmiastowe wyniki w postaci trupów leżących na ulicy. Są one również możliwe do samodzielnego wyprodukowania w przeciętnym laboratorium, w przeciwieństwie do plutonu, który wymaga posiadania reaktora i zakładu przerobu wypalonego paliwa.

Zagrożenie globalne przy masowym zastosowaniu plutonu jako paliwa reaktorowego.

Wysuwano też obawy, że pluton może spowodować skażenie całego świata. Przeciwnicy energetyki jądrowej, np. John Gofman, piszą o zagrożeniu plutonem na bazie tzw. "zatrzymywania 99,99%".27a Ma to oznaczać, że co rok uwalnia się frakcja wynosząca 0,01% plutonu użytkowanego na świecie i pozostaje w postaci pyłu zawieszonego w powietrzu przez bardzo długi czas.

Ale taka frakcja uwolnień jest zupełnie nierealna. Nawet przy produkcji stali i asfaltu zakłady przemysłowe powodują mniejsze uwolnienia, często na poziomie 0.001%. Przy manipulacjach z plutonem frakcje uwolnień są dużo mniejsze. Dlaczego?

Przy produkcji stali i asfaltu materiały nagrzewa się do temperatur wyższych od temperatury topnienia, co powoduje gwałtowne wrzenie, stanowiące zasadniczy mechanizm unoszenia materiału jako pyłu zawieszonego w powietrzu. W elektrowniach jądrowych temperatura plutonu jest niższa od temperatury topnienia. W czasie operacji technologicznych stal i asfalt znajdują się w otwartych kadziach, wystawionych bezpośrednio na działanie atmosfery w halach produkcyjnych, podczas gdy pluton jest zawsze szczelnie zamknięty i całkowicie izolowany od atmosfery. Powietrze z budynku może mieszać się z powietrzem atmosferycznym tylko przechodząc przez filtry. W hutach i rafineriach produkujących stal i asfaltu są to filtry powietrza ze zwykłych tkanin, podczas gdy w zakładach wykorzystujących pluton stosuje się filtry o wysokiej skuteczności, zatrzymujące 99,9999% pyłu zawartego w przepływającym przez nie powietrzu.

Wg wymagań Environmental Protection Agency (EPA) w USA ucieczka plutonu w postaci pyłu zawieszonego w powietrzu nie może przekraczać jednej cząstki na miliard.27b Wszystkie zakłady jądrowe pracują zgodnie z tymi wymaganiami. Jest to 100 000 razy mniej niż uwolnienia przyjmowane przez przeciwników energetyki jądrowej. Prędki reaktor powielający BN-800 ( o mocy 789 MWe) zawiera 2,215 kg plutonu klasy militarnej.27c Gdyby 1000 takich prędkich reaktorów powielających pracowało zgodnie z przepisami EPA, to dozwolona ucieczka plutonu wyniosłaby 2215 kg x 1000 x 10-9/rok = 0,0022 kg/rok. Gdyby wszystkie te reaktory znajdowały się w miastach o gęstości zaludnienia takiej jak w Warszawie, gdzie jak pokazaliśmy powyżej rozproszenie 1 kg plutonu powoduje 24 zgony, to po pracy tych reaktorów przez 50 lat można byłoby oczekiwać 0,0022 kg/rok x 50 lat x 24 zgony/kg = 2,64 zgonu. Wobec tego, że zakłady prowadzące produkcję paliwa plutonowego położone są poza miastami, skutki zdrowotne byłyby znacznie mniejsze, dużo mniejsze niż jeden zgon na stulecie (zakładamy pesymistycznie, że każda dawka promieniowania jest szkodliwa).

Zagrożenia od uwolnień plutonu w razie awarii.

Oczywiście przepisy EPA nie obejmują uwolnień w razie awarii. Dwie najbardziej znane awarie z uwolnieniami plutonu to pożary w zakładach produkcji bomb atomowych w Rocky Flats w Kolorado, USA, gdzie pluton znajduje się w postaci łatwopalnej ( natomiast tlenki plutonu używane w energetyce jądrowej są niepalne).27d Podczas pożaru w 1957 roku 1 część na 300 000 płonącego plutonu uwolniła się do atmosfery w postaci pyłu. Po tym pożarze wprowadzono szereg zabezpieczeń, tak że przy dużo większym pożarze w 1969 roku do atmosfery uwolniła się tylko 1 część na 30 milionów spalonego plutonu. Analizy bezpieczeństwa wskazują, że nowe zabezpieczenia zmniejszają znacznie nawet te niskie uwolnienia.

Wobec tego, że pożary i inne awarie będą dotyczyły tylko bardzo małej frakcji plutonu podlegającego corocznie procesom produkcyjnym, uwolnienia będą stanowiły dużo mniej niż jedną miliardową. Jest to mniej niż uwolnienia rutynowe dozwolone przez przepisy EPA i ich całkowity wpływ na zdrowie byłby mniejszy niż jeden zgon na stulecie w całych USA.

Jakie mogło by być uwolnienie plutonu z basenów wypalonego paliwa w Fukushimie?

