Κίμων Χατζημπίρος : Πυρηνικά, για ποιο λόγο;

 

Ex scientia 27

Πυρηνικά, για ποιο λόγο;

Κίμων Χατζημπίρος από Βooks' Journal

Η άνοδος των ενεργειακών τιμών επαναφέρει στο προσκήνιο την πυρηνική ενέργεια. Ζήτημα που προκαλεί κοινωνική πόλωση, ενώ αποκαλύπτει ορέξεις για προμήθειες και εξοπλισμούς. Η χρήση πυρηνικής ενέργειας σχάσης, ακόμα και για ειρηνική παραγωγή, συνιστά τεχνολογία επικίνδυνη από την φύση της. Η προστασία από την ραδιενέργεια απαιτεί αποκλεισμό μεγάλων ατυχημάτων, εγγυημένη διαχείριση ραδιενεργών αποβλήτων και ασφαλή αποσυναρμολόγηση των εργοστασίων στο τέλος της ζωής τους. Για κανένα από τα ζητήματα αυτά δεν έχει βρεθεί ικανοποιητική λύση μέχρι σήμερα. Αντίθετα, παρά την βελτίωση των συστημάτων προστασίας μετά το Τσερνόμπιλ, είναι γεγονός ότι στην ανεπτυγμένη και οργανωμένη Ιαπωνία συνέβη ένα «αδιανόητο» και, παρ’ ολίγον, πολύ καταστροφικό ατύχημα.

Σήμερα, η συμμετοχή πυρηνικής ενέργειας σχάσης σε ανθρώπινες παραγωγικές διαδικασίες είναι μικρή. Σε παγκόσμιο επίπεδο, τα πυρηνικά εργοστάσια παράγουν περίπου το 10% του ηλεκτρισμού, ήτοι 2% της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας και επιτρέπουν την αποφυγή του 2,5% των εκπομπών αερίων θερμοκηπίου. Στις αστρικές διεργασίες, που λαμβάνουν χώρα στους ηλίους ολόκληρου του Σύμπαντος, κυριαρχεί η πυρηνική ενέργεια σύντηξης, όχι η σχάση. Η σύντηξη είναι πολύ ισχυρότερη πηγή. Η  ανθρώπινη τεχνολογία όμως δεν έχει καταφέρει ακόμα να την δεσμεύσει, να διαμορφώσει συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας και πίεσης ώστε να συντηχθούν ατομικοί πυρήνες και να παραχθεί ενέργεια. Εντατικές προσπάθειες, που πραγματοποιούνται με διεθνή συνεργασία και σημαντικές καινοτομίες από νεοφυείς επιχειρήσεις, θα φέρουν πιθανώς θετικά αποτελέσματα μετά από 2-3 δεκαετίες.

Η σχάση έχει δύο βασικά μειονεκτήματα. Πρώτον, λειτουργεί με αλυσιδωτή αντίδραση που τείνει να ξεφύγει, διαμορφώνοντας εκρηκτικές συνθήκες. Μια απώλεια ελέγχου μπορεί να καταλήξει σε καταστροφικό ατύχημα. Δεύτερον, παράγει συνεχώς ραδιενεργά απόβλητα που πρέπει να απομακρύνονται και να φυλάσσονται με ασφάλεια, ενώ το ίδιο το εργοστάσιο, στο τέλος της χρήσιμης ζωής του, καταλήγει ένα ραδιενεργό απόβλητο προς διαχείριση. Αντίθετα, στην σύντηξη δεν υπάρχει αλυσιδωτή αντίδραση και δεν παράγεται σημαντική ποσότητα ραδιενεργών αποβλήτων.

Η ραδιενέργεια είναι πολύ επικίνδυνη για τον άνθρωπο και τα οικοσυστήματα. Μεγάλες δόσεις φέρνουν μοιραία αποτελέσματα, άμεσο ή βραδύ θάνατο. Μικρές δόσεις προκαλούν μακροπρόθεσμα καρκινογενέσεις, κληρονομικές γενετικές βλάβες και ανοσοποιητικές ανωμαλίες. Η βιοσυσσώρευση ραδιενεργών ρύπων βλάπτει διάφορα όργανα. Η βιομεγέθυνση κατά μήκος τροφικών αλυσίδων πολλαπλασιάζει τις συγκεντρώσεις των ρύπων στην τροφή. Οι άνθρωποι ευλόγως τρέμουν απέναντι στην ραδιενέργεια, αυτή την αόρατη θανατηφόρα απειλή που διαχέεται στον αέρα, στην τροφή, στο νερό, ακόμα και στο δάσος ή στην θάλασσα και αρνούνται να συνυπάρξουν μαζί της.

