Nuklearke su zastarjeli modeli

Mnogi fizičari i tehničari još uvijek su fascinirani jednostavnošću nuklearnih elektrana te ih smatraju energetski bez alternative za postfosilno doba! Uspoređuju ih s parnom lokomotivom u kojoj toplina dobivena od ugljena kemijskim spajanjem ugljika i kisika (CO2) proizvodi pregrijanu vodenu paru koju pretvara u lokomotivnu silu. Nuklearna elektrana (NE) mjesto kemijske energije upotrebljava nuklearnu energiju iz raspada urana (235U) koja je više od tisuća puta veća od kemijske energije. Neki tvrde da su NE tehnički jednostavnije pa čak i sigurnije od centrala na ugljen.

Nuklearne elektrane Fukushima I u Japanu, tip reaktora s kipućom vodom (boiling water reactor) samo su teoretski, ali ne i tehnički jednostavni: U metalni kontejner (brzi „lonac") s vodom su uronjene šipke ispunjene uranom, gorive šipke, koje se zagrijavaju raspadom urana. Paralelno s njima su postavljene šipke koje mogu apsorbirati neutrone i time prema položaju u vodi reguliraju raspad urana sve do zaustavljanja lančane reakcije. Lančana uranova reakcija grije vodu i stvara pregrijanu paru u kontejneru koju se direktno dovodi u turbine koje time produciraju električnu struju. Istrošena para ide u kondenzator koji se hladi nezavisnim krugom hladne morske vode. Ohlađenu vodu iz kondenzatora pumpa ponovno vraća u kontejner. Taj izolirani zatvoreni krug pare i vode je radioaktivan. Trošenjem od samo 200 tona urana reaktor od 1000 MWe proizvodi cijelu jednu godinu električnu energiju. Teoretski zavodljivo jednostavno, ali samo na prvi pogled. U praksi, u Japanu, to izgleda malo drugačije kao što svakodnevno gledamo na televiziji!

Iluzija jednostavnosti NE već pred tridesetak godina s propagandom da se jeftina struja ne će ni mjeriti, a plaćati paušalno po veličini kućanstva je propala s prvom najvećom mogućom nesrećom („NMN") NE kod Harrisburga (SAD) godine 1979. To je bila prva spoznaja da su NE tehnički puno kompleksnije i nerazumljivije nego što su to držali pioniri NE. To su potkrijepile tolike slijedeće nesreće. Izgleda da naša klasična fizika nije dorasla tehničkom problemu NE. Izračunate sigurnosti i vjerojatnosti za NMN su propagandni i iracionalni mitos. Otac civilnih nuklearnih reaktora Alvin M. Weinberg poslije te nesreće je izjavio: „Problematika sigurnosti NE, transport radioaktivnog materijala i dugoročno odlagalište radioaktivnog materijala imaju trans-znanstvene elemente pa konačnu odluku o nastavku gradnji nuklearki ne mogu i ne smiju donijeti eksperti". Eksperti su povijesno znanstveno-tehnički vezani uz tu tehnologiju, ali problem rizika nije znanstvena kategorija, jer tangira svakog pojedinca na specifičan način.

Ta nesreća je bila prvi zvižduk upozorenja o opasnostima NE. Amerika je reagirala zaustavljanjem daljnjeg projektiranja NE. Nažalost optimizam, zbog udaljenosti od mjesta nesreće, za NE je ostao izvan Amerike, a negativne reakcije onih s većom kulturom sigurnosti se osudilo kao histerija emocionalnog antinuklearizma. Kod nas se NMN u Harrisburgu ublažava riječima: panika bez razloga. Rezultat tog nekritičkog ponašanja je dovršenje gradnje NE Krško u trusnom području, 37 km zračne linije udaljenosti od centra Zagreba.

Drugi zvižduk dolazi brzo, nekonzistentno s izračunatim vjerojatnostima, godine 1986. „super NMN" u Černobilu tada SSSR-u. Zabrinutost radi radioaktivnog zagađenja većeg dijela Europe, koje je i danas akutno u nekim dijelovima, npr. u Bavarskoj, uznemiravalo je građane, ali ne za dugo! Nesreća se brzo zaboravlja a optimizam ponovno raste. Tako zvana renesansa NE dolazi radi opasnosti zagrijavanja zemlje s ugljičnim dioksidom (preko efekta staklenika) koji produciraju fosilne elektrane. Pretjerano se naglašavalo djelomični spas klime preko nuklearnih elektrana bez CO2, a zanemarivala opasnost od radioaktivnosti!