W wypalonym paliwie znajduje się 8,9 kg izotopów plutonu na tonę paliwa, które pracowało przez 3 lata w reaktorze o mocy 1000 MWe. W basenach Fukushimy było 1300 zestawów paliwowych. Paliwo MOX było wykorzystywane tylko w reaktorze nr 3. Poza tym była to pierwsza partia MOX, pracowała w rdzeniu od września 2010, czyli pół roku27e, zatem łączna zawartość Pu-239 i Pu-240 mogła wynosić ok. 2,5 kg/t, a nie 8,9 kg/t. Albo nawet mniej, bo część Pu jest wypalana w czasie pracy reaktora. Przyjmując jednak, że całe paliwo w basenach EJ Fukushima mogłoby być wykonane jako paliwo MOX i pomijając wypalenie plutonu, przy wadze typowego zestawu paliwowego reaktora BWR równej 281 kg, otrzymamy łączną wagę paliwa w 1300 zestawach równą 365 ton, w tym 365 x 8,9 kg = 3250 kg plutonu. Taką kilkakrotnie zawyżoną ocenę podają działacze antynuklearni, np. Helen Caldicott.27f Dalej różnice między straszącymi czytelnika artykułami a rzeczywistością są większe, nie kilka, ale setki tysięcy razy. Wynikają one stąd, że np. dr Caldicott przelicza ilość plutonu w basenach na mikrodawki powodujące zachorowania na raka27g, nie uwzględniając szeregu zjawisk obniżających wchłonięcia plutonu.

Dopóki pluton nie osiągnie temperatury topnienia, wydzielenia z paliwa są pomijalnie małe. Dla dwutlenku plutonu temperatura topnienia to 2390 oC, a temperatura wrzenia to 2800 oC.27h Podgrzew wypalonego paliwa do tej temperatury w basenie paliwowym jest niemożliwy, bo odbiór ciepła w drodze konwekcji naturalnej w powietrzu zatrzyma wzrost temperatury na znacznie niższym poziomie.

Wg NUREG 146527i w przypadku stopienia rdzenia reaktora – a więc najcięższej możliwej awarii – frakcja plutonu, jaka wydziela się z paliwa BWR w zbiorniku reaktora wynosi 0,0002, a w przypadku dalszego topienia rdzenia poza zbiornikiem dodatkowo 0.005 aktywności zawartej w całym rdzeniu. Gdyby paliwo w basenach uległo stopieniu i osiągnęło temperaturę wrzenia, to zgodnie z wynikami doświadczeń, w których celowo topiono paliwo, frakcja plutonu uwolniona do atmosfery wyniosłaby 0,0052.

Przyjmując wg NUREG 1465 maksymalnie możliwą frakcję uwolnienia plutonu do atmosfery wynoszącą 0,0052 otrzymujemy maksymalne hipotetycznie możliwe uwolnienie plutonu z basenów w Fukushimie równe 3250 x 0,0052 = 16.9 kg Pu.

Biorąc pod uwagę usuwanie pyłu plutonu z warstwy powietrza nad ziemią wskutek normalnych zjawisk atmosferycznych nawet po uwolnieniu plutonu w mieście o gęstości zaludnienia takiej jak w Nowym Jorku oraz fakt, że z wchłoniętego plutonu tylko 15% pozostaje w płucach, okazuje się, że z plutonu uwolnionego hipotetycznie w Fukushimie w płucach ludzi pozostałoby tylko 3250 kg x 0,0052 x 0,15/100 000 = 0,025 gramów Pu.

Zgodnie z pesymistyczną hipotezą że każda dawka promieniowania jest szkodliwa, wywołałoby 0,025 g/0,0002 g/zachorowanie = 125 zachorowań na nowotwory. Wobec tego, że w Japonii gęstość zaludnienia wynosi 336 osób.km227j , liczba zachorowań wyniosłaby 125 x 0,0336 = 4,3 zachorowań. Byłaby to wielkość zupełnie nieznacząca w stosunku do normalnej częstości zachorowań na nowotwory z przyczyn naturalnych i niewykrywalna żadnymi metodami.

Tokio jest oddalone od Fukushimy od 280 km. Stężenie plutonu przy typowych warunkach meteorologicznych (prędkość wiatru 4 m/s) w kierunku wiatru maleje 1000 razy przy wzroście odległości z 20 m do 1000 m27k. O zagrożeniu Tokio odległego o 280 km nie ma co mówić.