Την ώρα που οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ΑΠΕ) γίνονται φθηνότερες, το κόστος ηλεκτροπαραγωγής από πυρηνική ενέργεια μεγαλώνει. Βασικός λόγος οι αυξανόμενες απαιτήσεις ασφαλείας και η εφαρμογή αυστηρών κανονισμών στα πυρηνικά εργοστάσια, που είναι τεχνικά πολύπλοκα και πρέπει να ικανοποιούν δύσκολες προδιαγραφές. Εξ άλλου, παροπλισμένα εργοστάσια και απόβλητα θα παραμείνουν ραδιενεργά και επικίνδυνα επί αιώνες ή χιλιετηρίδες. Το πραγματικό ολοκληρωμένο κόστος της πυρηνικής ενέργειας συναρτάται με την επίδρασή της στις μελλοντικές γενιές, αλλά αυτή η κλίμακα χρόνου δεν εξετάζεται στις τυπικές τεχνικοοικονομικές θεωρήσεις. Είναι σχεδόν αδύνατο να υπολογισθεί με ακρίβεια το μελλοντικό κόστος διαχείρισης των ραδιενεργών αποβλήτων μέσης και μακράς διάρκειας ζωής ή το κόστος συντήρησης και αποσυναρμολόγησης των παλιών εργοστασίων.

Το κόστος της πυρηνικής ενέργειας ανεβαίνει επιπλέον, επειδή τα τελευταία χρόνια τα νέα εργοστάσια είναι λίγα, ο ανταγωνισμός ανεπαρκής, οι εφοδιαστικές αλυσίδες μικρές και λείπουν οι οικονομίες κλίμακας. Το μέσο παγκόσμιο κόστος έχει αυξηθεί, ενώ μεταξύ των χωρών εμφανίζονται διαφορές που εξαρτώνται από την τυποποίηση της κατασκευής αλλά και από το επίπεδο προβλέψεων για την ασφάλεια. Τα καινούργια εργοστάσια διαφέρουν σημαντικά ως προς τον σχεδιασμό, εξ αιτίας της συνεχούς ενσωμάτωσης νέων τεχνολογικών βελτιώσεων, οι οποίες αποδεικνύονται πιο δαπανηρές και με ρυθμούς ανάπτυξης πιο αργούς από τις προβλέψεις. Οι κατασκευές, σε αναπτυσσόμενες αλλά και ανεπτυγμένες χώρες, συχνά βγαίνουν εκτός χρονικών ορίων και ξεπερνούν το προσχεδιασμένο κόστος.

