Energetyka jądrowa w Polsce

Wprowadzenie

Czy wiesz, że w Żarnowcu, na północy Polski, istnieją obiekty związane z elektrownią jądrową? Jak myślisz, czy w przyszłości będziemy produkować energię z pierwiastków promieniotwórczych?

RkhcFBsqfgAHA

Grafika składa się z dwóch zdjęć, które przedstawiają z lotu ptaka pozostałości po budowie Elektrowni Jądrowej w Żarnowcu. Pierwsze zdjęcie jest w kształcie kwadratu i ukazuję obszar na którym znajdowała się elektrownia z dalszego kadru. Na ilustracji zaznaczono małym kwadratem o czerwonych bokach, dokładnie sprecyzowane położenie elektrowni. Z kwadratu wychodzi zbliżenie, które po prawej stronie przedstawia zaznaczony obszar z bliższego kadru.

W tym celu zapoznaj się np. z materiałami: Związek między cechami środowiska przyrodniczego wybranych krajów Europy a wykorzystaniem różnych źródeł energiiP5ULURAUfZwiązek między cechami środowiska przyrodniczego wybranych krajów Europy a wykorzystaniem różnych źródeł energii oraz Produkcja energii ze źródeł nieodnawialnych i odnawialnychPO5MQwWrpProdukcja energii ze źródeł nieodnawialnych i odnawialnych.

1. Elektrownie jądrowe

1.1. Zasada działania

Zasada działania elektrowni jądrowych jest podobna do działania elektrowni cieplnych, z tym że ciepło nie jest wydzielane w wyniku spalania surowców, lecz na skutek reakcji łańcuchowejreakcja łańcuchowareakcji łańcuchowej, która polega na rozszczepieniu jąder pierwiastków promieniotwórczych (głównie uranu) w reaktorze jądrowymreaktor jądrowyreaktorze jądrowym. Wytworzona energia ogrzewa wodę, a powstała para wodna napędza turbiny prądotwórcze. Sprzężony z nimi generator wytwarza energię elektryczną. Elektrownie jądrowe są zlokalizowane zwykle w pobliżu dużych zasobów wodnych potrzebnych do chłodzenia rdzeni reaktorów (np. przy rzece lub jeziorze).

R9kNY5TgJ5pVr

Grafika przedstawia schemat budowy elektrowni jądrowej na przykładzie Elektrowni z Czarnobyla. Na ilustracji znajduję się prostokąt w położeniu pionowym po lewej stronie oraz prostokąt w położeniu poziomym po prawej. Prostokąty się ze sobą stykają. W środku prostokąta są przedstawione części, z których składa się elektrownia. Dane części są podpisane za pomocą strzałek. Na ilustracji są ponumerowane trzy punkty, które po lewej stronie są zamieszczone w zbliżeniu i bardziej szczegółowo opisane.

1.2. Zalety i wady

Elektrownie jądrowe – w przeciwieństwie do elektrowni cieplnych – podczas pracy bezawaryjnej powodują śladowe ilości zanieczyszczeń powietrza, a niewielka ilość pierwiastków promieniotwórczych wystarcza do wytworzenia znacznej ilości energii. Dla porównania, ilość energii wytwarzanej z 1 kg uranu jest równa ilości energii wytwarzanej aż z 2,5 tys. ton węgla! Powoduje to znacznie niższe koszty produkcji energii. Jednakże awaria takiej elektrowni może mieć katastrofalne skutki dla środowiska przyrodniczego i dla człowieka. Więcej zalet i wad elektrowni jądrowych przedstawiono na poniższym schemacie.

Obecnie odpady radioaktywne gromadzone są w odizolowanych pomieszczeniach znajdujących się pod ziemią. Są to tzw. mogilniki, czyli np. jaskinie, nieczynne kopalnie czy bunkry. W ostatnich latach trwają badania nad możliwością inicjowania innych reakcji chemicznych, w wyniku których nie powstają odpady radioaktywne.

1.3. Które kraje postawiły na energię jądrową?

Najwięcej elektrowni jądrowych znajduje się w: USA, Francji, Japonii, Rosji, Korei Południowej i Kanadzie. Biorąc pod uwagę udział elektrowni jądrowych w produkcji energii w wybranych krajach, należy podkreślić dominację tych elektrowni we Francji, na Słowacji i w Ukrainie.

