Issuu on Google+

Εκπαιδευτήρια « Η ΘΕΟΜΗΤΩΡ» Τάξη Α’ Λυκείου Σχολικό έτος: 2011-2012

Ερευνητική Εργασία με θέμα: ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Σοφία Σπετσιωτάκη , Ιωάννα Κατιμερτζή , Σόνια Κουφογεώργου , Δημήτρης Πέππας.

[1]


Πρόλογος Είμαστε οι Σοφία Σπετσιωτάκη , Ιωάννα Κατιμερτζή, Σόνια Κουφογεώργου και Δημήτρης Πέππας και ανήκουμε στην ομάδα : “ Γη σε ισορροπία ” . Την πρώτη φορά που συγκεντρωθήκαμε στο Χημείο , χωριστήκαμε σε υποομάδες και η δική μας ανέλαβε το θέμα της πυρηνικής ενέργειας . Αρχικά , θέσαμε ερευνητικά ερωτήματα τα οποία θα μας βοηθούσαν να οριστικοποιήσουμε τις ενότητες που θα χωρίζαμε την δική μας εργασία. Αφού ορίσαμε τους στόχους, αρχίσαμε να αναζητούμε πληροφορίες για τον καθένα από αυτούς. Το περισσότερο υλικό συλλέχτηκε από το διαδίκτυο από άρθρα και από διάφορες μελέτες που διεξήχθησαν από εμάς. Στο σημείο αυτό θα θέλαμε να ευχαριστήσουμε θερμά την κα Κολλάρου και την κα Μάμη, υπεύθυνες καθηγήτριες της ερευνητικής εργασίας μας, για την αμέριστη βοήθεια και συμπαράστασή τους στην ευόδωση της προσπάθειάς μας.

[2]


Περίληψη Θέμα της εργασίας μας είναι η πυρηνική ενέργεια και σκοπός της είναι να απαντηθούν τα ερωτήματα τα οποία τέθηκαν με βάση το θέμα.

[3]


Πυρηνική Ενέργεια!!!! Πυρηνική ονομάζεται η ενέργεια που απελευθερώνεται κατά τη σχάση των πυρήνων κι εφόσον οι πυρηνικές αντιδράσεις είναι ελεγχόμενες μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να καλύψει ενεργειακές ανάγκες. Η πρώτη πυρηνική σχάση ουρανίου επιτεύχθηκε από τον Όττο Χα και τη Λιζέ Μάιτνερ στο Βερολίνο το 1938.Το στοιχείο που προέκυψε από αυτή τη σχάση ήταν τελικά το βάριο. Οι ράβδοι αποδίδουν τη θερμότητα που παράγουν στο νερό, σε μια σειρά ατμοπαραγωγών. Ο διαχωρισμός του νερού ψύξης σε δαχτύλιους συμβάλλει στην ελαχιστοποίηση του ρίσκου να φτάσει το μολυσμένο νερό στο περιβάλλον. Το '51 χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά πυρηνικός αντιδραστήρας για ειρηνικούς σκοπούς. Τέλος έχει προβλεφθεί ότι στο μέλλον η πυρηνική ενέργεια θα είναι τόσο φτηνή που δεν θα κοστολογείται καν. Πυρηνικό ατύχημα στο Τσέρνομπιλ!! Χρόνος και τόπος: 26 Απριλίου 1986 ,πόλη Τσέρνομπιλ της τότε Σοβιετικής Ένωσης. Συνθήκες και Αίτια :προβληματική κατασκευή και εσφαλμένοι χειρισμοί. Αντιμετώπιση Ατυχήματος : 1.υπεράνθρωπες προσπάθειες πυροσβεστών και πιλότων ελικοπτέρων. 2.εκκένωση περιοχής. 3.ο αντιδραστήρας σφραγίστηκε με μια σαρκοφάγο από μπετόν. Συνέπειες Ατυχήματος: 1.τεράστια αύξηση ραδιενέργειας. 2.τεράστιες εκτάσεις γης, καλυμμένες με ραδιενεργά υλικά . 3.μεταλλάξεις σε ζώα. 4.είδη καρκίνων, ασθένειες δέρματος, αίματος, γενετικές και εγκεφαλικές παραμορφώσεις. Πυρηνικό Ατύχημα στο Three Mile Island! Χρόνος και Τόπος:28 Μαρτίου 1979,Three Mile Island,ΗΠΑ Αίτια: 1.βλάβη στην τροφοδοσία ατμογεννητριών με νερό 2.μη ενεργοποίηση των αντλιών ασφαλείας . Συνέπειες: 1.έκλυση 300kg υδρογόνου στον αντιδραστήρα. [4]


2.Ανάμειξη καυσίμων με στοιχεία δομής αντιδραστήρα χωρίς έκλυση ραδιενεργών υλικών στην ατμόσφαιρα. 3.έκθεση δύο εκατομμυρίων ανθρώπων σε χαμηλή ακτινοβολία.

