Do 1945 roku rozwój technologii atomowych skupiony był głównie na zastosowaniach militarnych. Doprowadziło to do powstania bomb atomowych, które zrzucono na Hiroshimę i Nagasaki. Szacuje się, że w wyniku wybuchu zginęło ponad 200 tys. osób.

Z czasem ta technologia dała nam coś jeszcze – energetykę jądrową. Od 1956 roku nacisk położono na opracowanie elektrowni atomowych. Niestety negatywne przymioty broni jądrowej przylgnęły też do energetyki jądrowej aż do dziś.

Dynamiczny rozwój energetyki atomowej rozpoczął się w latach 70. XX wieku i ustabilizował się na początku XXI wieku. W 2021 roku ok. 10 proc. energii elektrycznej pochodziło z atomu.

Niektóre kraje korzystają w większości z energii atomowej, inne nie używają jej wcale albo planują rezygnację z niej. Technologia ta budzi wiele obaw dotyczących jej bezpieczeństwa i wpływu na środowisko. Czy energetyka jądrowa stanowi takie zagrożenie, że powinna zostać wycofana? Odpowiedzi na te wątpliwości znajdziesz w naszej analizie.

Mit 1: Elektrownia atomowa emituje do otoczenia szkodliwe promieniowanie

Elektrownie atomowe praktycznie nie emitują promieniowania do otoczenia. Każdy na Ziemi jest natomiast narażony na promieniowanie tła – to naturalny poziom radioaktywności otoczenia. Najwyższe poziomy promieniowania tła występują w Brazylii, Indiach i Chinach, ze względu na zawartość radioaktywnych minerałów w glebie. 

Przykładowo w Kanadzie promieniowanie tła występuje na poziomie 1,5-4 mSv rocznie. Osoba mieszkająca w pobliżu elektrowni atomowej otrzymuje dodatkowo dawkę 0,001 mSv rocznie. Dawka 50 mSv rocznie to najniższa dawka, dla jakiej istnieją jakiekolwiek dowody na wywoływanie raka u dorosłych. Powyżej 100 mSv na rok prawdopodobieństwo zachorowania na raka wzrasta wraz ze zwiększającą się dawką. 

Popiół lotny emitowany przez elektrownię węglową emituje do środowiska 100 razy więcej promieniowania niż elektrownia atomowa produkująca tę samą ilość energii.

Badacze nie są zgodni, czy promieniowanie z elektrowni powoduje białaczkę

Osiągnięcie konsensusu w sprawie wpływu bliskości elektrowni atomowej na wzrost zachorowalności na białaczkę u dzieci jest trudne. W różnych krajach przeprowadzono badania oceniające ten wpływ, z których wyciąga się niejednolite wnioski.

Na przykład publikacja z „British Journal of Cancer” z 2013 roku podsumowuje problemy badań na ten temat, wskazując m.in., że stosowane są w nich różne metodologie, przez co trudne jest ich porównywanie.

Badanie przeprowadzone w Wielkiej Brytanii w 2013 roku oceniało dowody na związek między bliskością elektrowni atomowej a wzrostem zachorowalności na białaczkę za słabe. Sami badacze wskazują na słabości swojego podejścia metodologicznego, np. wybranie odległości od elektrowni jako miary narażenia na promieniowanie 

W innym badaniu, z Niemiec, stwierdzono, że bliskość elektrowni jądrowej zwiększa zachorowalność na białaczkę u dzieci. W badaniu z 2021 roku przeprowadzonym w Belgii zaobserwowano zwiększoną częstość występowania białaczki ostrej u dzieci wokół jednego obiektu. Badacze podkreślają jednak, że liczba przypadków była mała i nie można wykluczyć losowości.

Rośliny i jakość wody nie jest zagrożona przez normalną pracę elektrowni jądrowej

Bliskość elektrowni atomowej może mieć nawet pozytywny wpływ na wzrost roślin, jak wykazało badanie opublikowane przez Cambridge University Press. Udowodniono, że bliskość elektrowni jądrowej zwiększa plony soi (o 1 proc.) i kukurydzy (o 2 proc.) dzięki większej ilości pary wodnej w atmosferze, którą emitują kominy elektrowni atomowej.