RfFgeGec0TdyK

Ilustracja przedstawia mapę świata z udziałem energii w jądrowej w produkcji energii elektrycznej na świecie w dwa tysiące dwudziestym drugim roku. Na mapie jest naniesiona siatka południków i równoleżników co dwadzieścia stopni. U dołu legenda. Kolorami od beżowego przez odcienie zieleni do ciemnoniebieskiego oznaczono procentowy udział energii jądrowej w produkcji energii od zera do powyżej sześćdziesięciu procent. Największy udział we Francji, Słowacji, Ukrainie.

2. Katastrofa elektrowni jądrowej w okolicach Czarnobyla

Elektrownia ta leży na terenie północnej Ukrainy, blisko granicy z Białorusią (ok. 16 km), ok. 4 km od opuszczonego miasta Prypeć (miasto stało się opuszczone na skutek ewakuacji z miasta wszystkich mieszkańców, którzy po katastrofie nigdy tam nie wrócili), 18 km od Czarnobyla i 110 km od stolicy kraju – Kijowa. Jej łączna moc wynosiła 4000 MW. Od 2000 r. elektrownia jest trwale wyłączona.

RMbAcRwPSp95E

Grafika ukazuję mapę Europy, która przedstawia położenie elektrowni jądrowej w Czarnobylu. Na mapę naniesiona jest siatka równoleżników co 20 stopni oraz południków, również o dwadzieścia stopni. Ukraina jest zamalowana kolorem ciemno zielonym a reszta państw jest w kolorze białym. Na tym państwie jest zaznaczony prostokąt o czerwonych bokach, z którego z kolei wychodzi następny prostokąt, na którym jest ukazane zbliżenie na miasto Kijów oraz reaktor w Czarnobylu.

26 kwietnia 1986 r. w okolicach Czarnobyla w Ukrainie, która należała do ZSRR, doszło do największej katastrofy w historii energetyki jądrowej. Nazwana też została jedną z największych katastrof przemysłowych XX wieku. Przyczyną awarii było przegrzanie się rdzenia reaktora i wybuch wodoru, który skutkował pożarem oraz rozprzestrzenieniem się substancji radioaktywnych. Powodem były błędy konstrukcyjne reaktora i nieprzestrzeganie zasad bezpieczeństwa. Otóż reaktor w Czarnobylu miał nieco inne zastosowanie niż typowe reaktory atomowe, ponieważ – oprócz produkcji energii elektrycznej – miał przeznaczenie militarne. Reaktor był tak skonstruowany, by mógł pełnić dodatkową funkcję: nie tylko produkować energię elektryczną, ale także móc zostać przestawiony na produkcję plutonu, na wszelkie potrzeby wojska. Kiedy zmniejszał się przepływ wody chłodzącej reaktor, temperatura w jego wnętrzu rosła, co było niezgodne z zasadami bezpieczeństwa na świecie. Jest to bardzo niebezpieczne. Typowy reaktor podczas awarii układu chłodzenia wyłącza się, żeby nie stwarzać zagrożenia. Błędy popełnione zostały także podczas konstrukcji sytemu bezpieczeństwa. Ze względów oszczędnościowych do budowy prętów bezpieczeństwa wykorzystano tańsze materiały, które nie spełniły swojej funkcji podczas awarii. Winą byli obciążeni również pracownicy elektrowni, którzy nie mieli odpowiedniego przygotowania i doświadczenia. Wszystkie te przyczyny były związane z ogólnym brakiem kultury bezpieczeństwa w ZSRR i tajnością. Chmura radioaktywna rozprzestrzeniła się po Europie.

Zniszczony reaktor zalano betonowym sarkofagiem. Wokół elektrowni stworzono zamkniętą strefę buforową. Wysiedlono mieszkańców, którzy mieszkali w rejonie wybuchu. ZSRR zataił informację o katastrofie przed światem. Jednakże w Polsce, nad ranem dnia 28 kwietnia 1986 r., w Mikołajkach, mieście leżącym w województwie warmińsko‑mazurskim, odnotowano silne skażenie promieniotwórcze powietrza – kilkaset tysięcy razy przekraczające normę. Tego samego dnia informacje o wysokich wskaźnikach dotarły do Warszawy. Nie znano przyczyny tak wysokiego przekroczenia norm. Dopiero 28 kwietnia (dwa dni po katastrofie) w godzinach wieczornych media amerykańskie podały, że doszło do wybuchu elektrowni jądrowej w Czarnobylu. W celu uchronienia przed rakiem tarczycy na skutek promieniowania zalecano podawanie stabilnego jodu.

