Jaderná energie III
Úvod I
Tento článek navazuje na dva předcházející publikované v Britských listech v
listopadu a prosinci 1998.
Jeho smyslem je dát čtenáři určitou představu o problematice jaderného
odpadu.
K jeho napsání mě inspirovala nejen diskuse na stránkách Britských listů
věnovaná jaderné energii, ale i pochmurná
vize Stevena Saxonberga o osudu lidstva v příštím stotisíciletí (díky
jadernému odpadu) a v neposlední řadě titulek novinového článku, který jsem
před časem zahlédl v internetové Trafice: "Jihočeské matky proti Temelínu".
Připadal mi mi takový nosný - je to proti atomům, o nichž sice dohromady
nikdo nic neví, ale ty hodné české mámy, které, jako všechny ostatní na
světě, mají na mysli blaho svých děti, dodávají akci důvěryhodnost.
Napadlo mě, jak by se asi vyjímaly titulky "Matky proti pracím práškům",
nebo "Rodiče proti plínkám na jedno použití" a případně "Děti proti mytí
vlasů a koupání". Přece jde o činnosti, které potenciálně poškozují
životní prostředí a lidské zdraví.
V ČR je nějakých 2.5 miliónu domácností a každá spotřebuje deset kilogramů
pracího prostředku ročně. To je 25 tisíc tun odpadu, který negativně
ovlivňuje kvalitu vody v řekách, kde většinou končí. Plínky na jedno
použití končí na skládkách. Co vědí otcové a matky o tom, co se tam
odehrává, jak akumulace mikroorganismů a látek na které se pleny, jak
výrobci slibují, časem rozpadnou, působí na životní prostředí?
Mytí dětských hlav vede nejen ke znečisťování odpadních vod, ale přináší
zúčastněným stranám i traumatické zážitky. Navíc ohřev vody vyžaduje
značné množství energie a její vypouštění vede ke znečisťování životního
prostředí teplem.
Mimochodem, ať mě někdo přesvědčí, že chemikálie v šamponech nezpůsobují
oční zákaly a třeba řídnutí vlasů, které se, podle mé osobní zkušenosti,
objevuje u mužů nejdříve tam, kam jsou zvyklí plácnout šampon.
Výše uvedenou směsicí faktů i výmyslů jsem chtěl podpořit svůj argument, že
osvěty není nikdy dost. Sám bych k ní chtěl skromně přispět několika
ukázkami z oblasti nakládání s jaderným odpadem.
Poznámka: Na výroku o spojení mytí vlasů a očního zákalu lze ukázat trik,
který odpůrci čehokoli často používají ve své propagandě. Otištěním tohoto
článku vznikne citace, kterou lze přizpůsobit pro účel boje proti šamponům
třeba takto: "Podle názoru odborníka na životní prostředí, publikovaném v
předních světových novinách, existuje možné spojení mezi mytím vlasů v mládí a tvorbou očního zákalu v dospělosti". Bude-li taková věta otištěna v
jiných novinách (v krajním případě mnou pod nějakým pseudonymem), vzniknou citace dvě na nichž lze založit celou kampaň: "Světový tisk se v současné
době zabývá vážným problémem, který dlouho unikal pozornosti atd. "
Úvod II
Odpad můžeme volně definovat produkt lidské činnosti, pro nějž nemáme (v
dané době)žádné použití. Protože každá látka je v do určité míry jedovatá,
musí být do určité míry jedovatý i odpad sám.
Odbočka k jedům: Jedovatost dané látky spočívá v dočasném nebo trvalém
narušení některé z mnoha chemických rovnováh existujících v živém organismu.
Srovnání jedovatosti jednotlivých látek umožňuje index LD 50 (Lethal Dose,
smrtelná dávka) který odpovídá dávce látky, která způsobí 50% úmrtnost
pokusných organismů (většinou krys).
Pro zajímavost uvádím údaje převzaté z katalogu chemických látek firmy
Merck. Hodnota LD50 je zde vyjádřena v gramech dané látky na kilogram váhy
pokusného zvířete.
chlorid sodný (kuchyňská sůl) - 3.75
kyanid sodný - 0.015
alkohol - 10.0
Odbočka k alkoholu: Alkohol poskytuje dobrý příklad toho, že jedovatost
látky je relativní, že organismus dovede jed i jeho zplodiny postupně
odbourávat a vracet vychýlenou rovnováhu zpět - pokud nebyla překročena
míra.