Woda w pobliżu elektrowni atomowych jest zdatna do picia. Badacze zbadali np. radioaktywność próbek wody w okolicy elektrowni atomowych w Chinach – spełniały one standardy Światowej Organizacji Zdrowia (WHO). Sama WHO podaje, że „zagrożenia dla zdrowia związane z obecnością radionuklidów (promieniotwórcza odmiana pierwiastka) w wodzie pitnej są na ogół bardzo niskie w porównaniu z zagrożeniami ze strony mikroorganizmów i chemikaliów”.

Mit 2: Energetyka jądrowa szkodzi środowisku

W społeczeństwie utarło się przekonanie o tym, że energetyka jądrowa bardzo szkodzi środowisku. Przykładami organizacji, które ją zwalczają, mogą być ogólnoświatowa organizacja Greenpeace czy polski Klub Gaja.

Tymczasem energetyka jądrowa jest jednym z najmniej szkodliwych dla środowiska źródeł energii. Świadczą o tym:

• niska emisyjność, 
• stosunkowo niewielka zajmowana powierzchnia, 
• niska materiałochłonność, 
• wysoka wydajność paliwa, 
• brak zanieczyszczeń powietrza.

Energetyka jądrowa jest praktycznie bezemisyjna

W raporcie Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) obliczono, ile wynoszą emisje (podane w gramach ekwiwalentu dwutlenku węgla) w całym cyklu życia dla poszczególnych źródeł energii w przeliczeniu na kWh produkowanej energii (s.539-540).

Emisyjność podano w CO₂eq, czyli w jednostce, która pozwala zsumować wyemitowaną masę różnych gazów cieplarnianych, przeliczając ich potencjał wywoływania globalnego ocieplenia na potencjał dwutlenku węgla.

Dla wybranych źródeł energii, w przeliczeniu na kWh wyprodukowanej energii, emisyjność wyglądała następująco:

• elektrownia węglowa: 710–950,
• elektrownia gazowa: 410–650,
• fotowoltaika: 18–180,
• elektrownia atomowa: 4–110,
• elektrownia wiatrowa: 7–56.

Elektrownia atomowa jest więc jednym z najmniej emisyjnych źródeł energii, obok fotowoltaiki i energetyki wiatrowej. Nie produkuje bezpośrednich emisji podczas użytkowania. Emisje występują na etapie budowy i wydobycia paliwa, podobnie jak np. w przypadku elektrowni węglowych.

Elektrownie atomowe to oszczędność terenu

Elektrownia atomowa potrzebuje mniejszej powierzchni do wygenerowania tej samej ilości energii co np. elektrownia wiatrowa czy farma fotowoltaiczna. 

Jak podaje U.S. Department of Energy, typowa elektrownia atomowa o mocy 1 GW zajmuje powierzchnię 1 mili kwadratowej (prawie 2,6 km²). To 360 razy mniej niż farma wiatrowa i 75 razy mniej niż farma fotowoltaiczna o tej samej mocy. 

Do wyprodukowania tej samej ilości energii co podany reaktor, potrzeba 3 125 mln paneli fotowoltaicznych o mocy 320 W albo 431 turbin wiatrowych o mocy 2,32 MW.

Elektrownie jądrowe mają niską materiałochłonność

Elektrownie atomowe zużywają też mniej materiałów do budowy niż pozostałe elektrownie. W publikacji University of California porównano materiałochłonność różnych typów elektrowni. W latach 70. elektrownie jądrowe w USA zużywały na budowę ok. 44 ton stali i 90 m³ betonu na 1 MW mocy. Współczesne reaktory III generacji zużywają ok. 25 proc. więcej stali i 70 proc. więcej betonu. To daje zużycie 55 t stali i 153 m³ betonu na 1 MW mocy.

