Základní škola a mateřská škola Bzenec
Číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/21.2769
Číslo a název šablony klíčové aktivity:
I/2: čtenářská a informační gramotnost - inovace
Vypracoval/a: Mgr. Jana Presová
Ověřil/a: Mgr. Jana Presová
Název výukového materiálu:
Jaderné havárie - 9. ročník
Vzdělávací obor: fyzikaTematický okruh: jaderná energieTéma:
I. Jaderné havárie
Stručná anotace:Prezentace shrnující nejdůležitější informace o jaderných haváriích, stupnici závažnosti
dané havárie, Černobylu, ….
• Většina havárií souvisí s únikem nebezpečných látek.
• Z důvodů různých utajení je těžké určit rozsah nebo někdy, zda se opravdu staly, či naopak vědět o všech.
• Při jaderné havárii může i nemusí dojít k zamoření životního prostředí radioaktivním materiálem. Bazén pro skladování
použitého paliva u reaktoru. Radioaktivní záření vyvolává viditelné modré Čerenkovovo
záření.
5.7. Jaderné havárie
Jaderná havárie v jaderné elektrárně je havárie, při které
dojde k : • porušení těsnosti obalu jaderného paliva v aktivní
zóně jaderného reaktoru
• úniku radioaktivních látek do chladiva či moderátoru
• úniku radioaktivní směsi netěsnostmi z primárního okruhu do prostoru reaktorového bloku
• úniku radioaktivní směsi netěsnostmi z reaktorového bloku do okolí elektrárny resp. do životního prostředí
Limity pro radioaktivní záření• Limit dávky je stanoven na 1milisievert pro veřejnost
a 20 mSv pro pracovníky v jaderných zařízeních.
• Vážnost dopadů na zdraví závisí na obdržené dávce, době vystavení záření a věku člověka.
limit pro pracovníka se zářením 50 mSv/rokpřírodní radiační pozadí občana ČR 2,5 - 3 mSv/rok
přírodní radiační pozadí občana Kerali v Indii 17 mSv/rokpřírodní radiační pozadí občana Guapari v Brazílii 175 mSv/rokpřírodní radiační pozadí občana Ramsaru v Iránu 400 mSv/rok
RTG střev 4 mSv RTG žaludku 2,4 mSv
RTG kyčlí 1,7 mSvpracovník JE Dukovany obdrží 0,4 mSv/rok
obyvatelstvo v okolí JE Dukovany obdrží 0,005 mSv/rok3 lety nadzvukovým letadlem Praha - USA 0,38 mSv/rok
Následky ozáření
Expozice (příklad) Stupeň vážnosti Příznaky
milisieverty (0,001 sv) Přírodní záření ---------
stovky milisievertů (0,1 sv)Žádný okamžitý
účinekMožná přechodná nevolnost, lehká
horečka
Mezi 1 000 a 2 000 millisieverty (1 až 2 sv)
Významné zdravotní příznaky
Zvracení, únava, horečka, riziko infekce
Mezi 2 000 a 4 000 millisieverty (2 až 4 sv)
Vážné zdravotní příznaky
Dávení, horečka, trávicí problémy, krvácení, padání vlasů
Mezi 4 000 a 10 000 millisieverty (4 až 10 sv)
Velká pravděpodobnost
úmrtí
stejné, navíc závrať a dezorientace
nad 10 000 millisievertů (více než 10 sv)
Úmrtí ---------
Mezinárodní stupnice jaderných událostí
Stupně 7 až 4 se označují jako havárie, 3 až 1 jako nehody, 0 nemá bezpečnostní význam.
7 — Velká havárie6 — Závažná havárie5 — Havárie s účinkem na okolí4 — Havárie v jaderném zařízení3 — Vážná porucha2 — Porucha1 — Odchylka0 — Odchylka bez vlivu na bezpečnost
Přehled nahlášených nehod
• 2 na úrovni 7, došlo k ní v Rusku a Japonsku• 1 na úrovni 6, došlo k ní v Rusku• 3 na úrovni 5, došlo k nim v USA, Velké Británii a Kanadě• 5 na úrovni 4, došlo k nim v Japonsku, Indii, Belgii, Egyptě a
na Slovensku• 31 na úrovni 3, mimo jiné ve Švédsku, USA, Rusku, Číně,
Španělsku, Francii a Velké Británii• 254 na úrovni 2
Ne všechny nehody ale byly nahlášeny, určitě existují takové, o kterých nic nevíme!!!