Apokalipsa koja se je dogodila i još se događa s Fukushima-I nuklearnim elektranama u visoko tehniziranom Japanu treći je zvižduk koji bi mogao zapečatiti ili u najmanju ruku revidirati sudbinu nuklearne industrije! Nadajmo se da krivulja pamćenja ovog puta ne će vremenom padati eksponencijalno i da će se po našim medijima prestati bagatelizirati ovaj treći zvižduk s nekim skoro kriminalnim izjavama: Problem u Japanu je jednostavno vodoinstalaterski problem!

Istodobna nesreća u šest reaktora. Nemoguće je postalo moguće, a nevjerojatno postalo realno. Zato ovo nazivaju „apsolutna super NMN". Zbog potresa nestalo je struje, a zbog tsunamija svi rezervni agregati i pumpe su zatajile, a struja iz akumulatora je trajala prekratko. Temperatura u kontejneru bez vode za hlađenje raste preko 20000 C i stvara vodik koji podiže tlak u metalnom kontejneru. Zbog moguće eksplozije kontejnera otpušta se radioaktivnost i vodik koji miješanjem sa zrakom unutar betonske zaštite dovodi do eksplozije. Rušenjem betonske kupole velike količine radioaktivnosti zagađuju zemlju i more. Zbog opasnosti od radioaktivnosti, 82000 Bequerela po kilogramu (dopušteno je 500 Bq/kg) trebalo je zauvijek evakuirati stanovnike u radijusu od 30-50 kilometara. Nitko ne zna što se događa unutar kontejnera. Strah od vrlo vjerojatnog topljenja urana i probijanje čitavog radioaktivnog materijala kroz betonsko podnožje i time izlaska radioaktivnog zračenja u okoliš je ogroman.

U tridesetak godina je nakupljeno u kontejneru sto puta više radioaktivnosti negoli je bilo kod bombardiranja Hirošime. Osobito je opasno ako se to dogodi u trećem reaktoru, koji operira i s plutonijom koji nije samo opasan zbog dugoročne i specifične radioaktivnosti nego je i ekstremno otrovan. U tom slučaju trebalo bi iseliti Tokio s 37 milijuna stanovnika udaljenog 250 kilometara od Fukushima. Japan je gusto naseljen i nema dovoljno prostora za iseljenje kao što je to bilo u Ukrajini u slučaju Černobila! Dakle nacionalna katastrofa. Četvrti reaktor je bio isključen prije nesreće, ali velike količine istrošenih gorivih šipki su se nalazile u otvorenom bazenu s vodom da bi se smanjila temperatura i djelomično radioaktivnost radi transporta. U bazenu je nestala voda za hlađenje, pa se dalje samostalno zagrijavao i bez ikakve zaštite radioaktivno zračio. U petom i šestom reaktoru dolazi do požara iz nepoznatih razloga.

Opći kaos kod tehničara i političara radi manjka ili krivih informacija koje su postale običaj kod svih nesreća u NE i u demokratskim zemljama. Pokušava se bez razumijevanja s improviziranim rješenjima. Izvana hlađenjem kontejnera morskom vodom, za koje nije jasno da li koristi i šteti radi soli. Nadalje nesigurno je da li to vanjsko hlađenje može prouzročiti rascjepe ili eksploziju u metalnim kontejnerima. Za ilustraciju veličine panike: Tenno (Car) Ahihita, (bog u šintoizmu), obraća se naciji riječima budite solidarni i molite! Nepouzdano poduzeće vlasnik NE, TELCO, javno se ispričava i predlaže zatrpavanje reaktora s betonskim sarkofagom, sličnim onom u Černobilu, jer su tehničari u strahu napustili Fukushima, a 15 ostalih postali smrtni kandidati zbog visoke radioaktivnosti. Reaktor-2 za sada zrači 500 milisieverta po satu. Zadržavanje 12 sati u toj atmosferi znači smrt. Da bi se spasila nacija traže se dobrovoljci koji bi u uvjetima visoke radijacije instalirali nutarnje hlađenje. Prijavilo se je dobrovoljno 150 vatrogasaca, koji su se herojski prihvatili tog po život opasnog posla. Parafrazirajući Brechta: jadna je to tehnologija koja zahtjeva heroje! Kompleksnost sistema i u zemlji robota zahtjeva direktnu intervenciju čovjeka. Konačna sigurnost nuklearnih elektrana uvijek ovisi o čovjeku i tu je onaj neizbježivi i nepoznati ostatak rizika!