• Elektrownia wiatrowa potrzebuje 507 t stali i 870 m³ betonu na 1 MW mocy. 
• Elektrownia węglowa potrzebuje 98 t stali i 160 m³ betonu na 1 MW mocy.

Paliwo jądrowe jest najwydajniejszym surowcem energetycznym

Paliwo jądrowe ma wysoką gęstość energetyczną, czyli ilość energii, jaką można uzyskać z 1 kg paliwa. Amerykańskie gospodarstwo domowe potrzebuje 893 kWh energii miesięcznie (dane na 2020 rok). Aby zasilić ok. 50 amerykańskich domów przez miesiąc, według European Nuclear Society (ENS), potrzeba:

• 14 000 kg węgla lub
• 10 000 kg oleju mineralnego lub
• 1 kg wzbogaconego uranu.

Naturalny uran musi przejść proces wzbogacania, aby mógł być użyty w elektrowni. Wzbogacenie paliwa to proces pozwalający zwiększyć zawartość odpowiedniego izotopu uranu w paliwie. Aby otrzymać 1 kg paliwa, należy przetworzyć od 500 do 5 000 kg rudy uranu. Jest to mniej niż ilość węgla (14 tys. kg) potrzebna do wyprodukowania tej samej ilości energii.

Energetyka jądrowa ogranicza zanieczyszczenie powietrza

Elektrownie atomowe nie przyczyniają się do powstawania zanieczyszczeń powietrza. Natomiast spalanie paliw kopalnych w elektrowniach jest jedną z przyczyn powstawania smogu. Ma on negatywny wpływ nie tylko na zdrowie człowieka, ale też na wzrost roślin. Prowadzi to do spadku plonów.

Energetyka jądrowa może wpłynąć na ograniczenie zanieczyszczeń powietrza. Według National Aeronautics and Space Administration (NASA) w latach 1971–2009 energetyka atomowa pozwoliła uniknąć ok. 1,8 mln zgonów.

Mit 3: Niebezpieczne odpady z elektrowni są źle zagospodarowywane

Elektrownia atomowa produkuje bardzo mało odpadów. Jak podaje U.S. Department of Energy, całe zużyte paliwo jądrowe z USA w ciągu ostatnich 60 lat zajęłoby powierzchnię boiska piłkarskiego na głębokość niecałych 10 m. Nie należy zapominać, że elektrownie węglowe również pozostawiają po sobie odpady. Według Environmental Protection Agency (EPA) w USA co roku wytwarzają one 140 mln t odpadów po spalaniu węgla. 

Odpady dzielimy na niskoaktywne i wysokoaktywne. Poziom ich radioaktywności zmienia się od niewiele większego niż promieniowanie tła dla odpadów z walcowni uranu do znacząco wyższego w przypadku zużytego paliwa i części reaktora. Ok. 90 proc. objętościowych odpadów z elektrowni to odpady niskoaktywne. Można je bezpiecznie składować niemal wszędzie.

Co się dzieje ze zużytym paliwem jądrowym?

Odpady średnio- i wysokoaktywne są przechowywane do czasu częściowego zmniejszenia radioaktywności i obniżenia temperatury. Następnie są tymczasowo składowane w basenach lub w suchych, stalowych beczkach na głębokości kilku-kilkudziesięciu metrów (s.21). 

Istnieją również długoterminowe metody składowania w głębokich warstwach geologicznych. Takie składowisko znajduje się np. w Nowym Meksyku. Odpady mogą być też składowane w kopalniach i głębokich otworach wiertniczych. Składowiska są zabezpieczane barierami naturalnymi i systemem barier technicznych (s.3). Do tego celu używane są np. stal, cement i bentonit (s. 22). W Polsce także istnieje składowisko odpadów promieniotwórczych – w Różanie nad Narwią.

Czy można ponownie wykorzystać zużyte paliwo?