7. Velmi těžká havárie• Únik velkého množství radioaktivních materiálů z jaderného
zařízení do okolí
• Možnost akutních zdravotních účinků; zpožděné zdravotní účinky v rozsáhlé oblasti s možností zasažení více než jedné země
• Dlouhodobé důsledky pro životní prostředí
Příklad:
Jaderná elektrárna Černobyl, Ukrajina 26.4.1986
Fukušima, Japonsko, 11.3.2011
Kursk?, 12. srpna 2000
6. Těžká havárie
• Únik radioaktivních materiálů do okolí
Příklad:Kyštym, přepracovatelský závod, SSSR (nyní v Ruské Federaci),
29.9.1957
• V závodě došlo 29. září 1957 k havárii s rozsáhlým únikem radioaktivních materiálů do okolí, zejména do řeky Teča (Теча). Havárie vznikla v důsledku tepelné destrukce zásobníku vysokoradioaktivního materiálu.
• Havárie je považována za druhou nejrozsáhlejší radiační havárii ve světovém měřítku. Během rozvoje havárie a její likvidace byly ozářeno několik tisíc lidí.
5. Havárie s rizikem vlivu na okolí
• Únik radioaktivních materiálů do okolí • Částečné uplatnění opatření pro snížení pravděpodobnosti zdravotních
následků na obyvatelstvo (např. evakuace, ukrytí) • Těžké poškození jaderného zařízení
Příklady:Windscale Pile, Spojené království, 7. 10. 1957 Three Mile Island, jaderná elektrárna, Pensylvánie USA, 28. 3. 1979
4. Havárie bez vážnějšího vlivu na okolí
• Únik radioaktivních materiálů do okolí • Potřeba havarijních opatření na ochranu obyvatelstva je
nepravděpodobná, s výjimkou místní kontroly potravin
• Významné poškození zařízení
Příklady:Sellafield, přepracovatelský závod, Spojené království, 1973 Jaslovské Bohunice, Československo (dnes Slovensko), 1977 Saint Laurent, jaderná elektrárna, Francie, 1980 Buenos Aires, kritický soubor, Argentina, 1983 Tokaimura (zpracovávání jaderného paliva), Ibarski, Japonsko, 30. 9. 1999
Příčina: uranová řetězová reakce – dělníci do čisticí nádrže, kam se může dát maximálně 2,4 kg uranu, vlili 16 kg - skoro sedminásobek maximální dávky. Tím okamžitě odstartovali řetězovou reakci, kterou nelze nijak ovládat. Došlo k obrovskému výbuchu, který prorazil strop haly. Reakce trvá 20 hodin, ale japonské úřady se snaží všechno zatajit. Marně, radioaktivita se šíří rychlostí blesku - z okolí továrny se během dvou minut přesune k dva kilometry vzdálenému atomového výzkumnému institutu ve městě Naka. Na havárii začne okamžitě pracovat 18 záchranářů. V zamořené oblasti se střídají ve směnách po třech minutách. Na místo volají hasiče, ale nikdo jim neřekne, že jedou k jaderné havárii, a tak nechají protiradiační oděvy na stanici. Zajímavost: v továrna hořelo a došlo k výbuchu i roce 1997
3. Vážná nehoda
• Únik radioaktivních materiálů do okolí nad povolené limity
• Nejsou nutná opatření na ochranu obyvatelstva
• Událost s důsledkem těžkého rozšíření kontaminace uvnitř zařízení
Příklad: Vandellos - jaderná elektrárna, Španělsko, 1989
2. Nehoda• Technická porucha nebo
odchylka s významným selháním bezpečnostních opatření
• Ozáření pracovníka překračující povolený roční limit nebo událost, která vede k přítomnosti významných množství radioaktivity uvnitř zařízení
Příklad: Mihama, Japonsko, 1991
Enrico Fermi
1. Anomálie
• Technická porucha nebo odchylka od schváleného režimu
• K tomu může dojít v důsledku poruchy zařízení, lidské chyby nebo nedostatků postupů a mohou nastat v jakékoliv oblasti
0. Odchylka
• Odchylky, kde nejsou porušeny limity a podmínky provozu, a které jsou bezpečně zvládnuty v souladu s příslušnými postupy
chladící věž
Sellafield (původně zvaný Windscale) st.5
• Je to vesnice na severozápadu Anglie, kde sídlí hlavní jaderné středisko v Anglii.