U osób, które zostały narażone na szkodliwe działanie promieniowania, wystąpiła choroba popromienna. W zależności od dawki promieniowania może ona przebiegać łagodnie albo mieć zaostrzoną postać. Przy łagodnym przebiegu mogą wystąpić u ludzi objawy takie jak oparzenia czy mdłości. Natomiast przy wyższej dawce promieniowania dochodzi do upośledzenia szpiku kostnego, następuje spadek liczby krwinek i płytek we krwi, odporność zostaje mocno upośledzona. Na skutek skaz krwotocznych nierzadko występują siniaki czy krwotoki z nosa. U zwierząt choroba popromienna charakteryzuje się łagodniejszym przebiegiem.

3. Energetyka jądrowa w Polsce

Chociaż w Polsce nie mamy elektrowni jądrowej, to kilkadziesiąt lat temu były plany jej utworzenia na północy Polski – w Żarnowcu. Kilkadziesiąt lat temu rozpoczęła się jej budowa, jednak katastrofa w okolicach Czarnobyla wstrzymała tę budowę w 1990 r. Powstała wówczas część obiektów, np. budynków dla pracowników.

Elektrownia jądrowa w Żarnowcu – galeria zdjęć

Reb3UE58VJTSA

Grafika przedstawia nieukończoną budowę elektrowni jądrowej w Żarnowcu, która jest otoczona z każdej strony wodą i lasem. Na dalszym planie znajduję się duży zbiornik wodny jak i za nim dalszy ciąg terenu zalesionego.

RD90KTPKpDdUm

Ilustracja przedstawia niemal całkowicie ukończone budynki dla pracowników. Grafika ukazuję trzy prostokątne bloki koloru białego, postawione równolegle do siebie. W koło budowli rozciąga się teren zarośnięty trawą jak i zalany betonem.

Chociaż w Polsce istnieje 20 potencjalnych miejsc budowy elektrowni jądrowych, to pierwsza z nich ma być wybudowana na wybrzeżu. Będzie to elektrownia innego typu niż ta, która jest w okolicach Czarnobyla. Wykorzystana w niej zostanie najnowsza technologia, która będzie wzorowana na nowoczesnych, bezawaryjnych światowych elektrowniach jądrowych.

R13YtLoHtAvkL

Grafika przedstawia mapę województwa pomorskiego w kolorze łososiowym, na której przedstawiono rozważne miejsca budowy elektrowni jądrowej w Polsce. Na mapę naniesiona jest siatka równoleżników co jeden stopień oraz południków, również o jeden stopień. Na mapie zaznaczono dwa punkty, cyferką jeden i dwa. Oznaczenie numerem jeden wskazuję miasto Lubiatowo‑Kopalino, a oznaczenie numerem dwa wskazuję miasto Żarnowiec. Podpisy do tych punktów mieszczą się w lewym dolnym rogu.

Obecnie w promieniu ok. 300 km od granic Polski pracuje łącznie 9 elektrowni jądrowych. Ich lokalizację przedstawia poniższa mapa.