Podsumowanie zagrożeń rozpraszaniem plutonu w razie osuszenia basenów wypalonego paliwa w Fukushimie.:

1. W czasie awarii w Fukushimie nigdy nie było ucieczki wody z basenów wypalonego paliwa.
2. Temperatura topnienia dwutlenku plutonu jest tak wysoka, że nawet po utracie wody wypalone paliwo nie podgrzałoby się tak bardzo, by ją osiągnąć.
3. Póki paliwo jest w postaci stałej, uwolnienia plutonu są pomijalnie małe.
4. Gdyby dwutlenek plutonu wydostawał się ze stopionego paliwa, to ulotniłaby się tylko mała jego część, około 0,005 zawartości w paliwie.
5. Pył z cząstkami plutonu w ciągu godziny usuwany jest przez wiatr i osiadanie na powierzchni ziemi z warstwy powietrza którym oddychają ludzie. W tym czasie nawet w mieście o gęstym zaludnieniu tylko 1 stutysięczna plutonu zostałaby wchłonięta drogą oddechową przez ludzi.
6. Z plutonu wchłoniętego przez oddychanie tylko około 15% pozostaje w płucach, reszta jest wydychana.
7. Dawka promieniowania przypadająca na rozpad atomu plutonu jest około 4 razy większa niż polonu Po-210. Polon Po-210 jest nieodłącznym składnikiem dymu papierosowego, jest wdychany przez palaczy papierosów i powoduje znaczące napromieniowanie ich organizmów. Mimo to ludzie nie boją się promieniowania przy paleniu papierosów.
8. Pluton wchłonięty drogą pokarmową jest 5000 razy mniej groźny niż wchłonięty przez oddychanie.

Wniosek: Środki ostrożności .stosowane przy wykorzystaniu plutonu w elementach paliwowych typu MOX są potrzebne. Nie ma natomiast podstaw do straszenia ludzi rzekomym możliwym wzrostem umieralności z powodu awarii basenów paliwowych w Fukushimie. Zabezpieczenia stosowane dziś przez energetykę jądrową są wystarczające.

W przyszłości, gdy pluton będzie stosowany jako zasadnicze paliwo w reaktorach powielających, będziemy też potrafili zabezpieczyć ludzkość przed jego szkodliwym działaniem – a zawarte w plutonie zasoby energii posłużą nam przez tysiące lat.