Zużyte paliwo jądrowe może być ponownie przetworzone na świeże paliwo do istniejących i przyszłych reaktorów. Według International Atomic Energy Agency (IAEA) obecnie jedna trzecia zużytego paliwa jądrowego jest ponownie przetwarzana. 

Według rządowej bazy wiedzy o energii/energetyce jądrowej nawet 96 proc. zużytego paliwa może zostać poddane recyklingowi, który obecnie opiera się głównie na odzyskiwaniu plutonu. Jest on następnie używany w paliwie typu MOX (mieszance tlenków). Obecnie paliwo MOX stanowi ok. 5 proc. używanego paliwa.

W przyszłości reaktory IV generacji będą mogły wykorzystywać nie tylko recyklingowane paliwo, ale też zubożony uran. Jest to odpad z procesu wzbogacania uranu. World Nuclear Association przewiduje, że reaktory IV generacji mogą być dostępne komercyjnie przed 2030 rokiem.

Co z wodą z elektrowni?

Podczas normalnej pracy elektrowni do środowiska uwalniana jest woda z trytem. Tryt to promieniotwórcza odmiana wodoru o połowicznym czasie rozpadu równym ok. 12 lat. Występuje on również naturalnie w wodzie. Wydziela promieniowanie beta, które jest mniej szkodliwe niż gamma.

Promieniowanie gamma z łatwością przenika przez bariery, które zatrzymują promieniowanie beta. Przechodząc przez ciało człowieka, powoduje uszkodzenie tkanek i DNA.

Promieniowanie beta jest również mniej szkodliwe dla DNA niż promieniowanie alfa. Nie przechodzi przez skórę, a do jego zatrzymania mogą wystarczyć już ubrania.

Według U.S. Nuclear Regulatory Commission (NRC) dawka trytu pochodząca z elektrowni jądrowych jest 50 razy mniejsza niż pochodząca z naturalnie obecnego w organizmie radioaktywnego potasu.

Mit 4: Elektrownia jądrowa stale grozi wybuchem

Energetyka jądrowa jest najbezpieczniejszym – zaraz po fotowoltaice – źródłem energii. Portal Our World in Data przedstawił wskaźniki zgonów spowodowanych wypadkami i zanieczyszczeniem powietrza w przeliczeniu na TWh (terawatogodzinę) wyprodukowanej energii elektrycznej przez poszczególne źródła energii. Energetyka jądrowa ma drugi najniższy wskaźnik zgonów (0,03), zaraz po fotowoltaice (0,02).

Postrzeganie bezpieczeństwa energetyki jądrowej może być zaburzone przez dwa głośne wypadki – w Czarnobylu w 1986 roku i w Fukushimie w 2011 roku. 

Na początku XXI wieku publikowano różne szacunki dotyczące ofiar katastrofy w Czarnobylu. Sięgały one od 16 tys. do nawet 60 tys. zgonów. W 2005 roku WHO podała potencjalną liczbę zgonów w wyniku zachorowania na raka, która wyniosła ok. 4 tys. osób.

W publikacji United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR) z 2018 roku podano, że na ten moment niemożliwe jest rozróżnienie między rakiem tarczycy spowodowanym promieniowaniem a tym, który rozwinął się z innych przyczyn (s.12). Ponadto napisano, że obserwowany wzrost zachorowalności na raka tarczycy można przypisać też m.in. większą świadomością tego zagrożenia po wypadku oraz poprawie metod diagnostycznych (s.V).

Ile osób zginęło w wyniku awarii elektrowni atomowych?

Katastrofa w Czarnobylu spowodowała łącznie 30 zgonów w najbliższym czasie po wypadku. Do 2006 roku zmarło kolejne 19 osób, które były narażone na promieniowanie. Nie zawsze były to przyczyny związane z promieniowaniem.

Trudno jest wskazać, ile zgonów było i będzie spowodowanych pośrednio, np. poprzez zwiększone ryzyko zachorowania na raka tarczycy. Niektóre szacunki podają, że może to być od 96 do 385 zgonów, biorąc pod uwagę wskaźnik śmiertelności. Do tej pory odnotowano 15 zgonów.