[5]


Πυρηνικός Αντιδραστήρας!!! Ορισμός: Διάταξη εντός της οποίας παράγεται ενέργεια με ελεγχόμενη αντίδραση σχάσης . Λειτουργία: Τα άτομα του καυσίμου (εμπλουτισμένο ή φυσικό ουράνιο, μεικτό οξείδιο ,το ισότοπο U233,πλουτώνιο) διασπώνται και εκπέμπουν νετρόνια που προκαλούν τη διάσπαση άλλων ατόμων με αποτέλεσμα μια αυξανόμενη αλυσιδωτή αντίδραση. Η αντίδραση και η ροή θερμότητας ρυθμίζονται από το επιβραδυνόμενο υλικό, τις ρυθμιστικές ράβδους ενώ ένα ψυκτικό μέσο (υγρό ή αέριο)θερμαίνεται και ο παραγμένος ατμός ενεργοποιεί τους στροβίλους που παράγουν ηλεκτρικό ρεύμα και κινητική ενέργεια. Είδη: 1.ελαφρού ύδατος (πεπιεσμένου και ζέοντος). 2.Βαρέος ύδατος(πεπιεσμένου και ζέοντος). 3.αερόψυκτοι(ψυκτικό μέσο διοξείδιο του άνθρακα). 4.αναπαραγωγικοί (παραγωγή ισοτόπων για χρήση από αντιδραστήρες ισχύος). Ιστορία του Πυρηνικού Αντιδραστήρα!! Φυσικοί πυρηνικοί αντιδραστήρες προϋπήρχαν περίπου πριν 1,5 δις χρόνια. Ανακαλύφθηκαν το 1972 από τον Γάλλο Φυσικό Φρανσίς Περέν στη Γκαμπόν. Ο πρώτος πυρηνικός αντιδραστήρας κατασκευάστηκε το 1942,υπό τις οδηγίες του Περέν στο πανεπιστήμιο του Σικάγο. Το καύσιμο που χρησιμοποιήθηκε ήταν φυσικό ουράνιο (που δεν υφίσταται εύκολη σχάση). Τρόποι αντιμετώπισης Πυρηνικών Αποβλήτων!! Η διαχείριση των αποβλήτων γίνεται βασικά με 2 τρόπους: 1.Τα θάβουν, αφού πρώτα τα αποθηκεύσουν επί δεκαετίες σε ειδικές δεξαμενές. 2.Προτιμούν μετά την εναποθήκευση να τα μεταστοιχειώνουν ώσπου να καταλήξουν σε βοριοπυριτικό γυαλί και μόνο τότε τα θάβουν. Αυτός ο δεύτερος τρόπος έχει το πλεονέκτημα της ανακύκλωσης . [6]


Διάφορα ερωτήματα τα οποία μας προέκυψαν για το πώς οι άνθρωποι αντιλαμβάνονται την πυρηνική ενέργεια , τις επιπτώσεις της και τους πυρηνικούς αντιδραστήρες απαντήθηκαν με βάση ένα ερωτηματολόγιο το οποίο φτιάξαμε.

Ευρετήριο Περιεχομένων Πυρηνική Ενέργεια :

1. Εισαγωγή

σ.7 σ.7 σ.7 σ.7 σ.8 σ.9

2. Προβληματική του θέματος 3. Σκοπός και στόχος 4. Ερευνητικά Ερωτήματα 5. Βιβλιογραφία 6. Διαδικασία 7. Αποτελέσματα Έρευνας:

• Ιστορία Πυρηνικού Αντιδραστήρας σ.10 • Πυρηνικός Αντιδραστήρας  Ορισμός σ.11  Λειτουργία σ.12  Βασικές Διαδικασίες σ.13  Είδη πυρηνικών αντιδραστήρων σ.14  Πυρηνικά ατυχήματα :  Τσέρνομπιλ σ.15  Three Mile Island σ.17 • Τρόποι αντιμετώπισης πυρηνικών αποβλήτων: σ.18 * ομαδικά * ατομικά 8. Εικόνες σ.19 9. Ερωτηματολόγιο σ.21 10. Συμπεράσματα σ.24 11. Επίλογος σ.25

[7]


Κυρίως Μέρος Εισαγωγή : Το θέμα με το οποίο ασχολείται η υποομάδα μας είναι η πυρηνική ενέργεια .

Προβληματική του θέματος : Μέσα από τις έρευνες για την εργασία μας προσπαθούμε να κατανοήσουμε τη σημασία της πυρηνικής ενέργειας , να καταλάβουμε τον τρόπο λειτουργίας του πυρηνικού αντιδραστήρα , να ενημερωθούμε για διάφορα πυρηνικά ατυχήματα και να βρούμε τρόπους αντιμετώπισης των πυρηνικών αποβλήτων .

Σκοπός και στόχος : Σκοπός της εργασίας μας είναι να απαντήσουμε σε διάφορα ερωτήματα τα οποία σχετίζονται με την πυρηνική ενέργεια αλλά και με υποενότητες της . Έτσι , προσπαθούμε να ενημερώσουμε τους συμμαθητές μας και να τους βοηθήσουμε να αντιληφθούν οτιδήποτε σχετικό με την πυρηνική ενέργεια .

Ερευνητικά Ερωτήματα

* Τι είναι η πυρηνική ενέργεια ; * Ποιά είναι η ιστορία του πυρηνικού αντιδραστήρα ; * Ποιά είναι τα αίτια και οι συνέπειες των πυρηνικών ατυχημάτων στο Τσέρνομπιλ και στο Three Mile Island; * Πώς μπορούν να αντιμετωπιστούν τα πυρηνικά απόβλητα ?