26b R. Nader, speech at Lafayette College (Spring 1975)
26c http://enenews.com/study-fukushima-plutonium-effect-melting-mox-fuel-lead-neutron-flux-blow-surprisingly-absolutely-data-scientific-literature-refer
26d http://agreenroad.blogspot.com/2013/08/dr-holger-strohm-fukushima-radiation.html
26e International Commission on Radiological Protection (1CRP), Task Group on Lung Dynamics, "Deposition and Retention Models for Internal Dosimetry of the Human Respiratory Tract" Health Physics 12, 173 (1966)
26f B. L. Cohen, "Hazards from Plutonium Toxicity," Health Physics, 32, 359 (1977)
26g National Academy of Sciences Committee on Biological Effects of Ionizing Radiation (BEIR), "Effects on Populations of Exposure to Low Levels of Ionizing Radiation" (1980) United Nations Scientific Committee on Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR), "Sources and Effects of Ionizing Radiation" (1977)
26h B. L. Cohen, "Hazards from Plutonium Toxicity," Health Physics, 32, 359 (1977)
26i Radiation Protection and Safety of Radiation Sources: International Basic Safety Standards table III.2D, 2E jointly sponsored by EC, FAO, IAEA, ILO, OECD/NEA, PAHO, UNEP, WHO, http://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/Pub1578_web-57265295.pdf
26j G. L. Voelz, "What We Have Learned About Plutonium from Human Data," Health Physics, 29 (1975)
26k http://www.world-nuclear.org/information-library/nuclear-fuel-cycle/fuel-recycling/plutonium.aspx
26l Bernard L. Cohen in Nuclear Energy; Karl Otto Ott and Bernard I. Spinrad, eds. (New York: Plenum Press, 1985), pp. 355–365.
26m Peters, Josef M. (1967). "Factors Affecting Caffeine Toxicity: A Review of the Literature".The Journal of Clinical Pharmacology and the Journal of New Drugs (7): 131–141.
26n https://en.wikipedia.org/wiki/Bernard_Cohen_(physicist)
26o W. J. Bair, "Toxicity of Plutonium," Advances in Radiation Biology, Vol. 4, p. 225 (1974).
26p B. Cohen The myth of plutonium toxicity, http://link.springer.com/chapter/10.1007%2F978-1-4684-4589-3_23#page-1
26q http://scienceblog.cancerresearchuk.org/2008/08/29/radioactive-polonium-in-cigarette-smoke/
26r Waking a Sleeping Giant: The Tobacco Industry’s Response to the Polonium-210 Issue Am J Public Health. 2008 September; 98(9): 1643–1650. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2509609/
26s Radioactivity in cigarette smoke. N Engl J Med. 1982 Jul 29;307(5):309-13. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7088089
26t J. E Park, W. J. Bair, and R. H. Busch, "Progress in Beagle Dog Studies with Transuranium Elements at Battelle-Northwest," Health Physics, 22, 803 (1972)
26u B. L. Cohen, "Hazards from Plutonium Toxicity," Health Physics, 32, 359 (1977).
The Medical Research Council, The Toxicity of Plutonium (Her Majesty's Stationery Office, London, 1975); C. W. Mays, "Discussion of Plutonium Toxicity," in R. G. Sachs (ed.),
National Energy Issues-How Do We Decide Ballinger, Cambridge, Massachusetts, 1980)
26v U.S. Atomic Energy Commission, "Meteorology and Atomic Energy." (1968) 26w B. Cohen The myth of plutonium toxicity, http://link.springer.com/chapter/10.1007%2F978-1-4684-4589-3_23#page-1
26x K. Stewart, in The Resuspension of Particulate Material from Surfaces, B. R. Fish (ed.), (Pergamon Press, New York, 1964); L. R. Anspaugh, P L. Phelps, N. C. Kennedy, and H. C. Booth, Proceedings of the Conference on Environmental Behavior of Radionuclides Released in the Nuclear Industry, International Atomic Energy Agency (Vienna, 1975). K. Stewart, in The Resuspension of Particulate Material from Surfaces, B. R. Fish (ed.),
(Pergamon Press, New York, 1964); L. R. Anspaugh, P L. Phelps, N. C. Kennedy, and H. C. Booth, Proceedings of the Conference on Environmental Behavior of Radionuclides Released in the Nuclear Industry, International Atomic Energy Agency (Vienna, 1975).
26y B. L. Cohen, "Hazards from Plutonium Toxicity," Health Physics, 32, 359 (1977).
http://journals.lww.com/health-physics/Abstract/1977/05000/Hazards_from_Plutonium_Toxicity_.3.aspx
26z H. R. McLendon et al., International Atomic Energy Agency Document IAEASM-199/85, p. 347 (1976)-Savannah River Plant; R. C. Dahlman, E. A. Bondietti, and L. D. Eyman, Oak Ridge National Laboratory Environmental Sciences Division Publication 870 (1976)-Oak Ridge; E W. Wicker, Colorado State University Report COO-1156-80 (1975)-Rocky Flats, Colorado; E. M. Romney, A. Wallace, R. O. Gilbert, and J. E. Kinnear, International Atomic Energy Agency Document IAEA-SM-199/73, p. 479 (1976) -Eniwetok
27 B. L. Cohen, "Hazards from Plutonium Toxicity," Health Physics, 32, 359 (1977)
http://journals.lww.com/health-physics/Abstract/1977/05000/Hazards_from_Plutonium_Toxicity_.3.aspx
The Medical Research Council, The Toxicity of Plutonium (Her Majesty's Stationery Office, London, 1975); C. W. Mays, "Discussion of Plutonium Toxicity," in R. G. Sachs (ed.), National Energy Issues-How Do We Decide Ballinger, Cambridge, Massachusetts, 1980)
27a J. Gofman, National Forum (Summer, 1979). J. Gofman, National Forum (Summer, 1979)
27b U.S. Environmental Protection Agency, Federal Register, 40, 23420 (1975)
27c http://fissilematerials.org/blog/2015/12/russian_bn-800_fast_breed.html
27d U.S. Atomic Energy Agency, "Plutonium and Other Transuranic Elements: Sources, Environmental Distribution, and Biomedical Effects," Document WASH-1359 (1974)
27e http://www.world-nuclear.org/information-library/nuclear-fuel-cycle/fuel-recycling/plutonium.aspx
27f http://agreenroad.blogspot.com/2013/08/how-dangerous-is-400-6000-pounds-of.html
27g Caldicott, Helen; The Medical Implications of Fukushima; July 10, 2013
http://japansafety.wordpress.com/2013/07/10/the-medical-implications-of-fukushima-helen-caldicott/
27h https://en.wikipedia.org/wiki/Plutonium(IV)_oxide
27i L. Soffer et al.: Accident source terms for Light Water NPPs, NUREG 1465
27j https://en.wikipedia.org/wiki/Demography_of_Japan
27k B. L. Cohen, "Hazards from Plutonium Toxicity," Health Physics, 32, 359 (1977)

Zadaj pytanie dotyczące katastrofy w Fukushimie!

ŚWIAT PO FUKUSHIMIE

Nie, i nie będzie działać. W czterech zniszczonych blokach prowadzone są wciąż prace dla likwidacji skutków awarii, ale zbiorniki ciśnieniowe reaktorów zostały uszkodzone, podobnie jak budynki i nie nadają się do wykorzystania na nowo.

Dwa bloki, które nie uległy uszkodzeniom, być może mogą wznowić pracę, ale według podjętej przez rząd japoński decyzji cała elektrownia jądrowa Fukushima Daiichi ma pozostać wyłączona.

Zadaj pytanie dotyczące katastrofy w Fukushimie!

Według decyzji rządu japońskiego, tereny wokoło Fukushimy zostały podzielone na strefy o różnym poziomie promieniowania. W strefie skażonej, gdzie dawka roczna przekracza 100 mSv, stały pobyt jest niedozwolony. W strefie, gdzie dawka wynosi od 20 do 100 mSv/rok, można według przepisów MAEA, a także według przepisów polskich mieszkać na stałe.

Natomiast rząd Japonii ustalił ograniczenia dawek ostrzejsze niż większość krajów (w tym USA i kraje Unii Europejskiej) i nie zezwala na stałe przebywanie w strefie, gdzie dawki roczne wynoszą powyżej 20 mSv. Prowadzone są jednak intensywne prace przy odkażaniu terenu i moc dawki stopniowo maleje. Wiele osób może już wrócić do swoich domów.