Η επιχειρηματολογία υπέρ της αποδοχής επικίνδυνων τεχνολογιών βασίζεται σε υπολογισμό των κινδύνων και σε προβλέψεις με βάση τις πιθανότητες. Σύμφωνα με αυτήν, η κοινωνία μπορεί να αισθάνεται ασφάλεια, αφού η πιθανότητα ενός καταστροφικού πυρηνικού ατυχήματος είναι αρκετά μικρή. Ο κίνδυνος θανάτου είναι μικρότερος από αυτόν που διατρέχει κανείς π.χ. από πτώση μετεωρίτη. Λαμβάνοντας υπόψη τις επιπτώσεις της ατμοσφαιρικής ρύπανσης και των βιομηχανικών ατυχημάτων, η σύγκριση των θανάτων ανά μονάδα παραγόμενου πυρηνικού ηλεκτρισμού δείχνει ότι άλλες μορφές ενέργειας είναι πιο θανατηφόρες. Ωστόσο, η εμπειρία από τα πυρηνικά ατυχήματα αποκαλύπτει πως η αντιμετώπισή τους είναι κατά κανόνα προβληματική. Αυτό που τρομάζει τους ανθρώπους δεν είναι το πραγματικό μέγεθος των καταστροφών που έχουν επέλθει, αλλά το μέγεθος του δυνητικού κινδύνου. Όταν η απειλή είναι υπέρμετρα μεγάλη, ακόμα και αν οι πιθανότητες ραδιενεργού ρύπανσης είναι πολύ μικρές, η διακινδύνευση προκαλεί σοβαρή κοινωνική ανησυχία. Αν π.χ. απομακρυνθούν από τις εστίες τους Χ άνθρωποι επί Ψ χρόνια, το γινόμενο Χ επί Ψ δίνει ένα πραγματικό μέτρο του προβλήματος. Στην Φουκουσίμα, αν είχαν φυσήξει άνεμοι που θα μετακινούσαν το ραδιενεργό νέφος προς Νότο και αν τα λάθη στην αντιμετώπιση του ατυχήματος ήταν περισσότερα, θα είχε τεθεί ζήτημα εκκένωσης 38 εκατομμυρίων κατοίκων του πολεοδομικού συγκροτήματος Τόκυο-Γιοκοχάμα, που βρίσκεται σε ευθεία απόσταση 237 χλμ. από την Φουκουσίμα. Σε περίπτωση που το πολεοδομικό συγκρότημα ρυπαινόταν σοβαρά με ραδιενεργές ύλες, η εκτόπιση του πληθυσμού θα διαρκούσε δεκαετίες. Ποια χώρα, ποια οικονομία, ποια κοινωνία αντέχει ένα τέτοιο ενδεχόμενο; Οι αρμόδιοι δεν εξετάζουν τα ερωτήματα για τα οποία δεν υπάρχουν ικανοποιητικές απαντήσεις. Την κρίσιμη ώρα, η εκκένωση θα αποφασισθεί  με βάση όχι τα ανεπαρκή διαθέσιμα στοιχεία, αλλά το τι θα εκτιμηθεί ως οικονομικά και κοινωνικά «αποδεκτό».

Φουκουσίμα, 11 χρόνια μετά

Στις 14.46 της 11^ης Μαρτίου 2011 δονήθηκαν από ισχυρό σεισμό η στεριά της Ιαπωνίας και ο βυθός του Ειρηνικού. Με τις πρώτες δονήσεις, τα αυτόματα συστήματα ασφαλείας σταμάτησαν την λειτουργία των 6 αντιδραστήρων του πυρηνικού σταθμού της Φουκουσίμα. Η κατάσταση ήταν υπό έλεγχο. Όμως, στις 15.37, διαδοχικά κύματα ύψους 11,5 έως 15,5 μέτρων χτυπούν το πελώριο παραλιακό εργοστάσιο. Η άφιξη των τσουνάμι προκαλεί ένα από τα σοβαρότερα βιομηχανικά ατυχήματα στην ιστορία. Οι χειριστές βυθίζονται στο σκοτάδι, τα όργανα μέτρησης και ελέγχου παύουν να λειτουργούν, η ψύξη των αντιδραστήρων σταματά. Το τσουνάμι εξουδετέρωσε τα συστήματα λειτουργίας και ασφαλείας. Στις 16.36, ο διευθυντής του εργοστασίου Μασάο Γιοσίντα ειδοποιεί την κυβέρνηση ότι υπάρχει κατάσταση πυρηνικού συναγερμού. Η απώλεια των συστημάτων ψύξης οδηγεί σε τήξη τους πυρήνες 3 αντιδραστήρων, που αρχίζουν να λιώνουν και να βυθίζονται κάτω από το εργοστάσιο. Το υπέρθερμο νερό παράγει υδρογόνο και αρχίζουν εκρήξεις μέσα στα κτήρια. Δεν απομένει παρά η ικανότητα των εξειδικευμένων εργαζομένων στο εργοστάσιο να αντιληφθούν την φύση του κινδύνου και την δέουσα αντιμετώπιση. Έχουν την αίσθηση ότι αποτελούν τη μόνη ικανή γραμμή εθνικής άμυνας. Ο Γιοσίντα και τα στελέχη του συνειδητοποιούν ότι το ατύχημα απειλεί να φέρει την Ιαπωνία αντιμέτωπη με εκτεταμένη ραδιενεργή ρύπανση. Εν όψει του μείζονος κινδύνου, παραβιάζει τους κανονισμούς και ρίχνει θαλασσινό νερό στον διάπυρο αντιδραστήρα, χρησιμοποιώντας πυροσβεστικά οχήματα και ντιζελοκίνητες αντλίες νερού. Παρακούει τις εντολές των προϊσταμένων του και δεν τους αποκαλύπτει τις ενέργειές του, καταφέρνει όμως να επιβραδύνει την θέρμανση και να αντιμετωπίσει τον επερχόμενο εφιάλτη. Ο Μασάο Γιοσίντα πεθαίνει από καρκίνο δύο χρόνια αργότερα.