[8]


Βιβλιογραφία Ιστότοποι * www.wikipedia.org

* www.nuclear energy.com * www.nuclear power.europe.com * www.ecotimes.gr * www.finfacts.ie * www.zimfamilycockers.com * http://1.bp.blogspot.com * http://typesofalternativeenergy.com * www.altenergylife.com * www.physorg.com * www.static.guim.co.uk * www.chernobyl-today.com Eφημερίδα “ Καθημερινή ”

[9]


Διαδικασία : Αφού αποφασίσαμε το θέμα της υποομάδας μας , ξεκινήσαμε αμέσως την αναζήτηση για τα ερωτήματα στα οποία θα θέλαμε να δώσουμε απαντήσεις . Έτσι , αφού τέθηκαν διάφορες απορίες γι ’ αυτό το θέμα , τις χωρίσαμε και αποφασίσαμε ο καθένας να αναλάβει να βρει πληροφορίες ώστε να λυθούν οι απορίες . Έπειτα , επεξεργαστήκαμε όλοι μαζί το υλικό και το καταγράψαμε . Στη συνέχεια , αποφασίσαμε να δημιουργήσουμε μία αφίσα με εικόνες που αφορούσαν το θέμα μας . Μετά , αφού αγοράσαμε μερικά υλικά κατασκευάσαμε μία μακέτα , η οποία αναπαριστά ένα πυρηνικό αντιδραστήρα και τη λειτουργία του. Ακόμα, φτιάξαμε ένα ερωτηματολόγιο για να συμπεράνουμε πώς οι άνθρωποι εκλαμβάνουν τους κινδύνους της πυρηνικής ενέργειας . Τέλος , δημιουργήσαμε στον υπολογιστή ένα Power point στο οποίο κάναμε την περίληψη της συνολικής μας εργασίας .

[10]


Αποτελέσματα έρευνας : * Ιστορία Πυρηνικού Αντιδραστήρα Παρά το γεγονός ότι οι επιστήμονες μόλις τις τελευταίες δεκαετίες κατάφεραν να κατασκευάσουν τεχνητούς πυρηνικούς αντιδραστήρες όπου γίνεται ελεγχόμενη σχάση, εντούτοις φυσικοί πυρηνικοί αντιδραστήρες προυπήρξαν περίπου 1,5 δις χρόνια πριν. Ανακαλύφτηκαν το 1972 από το Γάλλο φυσικό Φρανσίς Περέν στα ορυχεία ουρανίου στη Γκαμπόν. Σε περίπου 15 τοποθεσίες, η αναλογία διαφόρων ραδιενεργών στοιχείων σε σχέση με τις κανονικές τους συγκεντρώσεις στο φλοιό της Γης, οδήγησε στο συμπέρασμα ότι κάποτε στα συγκεκριμένα σημεία έλαβαν χώρα πυρηνικές αντιδράσεις παρόμοιες με αυτές που συμβαίνουν στους πυρηνικούς αντιδραστήρες. Οι αντιδραστήρες αυτοί λειτούργησαν για κάπου 150 εκατομμύρια χρόνια, παράγοντας περίπου 100 Kw ενέργειας σε αυτό το διάστημα. Ο πρώτος πυρηνικός αντιδραστήρας κατασκευάστηκε στα πλαίσια του σχεδίου Μανχάτταν, το 1942, υπό την καθοδήγηση του Ενρίκο Φέρμι στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο. Το καύσιμο που χρησιμοποιήθηκε ήταν φυσικό ουράνιο, το οποίο περιείχε σε ποσοστό μικρότερο του 1% το ισότοπο του ουρανίου U-235 και κατά 99% αποτελείται από U-238 το οποίο δεν υφίσταται εύκολη σχάση. Ο Φέρμι είχε παρατηρήσει ότι η σχάση αυξανόταν όταν κάποιο μέσο επιβράδυνε τα νετρόνια κι έτσι στον πρώτο πυρηνικό αντιδραστήρα που κατασκεύασε χρησιμοποιήθηκαν επιβραδυντές αποτελούμενοι από γραφίτη. Το ουράνιο που αποτελούσε το καύσιμο λαμβανόταν από οξείδιο του ουρανίου που τοποθετούνταν σε μεγάλες ποσότητες πάνω στους στύλους του γραφίτη. Ρυθμιστικές ράβδοι καδμίου που εισέρχονταν στον αντιδραστήρα χρησίμευαν στο να προλαμβάνεται η αλυσιδωτή αντίδραση όταν αυτή δεν είναι επιθυμητή. Ο Φέρμι, πριν τη λειτουργία του αντιδραστήρα, έδωσε εντολή να αφαιρεθούν όλες οι ρυθμιστικές ράβδοι εκτός από μία που ήταν ικανή να σταματήσει τη δημιουργία αλυσιδωτής αντίδρασης. Μετά αφαιρέθηκε κι αυτή σταδιακά και σε κάθε στάδιο ελεγχόταν ο ρυθμός της σχάσης για να [11]


διαπιστωθεί αν ήταν ίδιος με αυτόν που είχε υπολογιστεί θεωρητικά. Όταν αφαιρέθηκε και το τελευταίο τμήμα της ρυθμιστικής ράβδου, η έκλυση της ενέργειας ανοδικά έφτασε σε ένα σταθερό επίπεδο κι αυτό αποτέλεσε τον πρώτο έλεγχο πυρηνικής σχάσης.