Tyto skutečnosti jsou dokonce zachyceny v českých úslovích. Například výrok
"alkohol požívaný s mírou neškodí ani v největším množství" odráží zkušenost
s tolerancí lidského organismu. Na opačném pólu stojí úsloví "upít se k
smrti", které znamená, že třeba rum, přítel člověka, může v určitém množství
zrušit životně důležité rovnováhy definitivně.
Že není alkohol jako alkohol vědí pozůstalí (či v lepším případě průvodci
slepců) méně šťastných jedinců, kteří se podíleli na konsumaci nápojů typu
"bílá hůl", vzniklých opomenutím skutečnosti, že předpony metyl- a etyl-
nejsou u alkoholu pro legraci.
Návrat k Úvodu II
Jak již bylo řečeno, každý odpad je do určité míry jedovatý. Obecně lze
říci, že nebezpečné jsou ty látky, které se v organismu hromadí, to znamená,
že rychlost jejich přísunu do organismu je větší než rychlost, jakou se v něm
odbourávají nebo vylučují.
Zlikvidovat (bezpečně) odpad tedy v podstatě znamená zamezit nebo alespoň
patřičně zpomalit přístup jednotlivých látek do živého organismu. V
podstatě jde o kombinaci tří prvků: vzdálenosti, využití přírodních i umělých
bariér zpomalujících únik škodlivin z úložiště a převedení odpadu na méně
škodlivou formu.
Radioaktivní odpad se liší od neaktivního odpadu tím, že jeho chemická
jedovatost je doplňována radioaktivním zářením.
Radioaktivní prvky mají nestabilní jádro, což je vlastnost, která vede k
různě složitým řetězcům (jaderných) reakcí, doprovázených radioaktivním
zářením. Tyto samovolné reakce probíhají různou rychlostí,
charakteristickou pro každý prvek. Její mírou je poločas rozpadu, což je
doba nutná k tomu, aby se rozpadla právě polovina původního množství daného
prvku.
Poločas rozpadu může být zlomek sekundy, ale i několik tisíc let. Například
jeden z isotopů Technecia, používaný v lékařské diagnostice, má poločas
rozpadu 6 hodin. To znamená,že po šesti hodinách od aplikace zůstane v
pacientově těle polovina původního množství, po dalších šesti hodinách
polovina z poloviny - tedy jedna čtvrtina atd. Jen několik radioaktivních
prvků má poločas rozpadu tisíc a více let. Z nich nejvýznamnější je
Plutonium-239 s poločasem rozpadu 24 390 let.
Protože konečným produktem radioaktivního rozpadu je stabilní,
neradioaktivní prvek, je zřejmé, že radioaktivní odpad časem ztrácí svoji
(radioaktivní) jedovatost. Vzhledem k existenci přirozené radioaktivity,
tato složka jedovatosti zmizí v okamžiku, kdy aktivita odpadu poklesne na
úroveň přírodního pozadí.
Radioaktivní odpad tedy potřebujeme odkázat do patřičné vzdálenosti a k tomu
na na potřebně dlouhou dobu - tím delší, čím delší je poločas rozpadu jeho
radioaktivních složek.
Koncept odkazování jaderného odpadu do patřičné vzdálenosti
Základní myšlenkové postupy, jimiž se nakládání s odpadem řídí, vyplývají z
několika příkladů, které následují.
Představme si území (úložiště) o poloměru 1 km, do jehož středu vyprázdníme
nádobu s odpadem. Předpokládejme dále, že dostane-li se odpad do
styku s nosným mediem (povrchovou nebo spodní vodou pohybující se napříč
úložištěm), bude do něj určitou rychlostí přecházet a pohybovat se s ním
směrem k hranici úložiště.
Poznámka: Z toho, co bylo zatím řečeno, vyplývá, že má-li být úložiště
bezpečné je nutné:
omezit styk odpadu s nosným mediem použitím přirozených i umělých
bariér
snížit rychlost přechodu složek odpadu do nosného media
umístit úložiště tam, kde se nosné medium pohybuje pomalu
využít interakci přenášených složek odpadu s prostředím, jímž se
nosné medium pohybuje.