Χάρη στο εντατικό ράντισμα με αλμυρό και αργότερα με γλυκό νερό, η θερμοκρασία των αντιδραστήρων κατεβαίνει, μετά από μερικούς μήνες, στους 45 βαθμούς. Ωστόσο, οι δεξαμενές έχουν τρυπήσει, τηγμένο ραδιενεργό καύσιμο και νερό με ραδιενεργά υλικά διαφεύγουν στο περιβάλλον και καταλήγουν στην θάλασσα. Στο διάστημα 2014-2017, κατασκευάζεται ένας τοίχος μήκους 1500 μέτρων και βάθους 30 μέτρων που περικλείει τις πυρηνικές εγκαταστάσεις, για να περιορίσει τις διαρροές. Την περίοδο 2017-2019, ειδικά ρομπότ καταφέρνουν, μετά από πολλές προσπάθειες, να εντοπίσουν τον τηγμένο πυρήνα. Η ανάκτηση της ραδιενεργής μάζας, τεράστια τεχνική πρόκληση, ξεκινά το 2022, χρησιμοποιώντας καινοτόμο τηλεκατευθυνόμενο μπράτσο. Εκτιμάται ότι το 2031 θα έχουν καθαρισθεί οι δεξαμενές και θα έχουν απομακρυνθεί τα υλικά υψηλής ραδιενέργειας. Στην συνέχεια, θα επιχειρηθεί η αποσυναρμολόγηση της εγκατάστασης, που θα διαρκέσει τουλάχιστον 20 χρόνια.

Περισσότερα από 20 εκατομμύρια κυβικά μέτρα ραδιενεργών αποβλήτων (μπάζα, χώμα, φυτά κ.λπ.) έχουν παραχθεί από τις μέχρι τώρα εργασίες αποκατάστασης. Στην ευρύτερη περιοχή διαμορφώθηκαν 1328 θέσεις προσωρινής αποθήκευσης. Το 2019, 550 από αυτές αποκαταστάθηκαν και τα απόβλητα μεταφέρθηκαν σε κέντρα επεξεργασίας ή σε χώρους ενδιάμεσης αποθήκευσης για 30 χρόνια. Ο χώρος οριστικής διάθεσης των αποβλήτων θα επιλεγεί μετά το 2045. Η ραδιενέργεια που μπορεί να εκλυθεί συνολικά είναι 20 φορές περισσότερη απ’ ό,τι στο Τσερνόμπιλ.

Οι αντιδραστήρες εξακολουθούν να παράγουν θερμότητα και για να κρατηθούν σε χαμηλές θερμοκρασίες, χρειάζεται συνεχής ψύξη με νερό, που μετατρέπεται σε ραδιενεργό. Μετά τις πρώτες εβδομάδες, χρησιμοποιείται γλυκό νερό αντί του θαλασσινού. Τεράστιες ποσότητες αποθηκεύονται σε δεξαμενές και προκύπτει πλέον η ανάγκη να αδειάσουν. Πιθανότερη λύση η απόρριψη στην θάλασσα, αφού οι εναλλακτικές, δηλαδή εξάτμιση στην ατμόσφαιρα, ηλεκτρόλυση, διοχέτευση σε υπόγεια γεωλογικά στρώματα ή στερεοποίηση με τσιμέντο και ταφή είναι δύσκολες και ακριβές.

Το ατύχημα στην Φουκουσίμα δεν έφερε διαρθρωτικές αλλαγές, απλώς οδήγησε την παγκόσμια κοινότητα σε ενίσχυση των μέτρων ασφαλείας στα πυρηνικά εργοστάσια. Τα μέτρα προστασίας από τσουνάμι αποδείχθηκαν αναποτελεσματικά, ενώ κανένα σενάριο θεωρητικού ατυχήματος δεν είχε προβλέψει την ολική απώλεια ηλεκτρικής ενέργειας. Στην πράξη, μόνον η εμπειρία των εργαζομένων φάνηκε χρήσιμη για την αποφυγή μεγαλύτερης καταστροφής από τους 3 πυρηνικούς αντιδραστήρες που ταυτόχρονα έμειναν εκτός ελέγχου.