RmXLrCp4zH2Cf

Grafika przedstawia elektrownie jądrowe położone najbliżej granic Polski. Cała grafika jest kształtu prostokąta ustawionego pionowo, gdzie na górze zamieszczona jest ilustracja mapy Polski jak i jej sąsiadów. Państwa są zaznaczone kolorem zielonym a granice kolorem białym. Na ilustracji zaznaczone zostały również nazwy miast, gdzie znajdują się elektrownie. Są to: Isar w Niemczech, Temelin i Dukovany w Czechach, Bohunice i Mochove na Słowacji, Paks na Węgrzech, Rivne (Równe) i Khmelnitsky na Ukrainie, Oskarshamn w Szwecji. Pod zdjęciem mapy, są zamieszczone fotografie ukazujące jak dane elektrownie wyglądają oraz ich nazwy. Oskarshamn – Na pierwszym planie zbiornik wodny, na drugim zabudowania elektrowni nad brzegiem. Dukovany – płaski teren, na pierwszym planie pole uprawne, dalej las, a za nim duże, szerokie kominy elektrowni, z których wydobywa się para oraz zabudowania elektrowni. Temelin – fotografia czterech dużych, betonowych kominów o kilkudziesięciometrowej średnicy. Isar – fotografia lotnicza prezentująca kompleks budynków elektrowni. Położone nad zbiornikiem wodnym, pośrodku ogromy, szeroki komin. Bohunice - płaski teren, na pierwszym planie pole uprawne, a dalej szerokie kominy elektrowni, z których wydobywa się para. Mochovce – płaski teren, dalej niewielkie wzniesienie pokryte lasem, a za nim ogromne, dymiące kominy o średnicy kilkudziesięciu metrów każdy. Paks – rozległe, podłużne budynki elektrowni, przed nimi wysokie kominy. Rivne (Równe) – rząd ogromnych, szerokich kominów, dalej zabudowania elektrowni. Na pierwszym planie pole. Khmelnitsky – zabudowania elektrowni, ogromne gmachy, kominy, rury.

R1RFaoBRM0X8p

Film nawiązujący do treści materiału

Film nawiązujący do treści materiału

Film dostępny pod adresem /preview/resource/R1RFaoBRM0X8p

Film nawiązujący do treści materiału

Słownik

Podsumowanie

• Podczas pracy bezawaryjnej elektrownie jądrowe mają bardzo dużo zalet: niewielkie zanieczyszczenie powietrza, duża wydajność, niskie koszty produkcji energii elektrycznej czy ograniczenie zużycia innych surowców energetycznych, takich jak np. węgiel.

• Awaria elektrowni jądrowej powoduje skażenie środowiska przyrodniczego, choroby popromienne u ludzi, a w konsekwencji śmierć. Obecnie wykorzystuje się nowe technologie, w efekcie działania których nie występują awarie.

• W okresie PRL‑u rozpoczęto w Polsce budowę elektrowni jądrowej w Żarnowcu, jednakże została ona przerwana po katastrofie Czarnobylskiej Elektrowni Jądrowej w Ukrainie. Była ona spowodowana błędami konstrukcyjnymi i winą człowieka.

• Obecnie w Polsce nie produkuje się energii elektrycznej w elektrowniach jądrowych, jednakże podpisano umowę na projekt pierwszej elektrowni jądrowej w Polsce, która ma powstać w gminie Choczewo. Budowa ma rozpocząć się w 2026 roku, a pierwszy blok ma być uruchomiony w 2033 roku.

Ćwiczenia

2

Ćwiczenie 3

Na wykresie przedstawiono zmiany liczby reaktorów jądrowych w wybranych państwach świata. Zaznacz dwie przyczyny zahamowania tendencji wzrastającej tego zjawiska.

RJ4NZesiCxoya

Grafika przedstawia zmiany liczby reaktorów atomowych w wybranych państwach świata. Oś pionowa przedstawia liczbę reaktorów atomowych, natomiast oś pozioma rok. Po lewej stronie jest przedstawiona legenda państw oznaczona różnymi kolorami. Rosja jest oznakowana kolorem ciemno żółtym, Wielka Brytania ciemno czerwonym, USA - ciemno zielonym, Francja - beżowym, Niemcy - żółtym, Belgia - granatowym, Kanada jasno zielonym, Włochy - łososiowym, Japonia - pomarańczowym, Szwecja kolorem różowym, Ukraina kolorem ciemno beżowy, Indie - bordowym, Chiny - zielonym a kraje pozostałe kolorem szarym. Największy zmianę odnotowano dla pozostałych państw w 2018r natomiast najniższą dla Wielkiej Brytanii w 1957 roku.