Příklad 1
Začněme barbarským uspořádáním, které porušuje všechna zmíněná pravidla.
Nosným mediem budiž potok protékající úložištěm rychlostí 4 km/h, odpad je
rozpuštěn ve vodě.
Je-li interakce odpadu s okolním prostředím
zanedbatelná, bude se odpad pohybovat stejnou rychlostí jako nosné medium.
Doba průniku odpadu hranicí úložiště: 15 minut.
Příklad 2
Předpokládejme nyní, že nosným mediem je spodní voda, která se pohybuje
rychlostí 25 cm/den. Odpad je opět málo reaktivní, vodný roztok, který
nalejeme do studny zasahující do hladiny spodní vody ve středu úložiště.
Rychost přenosu odpadu bude stejná jako rychlost spodní vody. Doba průniku
odpadu hranicí úložiště: 11 let
Příklad 3
Uvažujme nyní, že odpad, stále ještě ve formě vodného roztoku, reaguje s
prostředím, jímž se spodní voda pohybuje (=je jím brzděn). Odpad se tedy
bude pohybovat pomaleji než nosné medium. Experimenty, na nichž se autor
tohoto článku podílel, například ukázaly, že americium a plutonium se v
píscích s příměsí jílových materiálů pohybují 5 000x pomaleji než podzemní
voda. Doba průniku odpadu hranicí úložiště (pro danou formu odpadu a
podmínky): 55 000 let
Z výše uvedeného je zřejmé,že i velmi primitivní podmínky uskladnění odpadu
mohou být efektivní.
Je ovšem třeba zdůraznit, že doposud nebyla řeč o dvou faktorech, které
hrají podstatnou roli ve filosofii likvidace odpadu - tedy o omezení styku
odpadu s nosným mediem použitím přírodních a umělých bariér a o opatřeních
znesnadňujících přechod odpadu do nosného media - například převedením
odpadu na méně rozpustnou formu.
Příklad 4
Předpokládejme, že pevný, málo rozpustný odpad je umístěn v nádobě z pomalu
korodujícího materiálu a že mezi ním a hladinou spodní vody je vrstva
přírodního materiálu, který má schopnost pohyb odpadu, který se dostal do
nosného media, zpomalit. Z tohoto uspořádání je zřejmé, že doba průniku
odpadu hranicí úložiště je dána součtem časů, potřebných k proděravění
obalu, k vertikálnímu přenosu odpadu (prvním nosným mediem bude ne vždy
přítomná prosakující voda) a k horizontálnímu přenosu spodní vodou.
Poznámka: Přirozenou bariérou může být i kompaktní geologická formace, velmi
málo prostupná pro nosné medium. Na jejím využití je založen koncept
hlubinného uložení radioaktivních odpadů.
Vhodnou volbou výše uvedených faktorů, z nichž každý je předmětem zevrubného
studia, lze tedy nalézt podmínky, jak si odpad nepřipustit k tělu třeba
několik desítek tisíc let.
Zde je nutné uvést další skutečnost, která je pro pochopení problematiky
jaderného odpadu důležitá.
Zahrneme-li mezi jaderný odpad i materiál "rozmístěný" po zeměkouli v
dusledku zkoušek jaderných zbraní a katastrofy v Černobylu, můžeme
radioaktivní odpad rozdělit do tří skupin:
1. Radioaktivní spad, jehož radiační úroveň byla či je v některých
místech evidentně nad hranicí, kterou lze považovat za bezpečnou (například
atol Bikini nebo nejbližší okolí Černobylu). Tento spad vedl globálně k
mírnému zvýšení přirozeného pozadí. Dohoda o zákazu zkoušek jaderných
zbraní v atmosféře, stejně jako zlepšení bezpečnostních prvků jaderných
elektráren podstatně omezuje možnost, že se historie bude opakovat.
2. Historický radioaktivní odpad, který vznikl v důsledku těžby uranu,
isolace štěpných materiálů pro výrobu zbraní a v důsledku dalších procesů
souvisejících s jaderným výzkumem. Tento odpad byl zlikvidován způsobem,
který odpovídal tehdejší znalosti životního prostředí a technologické
úrovni. Většinou zůstal poblíž místa svého vzniku. Tyto primitivní skládky
(spíše různě velká znečistěná území) jsou pod stálou kontrolou. Některé z
nich bude nutné asanovat, některé lze považovat za bezpečné. Mnohá
rozhodnutí v tomto směru jsou a budou daleko víc politická (viz případ
nízkoaktivního odpadu v kanadském Port Hope několikrát zmíněný v diskusi v
BL).