• Komplex Windscale/Sellafield je označován jako nejradioaktivnější místo v západní Evropě.
• Došlo zde k několika jaderným haváriím:– v roce 1957 zde vypukl požár, který způsobil
vážnou jadernou nehodu– v dubnu 2005 z potrubí uniklo 83 000 litrů
radioak. odpadu, které však bylo zachyceno uvnitř zařízení.
1957 - požár v reaktoru (přišlo se na to až 4 den)pět dní od vzniku požáru o nehodě informuje britský atomový úřad tisk. "Ven uniklo jen malé množství radioaktivity. V žádném okamžiku nepředstavovalo riziko pro zdraví, protože bylo prakticky okamžitě vyneseno větrem nad moře," prohlašuje tiskový mluvčí. Nic z toho ale není pravda. Dělníci v terénu jsou vystaveni dávce ozáření, která překračovala maximální přípustnou dávku 150krát. U obyvatel okolních měst a vesnic je to desetinásobek tolerované výšky zamoření. Vláda nechce v žádném případě zakročit a zasaženou oblast nechat evakuovat. Jednat začala až později. Oba reaktory jsou dnes zality betonem.
Chalk River, Kanada
12. prosince 1952 st.4
• Vedoucí experimentálního reaktoru si během zkoušek náhle všimnul, že část regulačních tyčí je zcela vytažena.
• Ihned vydal pokyn k jejich zasunutí, ale některé zůstaly zaseknuté v horní poloze.
• Další operátor se dopustil chyby a vypustil vzduch z tlakových nádrží, které měly regulační tyče pohánět.
• Reaktor, jehož výkon stále rostl, byl nakonec zastaven zaplavením paliva vodou.
• Voda však začala vřít a některé palivové tyče popraskaly.
• Do prostor budovy se vylilo přes 4 miliony litrů kontaminované vody. Neznámá část z těchto látek unikla do životního prostředí.
• Reaktor se napolo roztavil a musel být zlikvidován.
Chalk River, Kanada
23. května 1958
• Operátor opakovaně spouštěl reaktor, i když mu v tom ochranné systémy bránily. Při pátém pokusu nastal únik radioaktivity.
• Při výměně poškozeného palivového článku se zasekl jeřáb v mezipoloze a článek se vzápětí roztavil.
• Uniklé radioaktivní látky zamořily celou budovu a unikly i ven do okolního prostředí. Pracovníci byli ozářeni dávkou 190 mSv.
Havárie elektrárny Jaslovské Bohunice st.4
• 22. února 1977• při navážení čerstvého paliva za provozu reaktoru došlo k
poškození paliva• k druhé havárii došlo při výměně palivového článku, havárie
byla uzavřena a v současné době se provádí její likvidace• V současnosti představují největší riziko nádrže s
radioaktivními kaly a pevné radioaktivní odpady
Three Mile Island st.5
je to ostrov o 3,3 km² na řece Susquehanna u
Harrisburgu v Pensylvánii v USA
je spojováno s havárií z 28. března 1979, kdy se
reaktor jaderné elektrárny TMI-2 částečně roztavil
vodní napájecí čerpadla chladícího systému se
porouchala, tato porucha způsobila, že generátor páry přestal chladit primární okruh
Zajímavost: majitelé továrny musejí zaplatit pokutu 155.000 dolarů, majitelé továrny se snažili všechno pečlivě utajit, až dva dny po havárii došlo k první evakuaci, ale pořád se tvrdilo, že nikdo není ohrožen
Černobylská havárie
• stala se 26. dubna 1986 na Ukrajině (tehdy část Sovětského svazu)• jde o nejhorší jadernou havárii v historii jaderné energetiky• během riskantního pokusu tehdy došlo k přehřátí a následné explozi
reaktoru a do vzduchu se uvolnil radioaktivní mrak, který postupoval západní částí Sovětského svazu, Východní Evropou a Skandinávií
• byly kontaminovány rozsáhlé oblasti Ukrajiny, Běloruska a Ruska, což si vyžádalo evakuaci a přesídlení asi 200 000 lidí
• je obtížné přesně zaznamenat počet úmrtí způsobených událostmi v Černobylu — odhady se pohybují od desítek po stovky tisíc.