Zadaj pytanie dotyczące katastrofy w Fukushimie!

Według nowych wymagań wprowadzonych przez japońską komisję dozoru jądrowego, wały chroniące elektrownie jądrowe przed tsunami będą wyższe, a budynki elektrowni będą uszczelnione na wypadek powodzi. Przy rozpatrywaniu trzęsienia ziemi wymagania będą wyższe - dla stwierdzenia, czy uskok sejsmiczny jest aktywny, trzeba będzie sięgać wstecz o 120 tys. lat, zamiast jak dotąd na 10 tys. lat.

Komisja wymaga pasywnych układów rekombinacji wodoru, a na wypadek, gdyby jednak doszło do stopienia rdzenia, elektrownia musi być wyposażona w układ chwytacza rdzenia, analogiczny jak w reaktorze EPR. Obudowa bezpieczeństwa musi być odporna na maksymalne parametry awaryjne i wyposażona w układ wentylacji filtracyjnej. Operatorzy elektrowni jądrowych powinni mieć armatki wodne dla pokrycia pianą lub wodą materiału radioaktywnego w punkcie gdzie następują przecieki, tak by zapobiec rozprzestrzenianiu substancji radioaktywnych i pomóc w oczyszczaniu terenu.

Zadaj pytanie dotyczące katastrofy w Fukushimie!

W kwietniu 2014 r. aktywność powietrza na granicy terenu elektrowni oceniano na 0,0013 Bq/m3, co odpowiada obliczonej mocy dawki 0,3 mSv/rok28. Różnica mocy dawki od promieniowania naturalnego między prefekturami w Japonii dochodzi do 0,4 mSv/rok. Różnica między Krakowem a Wrocławiem powodowana przez tło promieniowania naturalnego to też 0,4 mSv/rok. Ale nikomu nie przychodzi do głowy, by zalecać ewakuację Krakowa. Tak więc aktywność powietrza wokoło Fukushimy nie jest problemem.

Natomiast skażenie powierzchni terenu powoduje dawki większe. Rząd Japonii ustalił poziomy odniesienia (referencyjnie) celowo na niskim poziomie28a a dla mieszkańców przyjęto dopuszczalną długoterminowo moc dodatkowej dawki powodowanej skażeniami terenu równą 1 mSv/rok, a więc czterokrotnie MNIEJSZĄ od różnicy dawek z tła naturalnego między Finlandią a Polską. Jest to najniższa moc dawki, jaką rozważa się w jakimkolwiek kraju na świecie.

Ponadto przyszłe dawki oceniano przyjmując pesymistyczne założenia. Gdy IAEA przeprowadziła analogiczne oceny, uwzględniając spadek aktywności cezu powodowany rozpadem promieniotwórczym, zanikiem aktywności na powierzchni gleby wskutek procesów pogodowych oraz współczynnik osłaniania zapewniony przez konstrukcje domów drewnianych, okazało się, że już w 2012 roku dawki na dużym obszarze terenów ewakuowanych były znacznie niższe niż 1 mSv/rok.

Władze japońskie postawiły sobie ambitne zadanie uprzątnięcia liści i przewróconych drzew, zburzonych domów i dróg, a nawet zdjęcia wierzchniej warstwy ziemi tak by obniżyć moc dawki na dworze do ustalonego przez rząd niskiego poziomu29. Prace te trwają i dają dobre rezultaty. We wrześniu 2015 r. cofnięto nakaz ewakuacji dla mieszkańców siedmiu okręgów miejskich w promieniu 20 km od elektrowni. Władze spodziewają się, że 70% osób ewakuowanych będzie mogło powrócić do swoich domów na wiosnę 2017 roku.

28 TEPCO „Summary of Decommissioning and Contaminated Water Management”, 24 April 2014
28a 265 INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Summary Report of the Preliminary Findings of the IAEA Mission on Remediation of Large Contaminated Areas Off-site the Fukushima Dai-ichi NPP
https://www.iaea.org/sites/default/files/preliminaryfindings2011.pdf
INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, The Follow-up IAEA International Mission on Remediation of Large Contaminated Areas Off-Site of the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant (2013),
https://www.iaea.org/sites/default/files/final_report230114.pdf
29 http://www.sciencemag.org/news/2016/03/five-years-after-meltdown-it-safe-live-near-fukushima

Zadaj pytanie dotyczące katastrofy w Fukushimie!

Po awarii w Fukushimie wszystkie reaktory jądrowe w Japonii zostały wyłączone, a dozór jądrowy został zreorganizowany. Premier odpowiedziany za błędne decyzje podczas awarii uznał, że lepiej jest przypisać winę energetyce jądrowej a nie sobie i zaproponował by Japonia wycofała się z energetyki jądrowej całkowicie. Jednakże w wyborach zdecydowane zwycięstwo odniosła partia, której program przewiduje wznowienie pracy elektrowni jądrowych.