3. Moderní radioaktivní odpad vznikl v době, kdy byla laťka pro
nakládání s radioaktivním odpadem silně zvýšena. Skloubení (a financování)
vědeckých a společenských zájmů přineslo velký pokrok v oblasti studia
životního prostředí, technologické postupy pro skladování či likvidaci
jaderného odpadu, jakož i přísnou regulaci.
Poznámka: Podle mého názoru patří mezi daleko nejnebezpečnější odpad
jaderné zbraně jako takové.
Je zcela absurdní, že lidé vehementně protestují proti modernímu
radioaktivnímu odpadu (který je pod technologickou i občanskou kontrolou) a
nepozastavují se třeba nad tím,že skupina idiotů ve Washingtonu prosazuje
strategii prvního úderu.
Vraťme se ale k modernímu radioaktivnímu odpadu zmínkou o několika dalších,
většinou opomíjených skutečnostech.
Radioaktivního odpadu je relativně málo, což umožňuje některá
rozhodnutí o jeho likvidaci odložit na technologicky a hlavně politicky
vhodnější dobu.
Již nyní existují technologie umožňující radioaktivní odpad
"roztřídit", takže nejjedovatěší radioaktivní prvky nemusejí prostředí
úložiště vůbec spatřit. Například plutonium-239, používané v jaderných
zbraní, bylo pečlivě odděleno z vyhořelých palivových článků některých typů
reaktorů. Vzhledem k poločasu rozpadu zhruba 25 000 let, není jistě
nevhodnějším materiálem pro skládku. Jeho likvidaci lze ovšem urychlit
"spalováním" v jaderných reaktorech.
Povrchové skládky radioaktivního materiálu lze monitorovat a
případný (pozvolný) únik radioaktivního materiálu podchytit. Technologie
vyvinuté pro zachycení a dekontaminaci spodních vod opuštějících zamořená
území mohou posloužit i zde.
Závěr
Problematika jaderného odpadu je v popředí zájmu především z politických
důvodů. Absolutně vzato, objem radioaktivního odpadu je relativně malý a
jeho likvidace nepředstavuje, za současného stavu poznání, technický
problém.
Jaderný odpad je, pomineme-li vojenská hlediska, nutné považovat za daň
pokroku. Souvisí s jistou fází rozvoje lidského poznání a uspokojováním
energetických potřeb lidstva. Není ovšem žádný důvod domnívat se, že jeho
produkce bude pokračovat neomezeně, že se neobjeví nové technologie, které
jadernou energii vytlačí. Jak jsem se již v jednom z předcházejících
článků o jaderné energii zmínil, je to otázka politické vůle vložit do
výzkumu dostatečné prostředky. Krátkozrakost politiků a snaha korporací o
maximální a hlavně okamžitý zisk je v tomto směru největší překážkou.
Problematika jaderného odpadu nesmí zastiňovat skutečnost, že lidská
společnost produkuje nesrovnatelně větší množství neradioaktivních odpadů,
kterým se dostává za vašimi i mými humny jen zlomku pozornosti, jemuž se
těší radioaktivní odpad.
Nebezpečí radioaktivního odpadu nelze samozřejmě podceňovat a věda to ani
nedělá. Je však nutné neztratit smysl pro proporce.
V této souvislosti mě napadá, že kdyby svět nakládal s prostředky, které má
k dispozici, rozumněji, byla by věda dál třeba v nápravě genetických
nedokonalostí lidského organismu, do nichž se radioaktivní záření, obrazně
řečeno, strefuje. V okamžiku, kdy to budeme umět, ztratí jaderný odpad
podstatnou část své jedovatosti. Začít je ovšem nutné u mozku - dvě
miliardy dolarů za výrobu tak postradatelné věci, jako je bombardér Stealth
to dokazují. Doufejme,že lidstvo v tomto směru zmoudří dřív než za několik
tisíc let
Jiří Jírovec
PS Považuji za nutné dodat,že nemám nic proti jihočeským ani jiným
matkám.