Nije važno da li je potres ili tsunami uzrok nestanka struje ili zakazivanja pumpi, jer u takvom kompleksnom sistemu ima beskonačno mnogo načina da zataje dijelovi sustava,. bilo nutarnjim kvarom prouzrokovanim tehnički ili od tehničara, bilo vanjskim npr. padom zrakoplova na NE ili terorističkim napadom bilo fizički ili digitalno. I najmanji kvar je teško popraviti budući da radioaktivnost onemogućuje duži boravak unutar reaktora. U samom početku nesreće TELCO je poslao dva mlada radnika da bi ustanovili što se događa. Kasnije su obojicu našli mrtve zbog radijacije. Fukushima je svugdje! U Švedskoj je u NE Forsmark-1 radi jednostavnog kratkog spoja zatajio cijeli uređaj hlađenja, dvadeset minuta po riječima L-O Högelunda, nekoć šefa konstrukcije Vattenfallovog Forsmrka, nitko nije znao što se događa. Da se ta neizvjesnost nesretnim slučajem produžila za samo 7 minuta imali bismo černobilsku katastrofu. Slično je bilo u NE Konsloduj kod Sofije u Bugarskoj u kojoj je došlo do eksplozije u sistemu za hlađenje. Šipke za regulaciju ostale su nepokretne i nije se moglo ugasiti reaktor. Imali smo više sreće nego pameti da nije došlo do super nesreće, rekli su tehničari u kontrolnom centru. I bez materijalne štete psihološki stres zbog straha nije zanemariv, a za neke i smrtonosan! Kontrola NE kadikad sliči na loto.

Dugogodišnjim pogonom u NE dolazi do zamora materijala, a i do zamora tehničara zbog dugogodišnje monotonije upravljanja reaktorom! Za NE je starost još kritičnija, jer je okolni materijal stalno bombardiran s neutronima iz raspada urana. Mnoge NE su sagrađene pred tridesetak godina s tehnikom sigurnosti tadašnjeg stanja tehnike. Treba samo usporediti ondašnju sigurnost stare Volkswagenove „bube" i današnje volkswagenove modele! Po mom mišljenju bilo bi nužno isključiti NE Krško. Zagrepčani, mitos sigurnosti NE je okončan, zato protestirajte prije nego što to bude prekasno. Memento Fukushima! Istina, vjerojatnost nesreće je vrlo mala, ali nju treba „pomnožiti" veličinom katastrofe koja bi u slučaju tipa „super NMN" za malu Hrvatsku bila „beskonačna". Moderna seoba naroda, ali gdje?

Nuklearne elektrane predstavljaju financijski, politički i tehnički rizik, koji se zbog kompleksnosti sistema ne može ni izračunati ni emulirati (hardverski simulirati), pa za pojedine male i siromašne zemlje, bez obzira na vjerojatnost nesreće i odnos štete i koristi od NE, moraju odustati od gradnje NE. Financijski problem je doživjela Finska koja je godine 2005. ugovorila novi model EPR (European Pressurized Reactor) za cijenu od 3.2 milijarde eura koji je morao biti gotov 2009. godine. Zbog kompleksnosti gradnje do sada je bilo preko 3000 grešaka (Spiegel, 42/2009) što je diglo cijenu NE na 5.3 milijarde eura. Prema prognozi elektrana ne će biti završena ni do 2013. što može i dalje dizati cijenu NE. Već sada se priprema pravni postupak s Areva-Siemens koncernom i dodatno sa stotinom manjih poduzeća neiskusnih u gradnji NE zbog utvrđenja odgovornosti za poskupljenje. Radi povećanja društvene osjetljivosti za sigurnost trebat će poslije Fukushima, po svoj prilici, neke dijelove gradnje čak mijenjati. Bojim se da se može dogodi slično kao s NE Krškom koju je sagradio Westinghaus. Originalno je NE bila naručena za Porto Rico, ali tamo izgradnja nije bila dozvoljena jer nije ispunjala američke uvjete sigurnosti, a tražene promjene su bile preskupe, zato ju je sagradio bez sanacije u bivšoj Jugoslaviji (vidi na strani 469, Nature Vol. 279,7. June, 1979).