Nowy japoński urząd dozoru jądrowego sformułował dużo ostrzejsze niż poprzednie wymagania bezpieczeństwa dla elektrowni jądrowych, mające zabezpieczyć je przed nawet największymi wstrząsami sejsmicznymi i tsunami. W elektrowniach podjęto ogromną pracę dla spełnienia tych wymagań.

Do lutego 2016 r. cztery bloki jądrowe wznowiły pracę, a dalsze 20 bloków prowadzi modernizację. Japonia planuje dalszy rozwój energetyki jądrowej, łącznie z budową zakładów przerobu paliwa wypalonego i reaktorów IV generacji.

Rząd oświadczył, że energetyka jądrowa jest jednym z filarów rozwoju gospodarczego Japonii.

Zadaj pytanie dotyczące katastrofy w Fukushimie!

Po Fukushimie reaktory japońskie zostały wyłączone i dopiero po przeprowadzeniu modyfikacji ich zabezpieczeń przeciwpowodziowych i sejsmicznych są obecnie kolejno uruchamiane. Chiny wstrzymały budowę swych elektrowni jądrowych na około rok w celu przeprowadzenia weryfikacji ich konstrukcji, po czym program jądrowy wznowiono. Na początku 2016 roku w Chinach budowano 24 elektrownie jądrowe, a wg planów w 2030 r. ma pracować 110 reaktorów30.

Unia Europejska i USA wznowiły rozwój energetyki jądrowej. Parlament Europejski w rezolucji 15 grudnia 2015 r. wezwał Komisje Europejską do stworzenia warunków sprzyjających rozwojowi energetyki jądrowej, a w USA prezydent Obama uznał energetykę jądrową za jeden z zasadniczych kierunków zwalczania efektu cieplarnianego i wydał rozporządzenia wspierające elektrownie jądrowe. Indie, Rosja, kraje arabskie i inne budują nowe elektrownie jądrowe.

Zadaj pytanie dotyczące katastrofy w Fukushimie!

Bezpośrednią konsekwencją wydarzeń w Japonii z 11 marca 2011 roku było przeprowadzenie, pierwszej w historii na tą skalę, oceny istniejących elektrowni jądrowych i ich wytrzymałości w warunkach skrajnych zagrożeń (tzw. stress testy). Od czerwca 2011 roku, przez ponad 10 miesięcy, międzynarodowe zespoły ekspertów przebadały 147 reaktorów w całej Unii Europejskiej, Szwajcarii i na Ukrainie. Podobne analizy przeprowadzono również w USA, Chinach i Korei Pd. Ich celem było sprawdzenie czy zastosowane marginesy bezpieczeństwa są wystarczające przy ekstremalnych, nieoczekiwanych katastrofach naturalnych oraz weryfikacja gotowości ludzi i środków do opanowania możliwych skutków takich zagrożeń.

Eksperci wskazują, że w wyniku stress testów okazało się, że wszystkie reaktory przeszły pomyślnie próby maksymalnych obciążeń. Poprawy wymagały natomiast elementy zewnętrzne, takie jak wprowadzenie dodatkowych, przewoźnych generatorów prądu czy dopracowanie procedur postępowania w sytuacjach awaryjnych.

Przeprowadzane testy i coraz bardziej zaostrzane rygory bezpieczeństwa powodują, że nie musimy mieć obaw przy budowie reaktorów III generacji, takich jakie mają powstać w Polsce. Reaktory III generacji spełniają wszystkie najostrzejsze kryteria bezpieczeństwa, włącznie z wymaganiami japońskimi. W przypadku najcięższej awarii stopiony rdzeń reaktora będzie zatrzymywany w obudowie bezpieczeństwa. Tak więc wszystkie uwolnienia radioaktywne zatrzymane będą w obudowie bezpieczeństwa. Wszystko to powoduje, że strefa ograniczonego użytkowania, w której potrzeba podjąć działania ochronne po ewentualnej awarii, może wynosić – zależnie od typu reaktora – od kilometra do kilku kilometrów od obiektu. Ludność w pobliżu polskiej elektrowni jądrowej będzie bezpieczna.

Zadaj pytanie dotyczące katastrofy w Fukushimie!

Dla odbioru ciepła z reaktorów w EJ Fukushima Daiichi trzeba pompować do nich wodę, która w kontakcie z paliwem ulega skażeniu substancjami radioaktywnymi. Ponadto woda podskórna płynąca z gór do oceanu omywa fundamenty elektrowni i miesza się ze skażoną wodą w piwnicach budynków. Aby uchronić ocean przed skażeniem, firma TEPCO zainstalowała szereg systemów dla zmiany dróg przepływu wody, usuwania radionuklidów i składowania wody skażonej na terenie elektrowni. Są to:

• Udoskonalony system oczyszczania wody, który usuwa wszystkie radionuklidy z wyjątkiem trytu. Jego wydajność wynosi 1260 ton wody dziennie i dokonał on już oczyszczenia 400 000 ton wody
• Podziemny układ bocznikujący przepływ wody, tak by zatrzymać ją przed elektrownią i skierować wokoło elektrowni do morza bez skażeń
• Ulepszony system drenażowy, który zredukował akumulację wody na terenie elektrowni o około 150 ton dziennie
• Ściana między elektrownią a oceanem, zatrzymująca spływ wody do oceanu
• Pompowanie skażonej wody gruntowej z otoczenia budynków do zbiorników
• Wykonanie podziemnej ściany lodowej wokoło elektrowni by powstrzymać przepływ wody podskórnej31.