Η ανεξάρτητη επιτροπή έρευνας του ιαπωνικού κοινοβουλίου υπογραμμίζει τις ευθύνες κυβέρνησης, οργανισμών ελέγχου και ιδιοκτητών του εργοστασίου που έκαναν λανθασμένους σχεδιασμούς και χειρισμούς «πριν, κατά την διάρκεια και μετά».

 

 

Το λάθος μονοπάτι

Η παραγωγή ηλεκτρισμού από πυρηνική ενέργεια δεν εκπέμπει αέρια θερμοκηπίου, αλλά ούτε είναι η μοναδική εναλλακτική λύση στα ορυκτά καύσιμα. Διάφορες ΑΠΕ, με πρωταγωνιστές την αιολική και την ηλιακή, σε συνδυασμό με ενεργειακή αποτελεσματικότητα και αποθήκευση με υδρογόνο, μπαταρίες και υδροηλεκτρικά αντλησιοταμίευσης, θα έχουν την δυνατότητα σχεδόν πλήρους κάλυψης των ενεργειακών αναγκών. Η μεγάλης κλίμακας αξιόπιστη χρήση ΑΠΕ αρχίζει να αποτελεί ρεαλιστική προοπτική, ακόμα και για λιγότερο ανεπτυγμένες χώρες. Έχει σοβαρά πλεονεκτήματα, όπως χαμηλό κόστος, απλή τεχνολογία και απουσία κοινωνικών κινδύνων. Υπόδειγμα πράσινης μετάβασης, το σχέδιο της Ευρωπαϊκής Ένωσης, προβλέπει για το 2050 κάλυψη της κατανάλωσης ηλεκτρισμού κατά 97% και της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας κατά 75% από ΑΠΕ.

Με αφορμή την ενεργειακή κρίση και την ανάγκη άμεσης αντιμετώπισης της κλιματικής αλλαγής, έχουν εμφανισθεί επιχειρήματα υπέρ της πυρηνικής ενέργειας σχάσης, ακόμα και σε χώρες τελείως ακατάλληλες για μακρόχρονη πρόσδεση σε μια προβληματική, ακριβή, πολύπλοκη και επικίνδυνη τεχνολογία. Οι κίνδυνοι είναι πολλαπλοί. Δεσμεύει, αποκλείοντας επί δεκαετίες άλλες εναλλακτικές λύσεις, αφού η αρχική επένδυση για την κατασκευή του εργοστασίου είναι τεράστια. Οι δεδομένοι κίνδυνοι από ατύχημα ή απόβλητα αυξάνονται όταν εξαπλώνεται σε χώρες χαμηλού τεχνολογικού επιπέδου, φτωχής οικονομίας, μειωμένων δημοκρατικών θεσμών και αδύναμου κοινωνικού ελέγχου. Υπαρκτός και ο κίνδυνος κατασκευής πυρηνικών όπλων από όσους αποκτούν υλικά και τεχνολογία πυρηνικών εργοστασίων. Τέλος, σε περίπτωση συρράξεων, μεγάλος είναι ο κίνδυνος από πυρηνικά εργοστάσια γεμάτα ραδιενέργεια, μέσα σε ανεξέλεγκτες πολεμικές συνθήκες, όπως πρόσφατα στο κατεστραμμένο εργοστάσιο του Τσερνόμπιλ και στο εν λειτουργία εργοστάσιο της Ζαπορίζια. Η μαζική επιστροφή της πυρηνικής ενέργειας σε ανεπτυγμένες χώρες και, ιδίως, η ενθάρρυνση χωρών με μειωμένη εμπειρία να την υιοθετήσουν συνιστούν παράνοια.

Για να μάθετε περισσότερα:

Aurélien Portelli et Franck Guarnieri  (2021). Fukushima, dix ans après. La Recherche, 565, pp 88-95

https://arstechnica.com/science/2020/11/why-are-nuclear-plants-so-expensive-safetys-only-part-of-the-story/

Hannah Ritchie and Max Roser (2021) – Energy. Published in Our World in Data. Online at: ourworldindata.org/energy

https://mhmadas.blogspot.com/2017/03/blog-post_29.html