W wyniku wypadku w Fukushimie bezpośrednio nie zginął nikt. Po kilku latach zgłoszono jeden zgon w wyniku zachorowania na raka po wypadku. Szacuje się, że w wyniku ewakuacji zginęło ok. 1 600 osób. Przyczynami były m.in. złe warunki w miejscach ewakuacji czy ograniczony dostęp do szpitali. WHO wskazuje na niskie prawdopodobieństwo zwiększonego ryzyka zachorowania na nowotwory w wyniku tego zdarzenia. 

Jakie były przyczyny dotychczasowych katastrof i jak duże są szanse, by się powtórzyły?

Wypadek w Fukushimie był spowodowany tsunami wywołanym trzęsieniem ziemi o magnitudzie 9 w skali Richtera. Ponad 80 proc. silnych trzęsień ziemi zdarza się w rejonie Pacyficznego Pierścienia Ognia. Trzęsień ziemi o sile powyżej 9 było pięć w historii pomiarów. Wszystkie odnotowano w rejonie Pierścienia Ognia.

W wielu miejscach w Europie trzęsienie ziemi ma więc nikłe szanse spowodować taką awarię. W USA reaktory są dodatkowo zabezpieczane przed skutkami trzęsień ziemi.

W przypadku Czarnobyla przyczyną katastrofy była wadliwa konstrukcja reaktora i błąd ludzki. Takie reaktory (typu RBMK) nie były stosowane nigdzie poza Związkiem Radzieckim, ponieważ nie spełniały norm bezpieczeństwa. Nie miały one stalowo-betonowej kopuły nad reaktorem, która w razie awarii powinna zatrzymać promieniowanie. Oczywiście reaktory RBMK wciąż są w użyciu, ale przeszły modyfikacje poprawiające bezpieczeństwo ich stosowania.

Jak są konstruowane dzisiejsze elektrownie?

O bezpieczeństwo funkcjonowania elektrowni atomowej dba się już na etapie wyboru lokalizacji. Identyfikuje się i ocenia wszystkie zagrożenia i interakcje ze środowiskiem. Przy projektowaniu elektrowni atomowych stosuje się tzw. podejście defence in depth, czyli wprowadzanie kolejnych, niezależnych od siebie poziomów ochrony.

Oprócz odpowiedniego projektu dla danej lokalizacji są to liczne fizyczne bariery promieniowania oraz surowe wymogi bezpieczeństwa i jakości, a także skuteczne systemy zarządzania.

W przypadku nowoczesnych reaktorów nawet poważne stopienie rdzenia i naruszenie okrywy reaktora nie powinno prowadzić do poważnego skażenia radiologicznego okolicy elektrowni. Dzisiejsze instalacje są projektowane tak, aby skutki takiego wypadku ograniczyć do terenu samej elektrowni. Współczesne reaktory mają też opracowane systemy chłodzenia nawet w przypadku braku prądu.

Należy też zaznaczyć, że reaktor jądrowy nie może wybuchnąć tak jak bomba atomowa, ponieważ nie pozwala na to stopień wzbogacenia paliwa. Dla paliwa stosowanego w elektrowniach wzbogacenie wynosi do 5 proc., a w bombach atomowych co najmniej 90 proc. Takiego wybuchu nie spowoduje nawet uderzenie samolotu w elektrownię. Oczywiście może to jednak doprowadzić do uwolnienia promieniowania.

Jakie są formy ochrony przed promieniowaniem?

W przypadku, gdy dojdzie już do skażenia, odpowiednie postępowanie jest regulowane w Polsce przez rozporządzenie Prezesa Rady Ministrów z 2005 roku. Prezes Państwowej Agencji Atomistyki wraz z odpowiednim ministrem musi wtedy przygotować zalecenia dla narażonej ludności, dotyczące:

• systemu dystrybucji preparatów ze stabilnym jodem,
• ograniczenia spożywania niektórych produktów spożywczych,
• reguł higieny i dekontaminacji ludzi,
• organizacji ewakuacji.