TEPCO usuwa czystą wodę podziemną opływającą z boków teren elektrowni do morza. Zmniejsza to napływ czystej wody do budynków o około 100 ton dziennie. Towarzystwo rybackie wyraziło zgodę na wypływ tej wody do oceanu.

Wobec tego, że zagrożenie ze strony trytu jest niewielkie i wszystkie elektrownie jądrowe na świecie usuwają wodę z trytem do morza lub rzeki, MAEA32 zaleciła TEPCO przeanalizować zrzut do oceanu oczyszczonej wody z trytem.
O skuteczności działań chroniących ocean przed skażeniem świadczą najlepiej pomiary aktywności wody w oceanie prowadzone systematycznie przez japoński dozór jądrowy i publikowane w postaci map33.

Wg dyrektywy Rady Europejskiej i wymagań obowiązujących w Polsce stężenia pochodne dla promieniotwórczości w wodzie przeznaczonej do spożycia przez ludzi w przypadku Cs-137 wynoszą 11 Bq/litr34. Maksymalne stężenia aktywności Cs-137 w wodzie morskiej w punkcie bezpośrednio sąsiadującym z EJ Fukushima Daii-chi wynosiło w lutym 2016 roku tylko 0,20 Bq/l. Było więc ono 55 razy niższe od stężenia dopuszczalnego dla wody pitnej wg normy obowiązującej w Unii Europejskiej i w Polsce. Stężenia w większych odległościach of Fukushimy były kilkakrotnie mniejsze35.

31 http://www.nei.org/Issues-Policy/Safety-Security/Fukushima-Recovery/Radioactive-Water(czytane 16.03.2016)
32 http://www-naweb.iaea.org/napc/ih/documents/other/Meeting_Summary_%20Final.pdf
33 http://radioactivity.nsr.go.jp/en/contents/11000/10929/24/349_20160316.pdf
34DYREKTYWA RADY 2013/51/EURATOM z dnia 22 października 2013 r. określająca wymogi dotyczące ochrony zdrowia ludności w odniesieniu do substancji promieniotwórczych w wodzie przeznaczonej do spożycia przez ludzi
http://eur-lex.europa.eu/legal-content/PL/TXT/PDF/?uri=CELEX%3A32013L0051&qid=1458123174129&from=en
35 http://ourradioactiveocean.org/results.html

Zadaj pytanie dotyczące katastrofy w Fukushimie!

KOMENTARZE EKSPERCKIE

11 marca 2011 r. Największe trzęsienie ziemi w historii Japonii – i największe tsunami. Efekt to przesunięcie poziome całej wyspy o ponad 2 metry (!) zupełne zniszczenie domów, dróg, mostów, linii energetycznych - i 20 000 ofiar wskutek wstrząsu sejsmicznego i utonięcia.

Elektrownia jądrowa w Fukushimie wytrzymała tak silne trzęsienie ziemi, podobnie jak inne elektrownie jądrowe na tym wybrzeżu – Fukushima II i Onagawa – ale zalane falą tsunami o wysokości 14 m generatory prądu, wadliwie zlokalizowane na najniższym poziomie maszynowni przestały działać i elektrownia straciła zasilanie. Pracujące tam reaktory II generacji były zaprojektowane 50 lat temu i ich układy bezpieczeństwa nie mogły działać bez zasilania elektrycznego. W efekcie zostały zniszczone, i radioaktywność wydostała się poza elektrownię. Promieniowanie w okolicy elektrowni wzrosło.
Przeciwnicy energii jądrowej mówią o tysiącach ofiar wskutek awarii elektrowni jądrowej. A tymczasem fakty są takie:

• Ile zgonów spowodowało promieniowanie wśród ludności? Zero!
• A wśród pracowników elektrowni, którzy przez 5 dni pracowali po ciemku w zniszczonych pomieszczeniach reaktorowych? Zero!

Okolicznych mieszkańców ewakuowano w trudnych warunkach i przeżyli oni ciężkie dni, bo cala prefektura była zniszczona po trzęsieniu ziemi i tsunami. Ale nikt z nich nie doznał uszczerbku wskutek promieniowania. A chociaż ten podwójny kataklizm naturalny pochłonął tysiące istnień ludzkich, promieniowanie z elektrowni nie zabiło nikogo!

Dziś do okolic Fukushimy wracają mieszkańcy. Opinie Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej, Komitetu ONZ ds. Skutków Promieniowania i Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) są zgodne – "Nie oczekuje się wykrywalnego wzrostu zachorowań, które można byłoby przypisać promieniowaniu, ani wśród osób narażonych ani wśród ich potomstwa". Japonia wróciła do budowy elektrowni jądrowych, ustaliła program zwiększenia zabezpieczeń przed tsunami i kolejne reaktory są uruchamiane. Nowa polityka energetyczna Japonii przewiduje, że "atom" będzie jednym z filarów sektora energetycznego.