[12]


* Πυρηνικός Αντιδραστήρας Πυρηνικός αντιδραστήρας ονομάζεται η διάταξη εκείνη εντός της οποίας παράγεται ενέργεια με ελεγχόμενη αντίδραση σχάσης. Ο πυρηνικός αντιδραστήρας θα μπορούσε να χαρακτηρισθεί και σαν μια μεγάλη δεξαμενή όπου το πυρηνικό καύσιμο υφίσταται πυρηνική σχάση απελευθερώνοντας έτσι θερμότητα. Τα άτομα του καυσίμου σε ορισμένες συνθήκες διασπώνται και εκπέμπουν νετρόνια, τα οποία έπειτα προκαλούν την διάσπαση άλλων ατόμων με αποτέλεσμα μια αυξανόμενη αλυσιδωτή αντίδραση. Στο εσωτερικό του αντιδραστήρα υπάρχει επιβραδυντικό υλικό και ρυθμιστικές ράβδοι έτσι ώστε να συγκροτούν την αντίδραση και να επιτυγχάνεται η ομαλή ροή της θερμότητας. Επίσης, ένα «ψυκτικό μέσο», το οποίο είναι είτε αέριο είτε υγρό , κυκλοφορεί μέσα στον αντιδραστήρα και θερμαίνεται. Έπειτα αυτό οδηγείτε σε ένα μηχανισμό στον οποίο υπάρχει βρασμένο νερό και αυτός ο παραγμένος ατμός βάζει σε εφαρμογή τους στροβίλους , οι οποίοι παράγουν ηλεκτρικό ρεύμα και κινητική ενέργεια. Επίσης, ο πυρηνικός αντιδραστήρας εκπέμπει μεγάλη ακτινοβολία κατά την παραγωγή ραδιοϊσοτόπων. Ωστόσο, η διαρροή της ακτινοβολίας προστατεύεται από στρώματα θωράκισης του αντιδραστήρα και όσοι εργάζονται σε τέτοιους χώρους αναγκάζονται να είναι εφοδιασμένοι με ειδικά μηχανήματα ανίχνευσης ραδιενέργειας .

[13]


Λειτουργία Στην πλειονότητα τους οι σύγχρονοι πυρηνικοί αντιδραστήρες χρησιμοποιούν ως καύσιμο εμπλουτισμένο ουράνιο ή μεικτό οξείδιο , ενώ κάποιοι άλλοι χρησιμοποιούν φυσικό ουράνιο. Ωστόσο υπάρχουν και αντιδραστήρες σχάσης που χρησιμοποιούν ως καύσιμα είτε το πλουτώνιο είτε το ισότοπο U233 του ουρανίου. Το καύσιμο βρίσκεται σε μορφή ράβδων καυσίμου και τοποθετούνται με καθορισμένη διάταξη μέσα στον επιβραδυντή , ο οποίος είναι γραφίτης και έχει σαν σκοπό να επιβραδύνει τα νετρόνια που παράγονται από τις σχάσεις. Επίσης οι ρυθμιστικές ράβδοι , οι οποίοι χρησιμεύουν στην διατήρηση ενός σταθερού ρυθμού σχάσης , εισέρχονται στον πυρήνα του επιβραδυντή και η θέση τους αλλάζει ώστε να επιτευχθεί ο επιθυμητός ρυθμός σχάσης και όσο πιο βαθιά είναι οι ράβδοι τόσο πιο πολύ μειώνεται ο ρυθμός σχάσεως. Το αντίθετο συμβαίνει όταν οι ράβδοι αποσύρονται. Ένα ψυκτικό υλικό κυκλοφορεί υπό πίεση μέσα στα λεγόμενα «κανάλια» του επιβραδυντή και σκοπός της κυκλοφορίας του ψυκτικού είναι μεταφορά της θερμικής ενέργειας σε έναν μηχανισμό. Ο επιβραδυντής βρίσκεται στο εσωτερικό χαλύβδινου (γύρω από το χαλύβδινο περίβλημα υπάρχει θωράκιση από σκυρόδεμα , το οποίο εμποδίζει στην ραδιενέργεια να φτάσει στους χειριστές του αντιδραστήρα και στο περιβάλλον, τόσο σε συνθήκες κανονικής λειτουργίας αλλά και σε περίπτωση ατυχήματος) προστατευτικού περιβλήματος , ο οποίος είναι κατασκευασμένος έτσι ώστε να αντέχει στις υψηλές πιέσεις και θερμοκρασίες στο εσωτερικό του αντιδραστήρα.

[14]


Βασικές διαδικασίες Η διαδικασία που γίνεται στο εσωτερικό ενός πυρηνικού αντιδραστήρα χωρίζετε σε τρία στάδια : 1. Η σχάση κάθε πυρήνα παράγει θραύσματα , όπως νετρόνια και τα θραύσματα αυτά μεταφέρουν το μεγαλύτερο ποσοστό της κινητικής ενέργειας , η οποία απελευθερώνεται από τον πυρήνα του ουρανίου. Έπειτα δίνουν την ενέργεια σε άλλα άτομα με τα οποία συγκρούονται και έτσι οι ράβδοι των καυσίμων θερμαίνονται. 2. Τα νετρόνια της σχάσης μετακινούνται από τις ράβδους καυσίμου στο χώρο του επιβραδυντή και συγκρουόμενα με τα άτομα του μεταφέρουν κινητική ενέργεια σε αυτά. Τα νετρόνια επιβραδύνονται και τελικά η μέση κινητική ενέργεια τους ισούται περίπου με αυτή των ατόμων του επιβραδυντή. Επειδή η κινητική ενέργεια των νετρονίων δεν μεταβάλλεται πια τα νετρόνια αυτά ονομάζονται θερμικά. 3. Τα νετρόνια που έχουν επιβραδυνθεί εισέρχονται πάλι στις ράβδους προκαλώντας νέες σχάσεις και έτσι επαναλαμβάνεται η διαδικασία.

