Artykuły na tym blogu są nieoficjalnymi tłumaczeniami XKCD What If. Teraz również na Facebooku!

31.05.2014

Zużyte paliwo jądrowe

Oryginalny artykuł: Spent Fuel Pool

Co by się stało gdybym pływał w basenie przechowującym zużyte odpady radioaktywne? Czy aby otrzymać śmiertelną dawkę promieniowania musiałbym zanurkować? Jak długo mógłbym pozostać bezpiecznie na powierzchni?
— Jonathan Bastien-Filiatrault


Zakładając, że jesteś w miarę dobrym pływakiem, byłbyś w stanie przeżyć w wodzie od 10 do 40 godzin. Następnie straciłbyś przytomność ze zmęczenia i utonął. To samo zresztą stałoby się w basenie, na dnie którego nie ma odpadów radioaktywnych.

Zużyte paliwo z reaktora jądrowego jest wysoce radioaktywne. Woda doskonale pochłania promieniowanie, a dodatkowo dobrze odprowadza ciepło. Dlatego właśnie odpady promieniotwórcze przechowuje się w wodzie przez dziesięciolecia, dopóki nie wypalą się do poziomu, który pozwala na przechowywanie w suchych pojemnikach. Prawdziwy problem polega na tym, że nie wiemy jeszcze co robić z tymi suchymi pojemnikami. Wcześniej czy później będziemy musieli się na coś zdecydować.

Tak wygląda przykładowy skład odpadów radioaktywnych:

Basen głęboki na około 9 metrów. Na dnie stoi kilka pojemników wysokości 3 metrów.

Ciepło nie stanowi dużego problemu. Teoretycznie woda w takim basenie może się rozgrzać do temperatury nawet 50°C, jednak w praktyce utrzymuje się w przedziale od 25°C do 30°C — to jest wyższa temperatura niż w większości basenów, jednak niższa niż w wannie.

W przypadku promieniowania, jakie jest emitowane przez zużyte odpady jądrowe, każde 7 centymetrów wody zmniejsza natężenie promieniowania o połowę.

Najbardziej radioaktywne odpady to zużyte paliwo z reaktorów jądrowych. Bazując na danych z raportu Ontario Hydro, tak wyglądałaby strefa zagrożenia, jeżeli w basenie znajdowałyby się świeże pręty paliwowe:

Linie oznaczają: strefa dawki śmiertelnej w ciągu minut; strefa dawki śmiertelnej w ciągu godzin; granica bezpiecznej strefy.

Gdybyś zanurkował do dna, dotknął łokciem pojemnika z paliwem, a następnie szybko wypłynął na powierzchnię, prawdopodobnie otrzymałbyś śmiertelną dawkę promieniowania. Jednak jeżeli będziesz się trzymał poza granicą strefy zagrożenia, możesz pływać w basenie tak długo jak chcesz. Dawka promieniowania którą otrzymałbyś od zużytego paliwa byłaby mniejsza niż promieniowanie, na które jesteś narażony na zwykłym spacerze.

Co więcej — dopóki pozostajesz zanurzony, woda chroni cię nie tylko przed promieniowaniem pochodzącym z odpadów na dnie zbiornika, ale też przed naturalnymi źródłami promieniowania, na które jesteśmy wystawieni każdego dnia. W basenie otrzymałbyś mniejszą dawkę promieniowania niż spacerując po powierzchni.

W górnej części basenu poziom promieniowania jest prawdopodobnie niższy niż poza basenem.

Oczywiście, to wszystko byłoby prawdą przy założeniu, że wszystko poszło zgodnie z planem. Jeżeli któryś z pojemników jest uszkodzony, substancje radioaktywne mogą znajdować się w wodze. Operatorzy takich instalacji dbają o czystość wody w zbiorniku, zatem dawka promieniowania w dalszym ciągu byłaby zbyt mała, żeby zagrozić życiu, ale byłaby zbyt wysoka, żeby sprzedawać tę wodę w butelkach. (Szkoda — to byłby fantastyczny napój energetyczny!)

Te rozważania nie są czysto teoretyczne. Baseny z odpadami radioaktywnymi są regularnie serwisowane przez nurków.

Oczywiście muszą oni być bardzo ostrożni.

31 sierpnia 2010 roku nurek pracujący w basenie z odpadami radioaktywnymi w Leibstadt w Szwajcarii zauważył kawałek rury na dnie basenu. Po konsultacji z przełożonymi co ma zrobić, dostał polecenie włożyć ten przedmiot do swojej skrzynki z narzędziami. Dźwięk uchodzących bąbelków powietrza zagłuszył alarm ostrzegający przed wysokim poziomem promieniowania.

Kiedy skrzynka z narzędziami została wydobyta z wody, w pomieszczeniu rozległ się dźwięk alarmów. Skrzynka została wrzucona spowrotem do basenu a nurek wyszedł z wody. Dozymetr nurka wskazywał, że całe ciało otrzymało wyższą niż zwykle dawkę promieniowania, a dawka zaabsorbowana przez prawą rękę była bardzo wysoka.

Tajemniczy obiekt okazał się kawałkiem osłony rdzenia reaktora, który staje się wysoce radioaktywny pod wpływem strumienia neutronów pochodzących z reakcji jądrowych. Fragment ten został odłamany przez przypadek w 2006 roku, podczas usuwania wypalonego paliwa z reaktora, a następnie przeleżał niezauważony cztery lata w rogu basenu.

Element ten był tak bardzo radioaktywny, że gdyby nurek przypiął go do pasa z narzędziami albo włożył do torby na ramieniu, otrzymałby śmiertelną dawkę promieniowania. Szczęśliwe jednak woda osłoniła większość jego ciała, poza ręką, która jest bardziej odporna na promieniowanie niż delikatne organy wewnętrzne.

Nurek trzymający w ręku koszyk z radioaktywnym elementem.

Zatem, prawdopodobnie możesz bezpiecznie pływać w basenie o ile nie nurkujesz do samego dna i nie podnosisz żadnych dziwnych przedmiotów.

Jednak dla pewności skontaktowałem się ze znajomym, który pracuje przy doświadczalnym reaktorze jądrowym i zapytałem co by się stało gdybyś spróbował zanurkować w ich basenie.

— W naszym basenie? — zastanowił się przez chwilę — Zginąłbyś bardzo szybko, nim zdołałbyś dotrzeć do wody. Od ran postrzałowych.

Brak komentarzy:

Prześlij komentarz