W Polsce nie ma tsunami, ani takich trzęsień ziemi jak w Japonii. Polska leży w obszarze stabilnym geologicznie, a Bałtyk jest zbyt płytki na wystąpienie fali tsunami. Ponadto elektrownie jądrowe III generacji są odporne nawet na takie kataklizmy jak ten, który zniszczył Fukushimę. Nie chcemy narażać ludzi na ewakuację – wolimy zapłacić więcej i zbudować elektrownię jądrową III generacji, sprawdzoną, bezpieczną i odporną na zagrożenia naturalne i na ataki terrorystyczne. Mieszkańcy okolic polskiej elektrowni jądrowej będą mogli spać spokojnie.

Dr inż. Andrzej Strupczewski, prof. nadzw. NCBJ
Przewodniczący Komisji Bezpieczeństwa Jądrowego NCBJ

Zadaj pytanie dotyczące katastrofy w Fukushimie!

We środę 10 marca br. elektrownia jądrowa Takahama 3 pracująca na pełnej mocy otrzymała nakaz sądowy natychmiastowego przerwania pracy i została wyłączona36. Jednakże nakazu nie wydał sąd prefektury Fukui, gdzie znajduje się elektrownia lecz sąsiedniej prefektury Shiga. Jako uzasadnienie wyroku sędzia przewodniczący Yamamoto podał, że uważa że nowe wymagania bezpieczeństwa ustalone przez zreorganizowany dozór jądrowy są niewystarczające, że nie jest przekonany, że powodem awarii w Fukushimie było tsunami, i dopóki wszystkie wątpliwości nie zostaną wyjaśnione, elektrownie jądrowe nie powinny być uruchamiane. Prezes dozoru jądrowego Shunichi Tanaka odpowiedział broniąc nowych regulacji i wyjaśniając, że są one oparte właśnie na analizach awarii w Fukushimie. Firma Kansai Electric prowadząca eksploatację elektrowni Takahama oświadczyła, że decyzja sądu jest absolutnie nie do przyjęcia i zapowiedziała odwołanie, w którym wyjaśni wszystkie aspekty bezpieczeństwa bloków Takahama 3 i 4.

We wszystkich krajach przepisy regulujące bezpieczeństwo elektrowni jądrowych ustala Urząd Dozoru Jądrowego (tak jak przepisy dotyczące wytrzymałości zbiorników ustala Urząd Dozoru Technicznego-UDT). Również do dozoru należy kontrolowanie bezpieczeństwa elektrowni podczas jej pracy i w razie potrzeby wydawanie decyzji o konieczności modyfikacji w elektrowni lub w skrajnych przypadkach o jej zatrzymaniu. Decyzja sędziego Yamamoto oznacza, że uznał on swoje kompetencje w zakresie bezpieczeństwa jądrowego za lepsze niż kompetencje dozoru jądrowego. Jest to niewątpliwy skutek gwałtownych ataków ze strony organizacji antynuklearnych, pobudzających strach mieszkańców dla osiągnięcia swoich celów. Poprzednio w maju 2014 r. organizacje antynuklearne uzyskały wyrok sądu nakazujący wstrzymanie uruchomienia elektrowni jądrowej w Ohi, ale w grudniu 2015 r. Sąd Najwyższy Japonii unieważnił ten wyrok i zezwolił na uruchomienie elektrowni37. Dodatkowym czynnikiem działającym na korzyść organizacji antynuklearnych może być walka o władzę w Japonii. Poprzednio rządząca Partia Demokratyczna Japonii, która proponowała w swym programie wyborczym wycofanie się z energetyki jądrowej straciła władzę, a obecnie rządzącą konserwatywną partią LDP, która popiera rozwój energetyki jądrowej38, uzyskała absolutną większość w ostatnich wyborach. Wyrok sądu w prefekturze Shiga może utrudnić aktualnemu rządowi realizację jego polityki energetycznej.

Gubernator prefektury Fukui, w której znajduje się elektrownia Takahama stwierdził, że decyzja sądu w prefekturze Shiga jest "w najwyższym stopniu godna pożałowania" i przyczyni się do pobudzenia niepotrzebnych obaw społeczeństwa. Gubernator podkreślił, że decyzje o wznowieniu pracy elektrowni leżą w gestii rządu centralnego Japonii, a nie sądu w jednej z prefektur. Natomiast wspólnym zadaniem rządu, dozoru jądrowego i przemysłu energetyki jądrowej jest uświadamianie społeczeństwa o bezpieczeństwie jądrowym a także o skutkach promieniowania naturalnego i powodowanego przez człowieka. Jest to niezbędne do rozproszenia niepotrzebnych obaw39.

Dr inż. Andrzej Strupczewski, prof. nadzw. NCBJ

Przewodniczący Komisji Bezpieczeństwa Jądrowego NCBJ

Zadaj pytanie dotyczące katastrofy w Fukushimie!