[15]


Είδη Πυρηνικών Αντιδραστήρων Οι Πυρηνικοί αντιδραστήρες που παράγουν ηλεκτρικό ρεύμα ονομάζονται Πυρηνικοί αντιδραστήρες ή Πυρηνικοί σταθμοί ισχύος και χωρίζονται σε τέσσερις βασικούς τύπους και κατηγοριοποιούνται ανάλογα με το είδος του νερού στον επιβραδυντή. Αυτοί οι τύποι είναι : Α. Αντιδραστήρες ελαφρού ύδατος , οι οποίοι διακρίνονται σε : 1.Αντιδραστήρας πεπιεσμένου ύδατος 2.Ζέοντος ύδατος Β. Αντιδραστήρες βαρέος ύδατος , οι οποίοι διακρίνονται σε : 1.Πιεσμένου ύδατος 2.Αντιδραστήρας ζέοντος βαρέος ύδατος Επίσης υπάρχουν και οι αερόψυκτοι αντιδραστήρες , οι οποίοι χρησιμοποιούν για επιβραδυντή γραφίτη και για ψυκτικό μέσο διοξείδιο του άνθρακα. Ένας άλλος τύπος πυρηνικού αντιδραστήρα είναι οι αναπαραγωγικοί αντιδραστήρες , οι οποίοι χρησιμοποιούνται για παραγωγή ενέργειας αλλά ο κύριος σκοπός λειτουργίας είναι η παραγωγή σχάσιμων ισοτόπων για χρήση από τους πυρηνικούς αντιδραστήρες ισχύος .

[16]


* Πυρηνικά Ατυχήματα Τσέρνομπιλ : ΧΡΟΝΟΣ ΚΑΙ ΤΟΠΟΣ Το μεγαλύτερο πυρηνικό ατύχημα της ανθρωπότητας συνέβη στις 26 Απριλίου 1986 στον πυρηνικό σταθμό παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας κοντά στην πόλη Τσέρνομπιλ της τότε Σοβιετικής ΄Ενωσης και σημερινής Ουκρανίας. ΟΙ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΚΑΙ ΤΑ ΑΙΤΙΑ ΤΟΥ ΑΤΥΧΗΜΑΤΟΣ Το ατύχημα ήταν ένας συνδυασμός προβληματικής κατασκευής και εσφαλμένων χειρισμών. Οι πυρηνικοί αντιδραστήρες αυτού του τύπου χρησιμοποιούν σαν επιβραδυντή της πυρηνικής αντίδρασης νερό, το οποίο αν για κάποιο λόγο υπερθερμανθεί, η αλυσιδωτή αντίδραση εξελίσσεται ανεξέλεγκτα. Εκείνη την νύχτα και κατά τον έλεγχο μιας στροβιλογεννήτριας για το εάν και κατά πόσον ήταν δυνατή η παροχή ισχύος ώστε να γίνεται εξαναγκασμένη κυκλοφορία ψυχρού νερού, ετέθη το σύστημα ασφαλείας εκτός, αλλά ο αντιδραστήρας ψύχθηκε υπερβολικά και κινδύνεψε να διακοπεί η λειτουργία του. Εάν συνέβαινε κάτι τέτοιο, ο αντιδραστήρας θα αργούσε πολύ να τεθεί σε λειτουργία ξανά και γιαυτό, αντίθετα από τον κανονισμό ασφαλείας, αφαίρεσαν αρκετές ράβδους ελέγχου του αντιδραστήρα. Αυτομάτως η ισχύς έγινε εκατό φορές μεγαλύτερη του κανονικού και επειδή είχαν το σύστημα ελέγχου εκτός, οι τεχνικοί έγιναν απλοί θεατές της υπερθέρμανσης και δύο εκρήξεων στο κτίριο του αντιδραστήρα Νο 4, με αποτέλεσμα τη διάνοιξη της οροφής και την εκτόξευση γραφίτη, σκυροδέματος, ουρανίου και προϊόντων σχάσης του πυρήνα στην ατμόσφαιρα. Η στήλη του καπνού και των ραδιενεργών υλικών είχε ύψος ένα χιλιόμετρο. Το πόρισμα της Διεθνούς Επιτροπής Ατομικής Ενέργειας του 1995 αναφέρει σαν πιθανά αίτια είτε κάποια βλάβη στην αντλία κυκλοφορίας νερού είτε κάποια βλάβη στα κανάλια καυσίμου.

[17]