St. 7
Černobyl
• Černobylská elektrárna je umístěna u města Pripjať, 18 km severozápadně od města Černobyl, 16 km od hranic Ukrajiny a Běloruska a asi 110 km od Kyjeva.
• Skládá se ze čtyř reaktorů, každý o výkonu 950 MW elektrické energie (3,2 GW tepelné energie), které v době havárie dohromady produkovaly asi 10 % ukrajinské elektřiny.
Mapa
Satelitní snímek
Schéma elektrárny
Reaktor
Po výbuchu
Vnitřek elektrárny
Řídící a kontrolní středisko
Pohled z vrtulníku
Pohled na elektrárnu
Radioaktivní hřbitov
RAZSOCHA
je to v černobylské zóně největší skládka helikoptér, buldozerů, vojenských aut a
dalších strojů, které se podílely na úklidových pracích po
havárii a byly natolik radioaktivně kontaminovány, že už nikdy nesmějí opustit zónu
(víc než 2000 vozidel)
Okolí Černobylu
Radiace v
Evropě
Okamžité následky• 203 lidí bylo okamžitě hospitalizováno, z nich 31 zemřelo (28 z nich na akutní nemoc z
ozáření). Mnozí z nich byli hasiči a záchranáři snažící se dostat havárii pod kontrolu, kteří nebyli plně informováni, jak nebezpečné je radiační ozáření (z kouře).
• 135 000 lidí bylo z oblasti evakuováno, včetně 50 000 z blízkého města Pripjať. • Ministerstvo zdravotnictví předpokládá po následujících 70 let 2% zvýšení úrovně
rakoviny u většiny obyvatelstva
• Brzy po havárii přijeli hasiči uhasit ohně. Nikdo jim neřekl, že sutiny a kouř jsou nebezpečně radioaktivní. Příčinu požáru neznali a proto hasili vodou i reaktor samotný, v němž byla teplota asi 2000°C. Při této teplotě se voda rozkládala na vodík a kyslík a opětné slučování těchto látek provázely výbuchy, které dále přispěly k úniku radioaktivity.
• Aby omezila rozsah katastrofy, poslala sovětská vláda na místo pracovníky, aby je vyčistili. Mnoho „likvidátorů“ (členů armády a jiných pracovníků) tam bylo posláno jako do normálního zaměstnání; většině se nikdo nezmínil o jakémkoliv nebezpečí. Neměli k dispozici ochranné obleky. Nejhorší radioaktivní trosky vyvržené z reaktoru byly posbírány a umístěny do budov. Reaktor sám byl pokryt pytli s pískem shazovanými z vrtulníků (kolem 5 000 tun během týdne po havárii), přičemž poškozená střecha nevydržela takové zatížení a část se jí propadla. Tím se uvolnila další radiace a mnoho vojáků bylo těžce ozářeno. Únikům radioaktivního materiálu do ovzduší se podařilo zamezit až po devíti dnech od havárie. Aby byl zapečetěn reaktor a jeho obsah, pracovníci kolem něj rychle vztyčili velký betonový sarkofág.
Úklid?
• Na počátku byl Černobyl utajovanou katastrofou.
• Počáteční důkazy, že se stala velká jaderná havárie, nepřinesly sovětské zdroje, ale pocházejí ze Švédska, kde 27. dubna pracovníci Forsmarkské jaderné elektrárny (přibližně 1100km od Černobylu) nalezli radioaktivní částice na svém oblečení.
• Švédské hledání zdroje radioaktivity, poté co bylo zjištěno, že problém není ve švédských elektrárnách, jako první naznačilo vážný jaderný problém v západní části Sovětského svazu.
• Ještě 1. května se v Kyjevě konaly obvyklé prvomájové manifestace, neboť obyvatelstvo nebylo o katastrofě informováno.