Do działań w zakresie ochrony przed promieniowaniem należy dystrybucja tabletek z jodkiem potasu do powiatowych jednostek Państwowej Straży Pożarnej. Jak podało Ministerstwo Spraw Wewnętrznych i Administracji (MSWiA) w komunikacie z 19 września 2022 roku, „jest to standardowa procedura, przewidziana w przepisach prawa i stosowana na wypadek wystąpienia ewentualnego zagrożenia radiacyjnego”.

Mit 5: W Niemczech z powodu niebezpieczeństwa zamyka się elektrownie jądrowe

Atom to jedno z najbezpieczniejszych źródeł energii. Sytuacje z Czarnobyla czy Fukushimy są nie do powtórzenia w Niemczech. Jak wynika z raportu IAEA, dotyczącego oceny stopnia ryzyka niemieckich elektrowni jądrowych, istnieje 99-proc. prawdopodobieństwo, że nawet stopienie rdzenia nie spowodowałoby poważnych ofiar śmiertelnych (s.30).

Jaka jest historia wygaszania elektrowni atomowych w Niemczech?

Ostatnia elektrownia atomowa w Niemczech została otwarta w 1989 roku. Koncepcja wygaszania elektrowni atomowych w tym kraju powstała wcześniej niż katastrofa w Fukushimie z 2011 roku i sięga lat 70. Już wtedy w Niemczech istniał ruch antyatomowy.

Katastrofa w Czarnobylu dodała mu rozpędu i doprowadziła do załamania się niemieckiej polityki energetycznej opartej na atomie. W kraju wciąż istnieje silne lobby antyatomowe, regularnie protestujące przeciwko energetyce jądrowej.

W 2000 roku zostało zawarte porozumienie ustalające okres pracy elektrowni atomowych na 32 lata. Zostało to potwierdzone, gdy w 2002 roku weszła w życie ustawa o strukturalnym wycofaniu energii jądrowej dla komercyjnej produkcji energii elektrycznej.

Profesor Manfred Fischedick, prezes Wuppertal Institut, w wypowiedzi dla „The Guardian” mówi: 

Energiewende, czyli transformacja energetyczna, to strategia dekarbonizacji niemieckiej energetyki z udziałem energii odnawialnej. Energiewende opiera się na Energiekonzept z 2010 roku. Wsparciem dla niestabilnych technologii odnawialnych miały być gaz i węgiel. Jeszcze w 2020 roku w Niemczech została otwarta nowa elektrownia węglowa.

Niemiecka Partia Zielonych wywodzi się m.in. z protestów antynuklearnych. Po katastrofie w Fukushimie poparcie dla partii wzrosło, a niemiecki rząd zobowiązał się do wygaszenia swoich elektrowni jądrowych w ciągu 10 lat.

Obecnie Partia Zielonych cieszy się 19 proc. poparciem – jest to drugi wynik wśród niemieckich partii. Zieloni zajmują 118 z 736 miejsc w niemieckim parlamencie.

Czy Niemcy są zgodni w kwestii atomu?

Nie wszyscy w Niemczech zgadzają się z decyzją o wygaszeniu elektrowni jądrowych. Według badania Verivox, organizacji analizującej dane na niemieckim rynku energii, w 2021 roku 31 proc. Niemców chciała pozostać przy energii atomowej. To wzrost o 11 punktów proc. od 2018 roku.

Jak Niemcy zareagowały na kryzys energetyczny?

Polityka Niemiec doprowadziła do uzależnienia się od dostaw rosyjskiego gazu. W wyniku rosyjskiej inwazji na Ukrainę pojawiły się w Niemczech problemy z dostawą gazu. Władze podtrzymują planowane wyłączenie wszystkich elektrowni jądrowych do końca 2022 roku. Postanowiły jednak utrzymać dwie z nich w gotowości po tym terminie na czas kryzysu gazowego.