Η ΑΝΤΙΜΕΤΩΠΙΣΗ ΤΟΥ ΑΤΥΧΗΜΑΤΟΣ Για να σβηστεί η φωτιά μέσα στον αντιδραστήρα έγιναν υπεράνθρωπες προσπάθειες πυροσβεστών και πιλότων ελικοπτέρων που έριξαν βόριο, μόλυβδο και αλλά υλικά. Παράλληλα στάλθηκε προσωπικό για να εμποδίσει τον κίνδυνο και άλλων εκρήξεων. Τριάντα έξι ώρες μετά άρχισε η εκκένωση όλων των περιοχών σε ακτίνα 30 χλμ γύρω από τον αντιδραστήρα. Τους επόμενους μήνες με μια τεράστια επιχείρηση ο κατεστραμμένος αντιδραστήρας σφραγίστηκε με μια σαρκοφάγο από μπετόν. Για να μην μολυνθούν τα υπόγεια ύδατα κατασκευάστηκαν φράγματα. ΄Ηδη βέβαια ανατέθηκε η κατασκευή νέας σαρκοφάγου στην γαλλική εταιρεία ΝOVARKA με Ευρωπαϊκά κονδύλια. ΣΥΝΕΠΕΙΕΣ ΤΟΥ ΑΤΥΧΗΜΑΤΟΣ Αν και οι Σοβιετικές αρχές προσπάθησαν να αποκρύψουν το ατύχημα, μετρήσεις στην Σουηδία κατέδειξαν ότι η τεράστια αύξηση ραδιενέργειας που ισοδυναμούσε με εκατοντάδες ατομικές βόμβες ερχόταν από τα ανατολικά. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι μια έκταση 150 χιλ. χλμ μολύνθηκε αμέσως από ραδιενέργεια. Οι άνεμοι και η βροχή μετέφεραν ραδιενεργές ουσίες σε όλη την Ευρώπη, αλλά ακόμη και στον Περσικό Κόλπο. Ένα εκατομμύριο Λευκορώσοι ασθένησαν ή πέθαναν. Μέχρι και σήμερα τεράστιες εκτάσεις γης είναι καλυμμένες με ραδιενεργά υλικά και έχουν αναφερθεί μεταλλάξεις σε ζώα με αποτέλεσμα πολλές φάρμες να είναι σε καραντίνα. ΄Εξαρση παρουσίασαν πολλά είδη καρκίνων και κυρίως θυρεοειδή. Ασθένειες του δέρματος, του αίματος, γενετικές και εγκεφαλικές παραμορφώσεις παρουσιάζουν αύξηση και ταλανίζουν από τότε πολλούς Ευρωπαίους. Υπεύθυνα θεωρούνται το Καίσιο 137 και το Ιώδιο 131. Εκτός όμως από τις συνέπειες στο περιβάλλον και στη διατροφική αλυσίδα, επιπτώσεις παρουσιάστηκαν και στην ψυχολογία των Ευρωπαίων λόγω του φόβου για την υγεία τους και για την υγεία των κυοφορούμενων εμβρύων, φόβος που είναι απολύτως λογικός γιατί θα χρειαστούν πολλές εκατοντάδες χρόνια ώστε να εξαλειφθούν τα βλαβερά αποτελέσματα αυτού του ραδιενεργού ατυχήματος. [18]


Three Mile Island : ΧΡΟΝΟΣ ΚΑΙ ΤΟΠΟΣ: Στις 28 Μαρτίου σημειώθηκε πυρηνικό ατύχημα στον πυρηνικό αντιδραστήρα νούμερο 2 από μια απλή βλάβη στην τροφοδοσία ατμογεννητριών με νερό . ΟΙ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΚΑΙ ΤΑ ΑΙΤΙΑ ΤΟΥ ΑΤΥΧΗΜΑΤΟΣ Τα αυτόματα συστήματα ασφάλειας σταμάτησαν την πυρηνική αντίδραση και ενεργοποίησαν τις αντλίες ασφαλείας, οι οποίες όμως δεν λειτουργούσαν λόγω του ότι είχε μείνει μία βάνα ανοιχτή. Έτσι ο αντιδραστήρας υπερθερμάνθηκε, αφού έμεινε για τέσσερις ώρες χωρίς νερό , πριν αποκατασταθεί το κύκλωμα της ψύξης. Έπειτα από δέκα ώρες περίπου μετά το ατύχημα 300 kg υδρογόνου εξερράγησαν στο κτίριο του αντιδραστήρα ,από το καύσιμο το οποίο είχε υποστεί τήξη , χωρίς όμως σημαντικές ζημιές. Μετά από έξι χρόνια όμως υπολόγισαν την έκταση των ζημιών και κατέληξαν στο ότι το 45% των καυσίμων υπέστη τήξη και αυτό είχε ως αποτέλεσμα να αναμιχθεί με άλλα στοιχεία της δομής του αντιδραστήρα και να δημιουργηθεί ένα μείγμα το οποίο ονομάζεται «corium» . Ένα σημαντικό μέρος του μείγματος χύθηκε στον πυθμένα της δεξαμενής χωρίς όμως να την διαπεράσει καθώς το περίβλημα του αντιδραστήρα άντεξε και δεν προκλήθηκε έκλυση ραδιενεργών υλικών απευθείας στο περιβάλλον. ΣΥΝΕΠΕΙΕΣ ΤΟΥ ΑΤΥΧΗΜΑΤΟΣ Σύμφωνα με τις αμερικανικές αρχές στο δυστύχημα στο Three Mile Island εξέθεσε 2 εκατομμύρια ανθρώπους σε μία δόση χαμηλής ακτινοβολίας της τάξεως του 0,01 μιλισίβερτ κατά μέσο όρο . Η μέγιστη δόση ανά άτομο στην περιοχή αυτή ήταν μικρότερη του 1 μιλισίβερτ σύμφωνα με την Αμερικάνικη Αρχή Πυρηνικής Ασφάλειας. (μία εξέταση αξονικής τομογραφίας μπορεί να φτάσει τα 10 μιλισίβερτ).