U Hrvatskoj je čak vremenski i financijski nemoguće graditi nuklearnu elektranu i istodobno poticati obnovljivu energiju sa suncem, vjetrom, vodom i biomasom. Danas je opće uvjerenje u svijetu da je energetska budućnost isključivo obnovljiva. Pitanje je samo od kada!

Obnovljiva tehnika danas raste eksponencijalno. Za razliku od uranske tehnologije ona je istodobno čista, sigurna, neograničena, neovisna o uvozu, stvara prema njemačkom iskustvu 10 puta više radnih mjesta nego nuklearna tehnologija i dugoročno je jeftinija. Most do potpuno obnovljive energetske ekonomije sve je kraći. Fukushima će ga još skratiti.Hrvatska može premostiti taj period štednjom, efikasnijim uređajima potrošnje energije i s manjem gubitaka električne energije kod prijenosa i raspodjele. Trebalo bi imati bolje argumente negoli su oni koji kažu da nema alternative za prijelazno vrijeme osim NE. Usput NE nisu kompatibilne s obnovljivim uređajima radi klimatske brze varijabilnosti energije sunca i vjetra. Naime NE poslije zatvaranja treba tri dana da dođe ponovno u pogon.

Dok Split ima godišnje 2700 sati sunca, još uvijek se hladi i grije električnom energijom, a München s 1700 sati već danas opskrbljuje rasvjetu za 800 tisuća domaćinstava s obnovljivom energijom. Do 2020. godine München, grad od 1.4 milijuna stanovnika i jakom električnom i automobilskom industrijom, s elektrificiranim gradskim prometom će upotrebljavati isključivo obnovljivu energiju! Da je to gradonačelnik izjavio pred 10 godina smatralo bi ga se nenormalnim, jer ljudi misle linearno, a ne eksponencijalno! Sjetimo se razvoja kompjutora i satelita. Danas Njemačka proizvodi obnovljivom energijom 18 % el. Energije (NE produciraju 22 %), ali totalna energija od obnovljivih je veća negoli energija od svih njezinih 17 NE.

Sve veći antinuklearni protesti donose političku nestabilnost. U Njemačkoj su postali već odlučujućim faktorom na izborima. Čak u Francuskoj protestira preko 50 % stanovnika protiv gradnje novog reaktora Flamanville3. Općenito mnoge nedržavne organizacije poslije Fukushima organiziraju anti NE proteste. U Japanu su građani počeli, do sada skoro nepoznatim za Japan ,antinuklearnim protestima, jer su shvatili da ih je nuklearni lobi zaveo lažnim parolama: Japan nema alternative za NE.

Za Hrvatsku već vremenski i financijski je nemoguće graditi novi reaktor i istodobno pratiti razvoj obnovljive tehnologije. EU planira gradnju moderne električne mreže (smart grid, s njom se ne kontrolira samo proizvodnju individualnih NE, nego i u drugom smjeru individualno potrošnju svakog potrošača) da bi se iz sahare projektom "Desertek" mogla efikasno raspodijeliti solarna električna energija po Europi. Hrvatska ne bi mogla to financijski pratiti ako bi se upustila u avanturu gradnje NE. Već danas Hrvatska treba mijenjati strukturu i raspodjelu mreža ne samo radi zastarjelosti naše mreže, nego s vremenom većeg decentralnog dobivanja električne energije.

Sama mitološka (kako je pokazala Fukushima) diskusija, kako su NE sigurne, ekološkije i jeftinije škodi gradnji obnovljive ekonomije, jer Zeitgeist (duh vremena) mora biti obnovljive energije, da bi političari financijski bili spremni subvencionirati regenerativnu energiju kao što su dosada nuklearnu, dok je vladao nuklearni Zeitgeist!

Zaključak: ako uz ovu apokalipsu u Japanu dodamo još problem sve veće količine radioaktivnog otpada za kojeg treba sigurno spremište za stotine tisuće godina onda je iluzija da mi danas vladamo radioaktivnom tehnologijom koja ima kozmološke dimenzije.

Nuklearna energija nije opcija budućnosti i odvodi od obnovljivih energija. Promjenom na obnovljivu energetiku dobivamo istodobno četiri dobitka: sigurnost, neovisnost o uvozu energije, potpuno novu industriju s mnogo novih radnih mjesta i zaštitu prirode.

Dr.sc. Ivo Derado
emeritus Max Planck Instituta za fiziku, München