Video
• http://www.youtube.com/watch?v=MDtSaWUV3dg
• http://www.youtube.com/watch?v=kzZxMDiaTeI
• http://www.youtube.com/watch?v=jKnFurg5-Ag
• http://www.youtube.com/watch?v=PDaP0UZVbE0
• http://www.youtube.com/watch?v=6HPddRn-Sn8
• http://www.youtube.com/watch?v=vsxXUN31LrA
• http://www.youtube.com/watch?v=xHM3qbBHQqc
• http://www.youtube.com/watch?v=eDLNFT3f-y4
• http://www.youtube.com/watch?v=wr7lAaeMdek
• http://www.youtube.com/watch?v=c3kcGl-Vtzs
• http://www.youtube.com/watch?v=fJ6xencHjyg
Ponorka Kursk • délka 155 metrů a 4 podlaží - největší útočná ponorka, která kdy byla
zkonstruována• 12. srpna 2000 - z neznámých příčin došlo k havárii (zdá se, že důvodem
potopení Kursku byla exploze ve zbrojní sekci ponorky během cvičení)
• explozi shodně potvrzují i dvě americké ponorky, které se tou dobou zdržovaly v její blízkosti a také norská seizmologická stanice
• po explozi klesl Kursk z původní periskopové hloubky 20 metrů na dno Barentsova moře do hloubky 108 metrů
• na palubě zahynuli - 118 mužů posádky a pozorovatelů
• místo žádosti o rychlou pomoc a organizování záchranných akcí, ruská vlády nejprve mlžily a později i zahraniční pomoc odmítali
• operace na vyzdvižení vraku ponorky Kursk stála Rusko přibližně 8 milionů USD, což v té době byl rozpočet ruského ponorkového loďstva na celý rok
Zdroje informací (obrázky a texty):
• Učebnice fyziky pro základní školy– R. Kolářová, J. Bohuněk, I. Štoll, M. Svoboda, M. Wolf, nakladatelství Prometheus 2001– K. Rauner, V. Havel, M. Randa, nakladatelství Fraus 2007– Z. Lustigová, nakladatelství Fortuna 1999– J. Maršák, nakladatelství Kvarta Praha 1993
• Pracovní sešit k učebnici fyziky – K. Rauner, V. Havel, M. Randa, nakladatelství Fraus 2007
• Přehled učiva fyziky – S. Pople a P.Whitehead, nakladatelství Svojtka&Co. 1999
• Fyzika - přehled učiva základní školy – J. Vachek, nakladatelství SPN 1978
• Fyzika I. a II. – Z. Horák a F. Krupka, nakladatelství SNTL/ALFA, 1976
• Pohled do vesmíru– C. Scottová, nakladatelství Fragment 2006
• Věda – hranice poznání– C. A. Ronan, nakladatelství Knižní klub 1997
• Chemie. Fyzika, astronomie– Překlad J. Braun, P. Anderle, I. Haverlík,
nakladatelství Albatros 1978
Internetové zdroje: http://www.aldebaran.cz http://fyzweb.cz http://www.youtube.com encyklopedie – wikipedie http://www.enviweb.cz/clanek/atom/83969/utajeny-ceskosloven
sky-cernobyl http://nuclearfissionary.com/2010/03/17/nuclear-fission-for-dum
mies-alpha-radiation/ http://www.physics.isu.edu/radinf/properties.htm http://geologie.vsb.cz/loziska/suroviny/vyuziti_radioaktivnich.ht
ml http://www.cez.cz/edee/content/microsites/nuklearni/index.htm http://technet.idnes.cz/jak-funguje-temelin-byli-jsme-primo-v-sr
dci-reaktoru-f9n-/tec_reportaze.asp?c=A070417_135542_tec_technika_rja
www.jreichl.com/fyzika/vyuka/vyuka.htm http://www.ian.cz/index.php http://www.trivis.info/view.php?cisloclanku=2007080901
Internetové zdroje: http://atominfo.cz/ http://radioaktivita.cz.sweb.cz/mileisland.htm http://cernobyl.euweb.cz/ http://master.ct24.cz/kalendarium/10085-jaderna-havarie-v-
pensylvanii-americky-cernobyl/ http://www.pozary.cz/serial/nehody-katastrofy-jaderne-
elektrarny/ http://chernobyl-disaster.com/chernobyl-vehicle-graveyard.php http://electrodes.wordpress.com/2009/07/12/remember-
chernobyl-nuclear-disaster-contamination-worse-than-previously-thought/
http://media.cns-snc.ca/history/early_years/earlyyears.html http://www.peakoil.org.au/news/
does_nuclear_energy_produce_no_co2.htm http://www.stream.cz/videodne/117