[19]


* Τρόποι Αντιμετώπισης Πυρηνικών Αποβλήτων Κανείς δεν χρειάζεται, βέβαια, υπόμνηση του τι ρόλο έπαιξε η ειρηνική αξιοποίηση της πυρηνικής ενέργειας στον τελευταίο μισό αιώνα. Πηγή απίστευτης ισχύος που θα εξάλειφε την εξάρτησή μας από τους υδρογονάνθρακες αρχικά, μετατράπηκε αργότερα σε ραδιενεργό εφιάλτη. Τα ατυχήματα στα εργοστάσια ηλεκτροπαραγωγής από πυρηνική σχάση, στο Τhree Μile Ιsland των ΗΠΑ και στο Τσερνομπίλ της Ουκρανίας, σφράγισαν στην κοινή συνείδηση τη μοίρα τέτοιων εργοστασίων και, επί τρεις δεκαετίες, κανείς δεν μιλούσε για χτίσιμο νέων. Παράλληλα, από τη λειτουργία των ήδη υπαρχόντων, προέκυπτε όλο και πιο ανησυχητικό το ερώτημα «πού πηγαίνουν τα ραδιενεργά απόβλητα;». Η διαχείριση αυτών των αποβλήτων γίνεται βασικά με δύο τρόπους: Στις ΗΠΑ, στον Καναδά, στη Σουηδία και στη Φινλανδία τα θάβουν, αφού πρώτα τα αποθηκεύσουν επί δεκαετίες σε ειδικές δεξαμενές. Στη Βρετανία, στη Γαλλία, στην Ινδία, στην Ιαπωνία, στην Κίνα και στη Ρωσία, προτιμούν μετά την εναποθήκευση να τα μεταστοιχειώνουν ώσπου να καταλήξουν σε βοριοπυριτικό γυαλί και μόνο τότε τα θάβουν. Αυτός ο δεύτερος τρόπος έχει και το πλεονέκτημα της «ανακύκλωσης» μεγάλου μέρους των πυρηνικών. Καθώς όμως η όλη διαδικασία απαιτεί πολύ λεπτούς χειρισμούς, η Ευρωπαϊκή Επιτροπή ίδρυσε, το 1996, το Ινστιτούτο Υπερουρανίων Στοιχείων (ΙΤU) και έστησε, πριν από μια δεκαετία, επιτόπια εργαστήρια ελέγχου στα δύο εργοστάσια τέτοιου τύπου που λειτουργούν στα εδάφη της. Το εύστοχο των επιλογών της ΕΕ δικαιώθηκε από την πορεία του χρόνου: Σήμερα, τα δύο αυτά εργοστάσια μεταστοιχειώνουν 2.000 τόνους πυρηνικών καυσίμων κάθε έτος (το ισοδύναμο 70 πυρηνικών αντιδραστήρων), πράγμα που σημαίνει το 80% της παγκόσμιας παραγωγής πυρηνικών αποβλήτων. Από τα πυρηνικά αυτά, το ΙΤU ελέγχει μέσω των εργαστηρίων του - πριν και μετά τη σχάση τους - περίπου 800 δείγματα ετησίως. Εκτός από την ποιοτική διάσταση του πράγματος, ο έλεγχος αυτός διασφαλίζει ότι τα μεταστοιχειωμένα πυρηνικά αξιοποιούνται μόνο για ειρηνικούς σκοπούς. Η ΙΑΕΑ είδε την επιτυχία του εγχειρήματος και συνεργάστηκε με το ΙΤU προκειμένου να δημιουργήσει αντίστοιχο εργαστήριο στον Βορρά της Ιαπωνίας, στο Rokkasho, με ακόμη πιο ρομποτικό χειρισμό των υλικών. Τώρα, κατά πώς μας διαβεβαίωσε ο διευθυντής του ΙΤU, Τόμας Φανγκάνελ

[20]


(Τhomas Fangh nel), η σκυτάλη ίδρυσης αντίστοιχων εργαστηρίων θα περάσει σύντομα και σε άλλες ασιατικές χώρες.

Ευρετήριο Σχημάτων και πινάκων 1. Εικόνες

* Η Θεμελιώδης ανακάλυψη της πυρηνικής ενέργειας

* Η καρδιά του πυρηνικού αντιδραστήρα

* Πυρηνικός αντιδραστήρας σε λειτουργία [21]


* Πυρηνική έκρηξη

* Η σαρκοφάγος του κατεστραμμένου αντιδραστήρα Νο 4

* Κατεστραμμένο κέντρο ελέγχου αντιδραστήρα

[22]


* Μετρήσεις Ραδιενέργειας

[23]


2. Ερωτηματολόγιο 1.Πιστεύετε ότι η πυρηνική ενέργεια είναι χρήσιμη ; Α. ΝΑΙ Β. ΟΧΙ

NAI OXI

2.Είστε ενημερωμένοι για τις συνέπειες των πυρηνικών ατυχημάτων ; Α. ΝΑΙ Β. ΟΧΙ

NAI OXI

3.Πιστεύετε ότι το πυρηνικό ατύχημα στο Τσέρνομπιλ επηρεάζει ακόμα τον κόσμο μας ; Α. ΝΑΙ Β. ΟΧΙ 60

50

40

30

Σειρά1

20

10

0 NAI

OXI

[24]


4.Είστε υπέρ ή κατά στην κατασκευή πυρηνικού δικτύου στην Ελλάδα ; A. ΥΠΕΡ Β. ΚΑΤΑ 45 40 35 30 25

Σειρά1

20 15 10 5 0 ΥΠΕΡ

ΚΑΤΆ

5.Είστε ενημερωμένοι για τις συνέπειες της ραδιενέργειας στον άνθρωπο; A. ΝΑΙ B. ΟΧΙ