RrSmrHiEAdHc0

2

Ćwiczenie 4

Poniżej przedstawiono wyniki badań przeprowadzonych przez CBOS na temat postrzegania elektrowni jądrowych w Polsce. Ankietowani odpowiadali na pytanie: „Gdyby poproszono Pana(-nią) o zajęcie jednoznacznego stanowiska w sprawie budowy takich elektrowni w naszym kraju, to czy był(a)by Pan(i) za czy też przeciw?”. Brudnoróżową linią oznaczono „Trudno powiedzieć”. Zdecyduj, którym kolorem oznaczono odpowiedzi „Opowiadał(a)bym się za budową”, a którym „Sprzeciwiał(a)bym się budowie”.

Rja5O3DmucBgz

Grafika przedstawia wykres liniowy, oś pionowa ukazuję procent a oś pozioma datę przeprowadzonego badania. Treść wykresu przedstawia trzy linie. Linia koloru zielonego przedstawia procent ludzi, którzy odpowiedzieli się za budową elektrowni jądrowych w Polsce. Od 2012 do 2019 waha się ona między 50 a 60 procent. Od 2019 do 2023 linia rośnie do 90 procent. Linia czerwona przedstawia procent ludzi, którzy są przeciwni budowie elektrowni jądrowej w Polsce. Od 2012 do 2019 waha się ona między 45 a 55 procent. Od 2019 do 2023 linia spada do około ośmiu procent. Linią szarą zaznaczone są osoby, które nie mają zdania. Jest ich około pięciu procent, między 2017 a 2020 linia wzrasta do 15 procent.

RAOFaatdSS9FN

kolor zielony Możliwe odpowiedzi: 1. „Opowiadał(a)bym się za budową”, 2. „Sprzeciwiał(a)bym się budowie” kolor czerwony Możliwe odpowiedzi: 1. „Opowiadał(a)bym się za budową”, 2. „Sprzeciwiał(a)bym się budowie”

kolor zielony Możliwe odpowiedzi: 1. „Opowiadał(a)bym się za budową”, 2. „Sprzeciwiał(a)bym się budowie” kolor czerwony Możliwe odpowiedzi: 1. „Opowiadał(a)bym się za budową”, 2. „Sprzeciwiał(a)bym się budowie”

3

Ćwiczenie 6

Poniżej przedstawiono mapy dwóch prawdopodobnych lokalizacji przyszłych elektrowni jądrowych w Polsce. Podaj jedno przyrodnicze podobieństwo tych lokalizacji na podstawie map.

R15qdirI20xfe

Ilustracja

RAh6FZWCyiDT9

Ilustracja

Na podstawie dostępnych źródeł i treści materiału podaj cechy środowiska przyrodniczego terenów, na których mogą w przyszłości powstać w Polsce elektrownie atomowe.

RSUhC9wnDrDfp

(Uzupełnij).

Pokaż podpowiedź

Zwróć uwagę, że w poleceniu jest prośba o podanie podobieństwa wynikającego ze środowiska przyrodniczego. Nie możesz zatem napisać o wytworach działalności człowieka, np. drogach, osadach itd.

Pokaż klucz odpowiedzi

Położenie blisko dużych akwenów wodnych.

3

Ćwiczenie 7

Wykaż związek między fotografią przedstawioną poniżej a czynnikiem lokalizacji elektrowni jądrowych, który wymieniłeś w poprzednim ćwiczeniu.

RnEooiBAV566R

Grafika przedstawia dwie wieże chłodnicze elektrowni jądrowej Chooz we Francji. Na ilustracji jest widoczna elektrownia otoczona z każdej strony zalesionym terenem. Po lewej i prawej stronie są rozmieszczone dwie białe wierzę chłodnicze, z których wydobywa się dym.

R1LwwcKMKiqRN

(Uzupełnij).

Pokaż podpowiedź

Zwróć uwagę na gaz wydobywający się z kominów. Jest to para wodna.

Pokaż klucz odpowiedzi

Duże ilości skondensowanej pary wodnej wydobywającej się z elektrowni jądrowej wynikają z intensywnej pracy reaktorów i konieczności chłodzenia ich dużą ilością wody.

Notatnik

Bibliografia

Gajda P. i in., (2020), Energetyka jądrowa dla Polski, Warszawa: Instytut Sobieskiego.

Gawlikowska‑Fyk A., Nowak Z., (2014), Raport Energetyka jądrowa w Polsce, Warszawa: Polski Instytut Spraw Międzynarodowych.