30 25 20 15 Σειρά1

10 5 0

S1 ΝΑΙ ΌΧΙ

6.Γνωρίζετε από πού δεχόμαστε ραδιενέργεια στην καθημερινή μας ζωή; Α. ΝΑΙ Β. ΟΧΙ 35 30 25 20

Σειρά1

15 10 5 0 ΝΑΙ

ΌΧΙ

[25]


7.Μπορεί η ραδιενέργεια να μας ωφελήσει ; A. ΝΑΙ Β. ΟΧΙ

ΝΑΙ ΌΧΙ

8.Πιστεύετε ότι οι επιπτώσεις της ραδιενέργειας μπορούν να επηρεάσουν ψυχολογικά ον άνθρωπο ; Α. ΝΑΙ Β. ΟΧΙ 30

25

20

Σειρά1

15

10

5

0 ΝΑΙ

ΌΧΙ

Δ.Ξ

[26]


[27]


ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Όλα αυτά που μάθαμε μελετώντας τις πληροφορίες που συλλέχθηκαν για τη συγκεκριμένη εργασία ,μας βοήθησαν να κατανοήσουμε σε βάθος τη δομή της ύλης, να συνειδητοποιήσουμε την πρακτική εφαρμογή του φυσικού μεγέθους «ενέργεια» και ιδιαίτερα «πυρηνική ενέργεια» αλλά και να προβληματιστούμε για τις κοινωνικές και περιβαλλοντολογικές επιπτώσεις των σύγχρονων επιστημονικών και τεχνολογικών κατακτήσεων. Στο θετικό πρόσωπο της πυρηνικής ενέργειας ανήκει η συνεισφορά της στην ιατρική, με εφαρμογές στην επιλεκτική καταστροφή ιστών, όπως είναι οι καρκινικοί όγκοι αλλά και ανίχνευση ασθενειών με το μαγνητικό τομογράφο. Επίσης, χρησιμοποιούνται ακτινοβολίες για την αποστείρωση ορισμένων κατηγοριών τροφίμων. Να σημειωθεί ότι και στη βιολογία χρησιμοποιούνται ραδιενεργά σωματίδια για την μελέτη του μεταβολισμού των φυτών. Είναι γεγονός ότι ο προηγούμενος αιώνας σφραγίστηκε από την εκπληκτική ανάπτυξη της τεχνολογίας. Το τεράστιο όμως αυτό οικοδόμημα απαιτεί και ενέργεια ανάλογης ποσότητας και ισχύος, ικανής να συντηρήσει αλλά και να προωθήσει την ανάπτυξη και την ευημερία των λαών. Για πολλούς η λύση βρίσκεται στη χρήση της πυρηνικής ενέργειας. Η πυρηνική ενέργεια έχει τρομακτική ισχύ και επομένως θα μπορούσε να ήταν η απάντηση στο ενεργειακό πρόβλημα. Αυτή ακριβώς η προοπτική απεικονίστηκε τα τελευταία χρόνια στην αλματώδη αύξηση του αριθμού των πυρηνικών αντιδραστήρων ανά τον κόσμο. Επιλογή που παρέβλεψε τους ολέθριους κινδύνους για την ζωή στο πλανήτη Γη όταν ανθρώπινη αμέλεια, τεχνικό λάθος ή ένας αστάθμητος παράγοντας π.χ. σεισμός και τσουνάμι στέλνουν στον κάλαθο των αχρήστων τα πανάκριβα συστήματα ασφαλείας ενός πυρηνικού εργοστασίου. Εξάλλου τα δύο μεγαλύτερα πυρηνικά ατυχήματα, του Τσέρνομπιλ και της Φουκουσίμα έκαναν την πυρηνική ενέργεια λιγότερο γοητευτική στα μάτια του απλού πολίτη, όπως φαίνεται και από τα αποτελέσματα του ερωτηματολογίου μας. Επιπλέον η κατοχή πυρηνικών όπλων από τόσα πολλά κράτη αποτελεί μία διαρκή απειλή για την ανθρωπότητα. Συμπερασματικά, πιστεύουμε ότι είναι ευθύνη όλων μας να μην εφησυχάζουμε αλλά να διαφυλάξουμε με κάθε τρόπο το περιβάλλον μας λειτουργώντας με λογική και σεβασμό στη Γη που μας φιλοξενεί. [28]


Επίλογος Συνοψίζοντας , αξίζει να σημειωθεί ότι το αντικείμενο αυτής της ερευνητικής προσπάθειας , μας ευαισθητοποίησε ακόμη περισσότερο στο μείζον πρόβλημα της χρήσης της πυρηνικής ενέργειας, υποκλινόμενοι στη θαυμαστή εξέλιξη της επιστήμης και της τεχνολογίας αλλά και προβληματιζόμενοι για όλες τις τυχόν απίθανες, αλλά ατυχώς δυνητικά πιθανές συγκυρίες με τα καταστροφικά αποτελέσματα. Η συγκεκριμένη ερευνητική εργασία μας δίδαξε ότι η μόνο η πολυπρισματική οπτική της επιστήμης αποτελεί εγγύηση για την προστασία της φυσικής κατοικίας του ανθρώπου και τη διατήρηση της

Ισορροπίας της Γης.

[29]


[30]


ΓΗ ΣΕ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ - ΘΕΡΜΙΚΗ ΕΚΡΗΞΗ