Nem veszélyes a környezetre a fukusimai hűtővíz tengerbe eresztése

Nincsen jövőnk tudomány nélkül, nincsen Qubit nélkületek. Támogasd a munkánkat!

A fukusimai atomerőműben 2011-ben egy földrengés miatt megsérült reaktorok zónáinak hűtését több mint egymillió tonna vízzel biztosították, amibe a hűtés során radioaktív izotópok kerültek. A vizet a hűtés után több lépésben kezelik, szűrik, tisztítják, majd tartályokban tárolják. A kezelés során a trícium kivételével minden más radioizotóp koncentrációja elhanyagolható értékre csökkent. Ennek a víznek a tengerbe bocsátását jelentette be a múlt héten a japán kormány. És bár a helyi halászok mellett Kína és Dél-Korea is vehemensen tiltakozott az ellen, hogy a tríciumot tartalmazó hűtővizet a tengerbe eresszék, környezetvédelmi okok nem szólnak a döntés ellen, ami gazdasági szempontból már évekkel ezelőtt indokolt lett volna.

A trícium a hidrogén harmadik, radioaktív izotópja (az atommag nemcsak 1 protonból, hanem 1 protonból és 2 neutronból áll, a felezési ideje 12 év), amit rendkívül nehéz eltávolítani a vízből. Tekintve, hogy az egészségre és a környezetre nem jelent jelentős kockázatot, a normál atomerőművi üzemelés során a reaktorban keletkezett trícium egy része kibocsátásra kerül. Trícium három módon keletkezik az atomreaktorokban:

  1. a fűtőelemben kis valószínűséggel bekövetkező hármas hasadásban (amikor a hasadómag három atommaggá esik szét);
  2. a reaktor szabályozására használt bór-karbid szabályzórudakban neutronbesugárzás hatására;
  3. a hűtővízben neutronbesugárzás hatására (főként a vízhez adott bórsavból).

Normál üzem esetén az első és második módon keletkező trícium nem jut ki a környezetbe, viszont a hűtővízben keletkező trícium kibocsátásra kerül. A fukusimai baleset során azonban megsérültek a fűtőelemek, így a hasadás során felhalmozódott trícium a balesetet követő hűtést biztosító vízbe oldódott. A baleset után a reaktorok szubkritikus állapotba kerültek, így további maghasadás a sérült reaktorokban nem történt, tehát több trícium nem keletkezett. A baleset bekövetkeztéig a három sérült zóna fűtőanyagában felhalmozódott trícium mennyiségét 9.5 grammra becsülik (ami HTO nehézvíz formában 63.3 gramm, melynek majdnem fele elbomlott az elmúlt 10 évben). Ennyi trícium teljes aktivitása 3400 TBq. Ahhoz, hogy eldönthessük, hogy ekkora tríciumaktivitás kibocsátása problémát okozhat-e, érdemes összevetni a trícium természetben megtalálható mennyiségével és más kibocsátásokkal.

A természetes forrásokból (az atmoszféra felső rétegeiben végbemenő magreakciókból) származó trícium egyensúlyi mennyisége 3,5 kg (1,2ᐧ106 TBq) a Földön. Ehhez az atombomba detonációkból további 630 kg (2,3ᐧ108 TBq) trícium került a környezetbe 1945 és 1963 között, melyből a trícium bomlását követően mára nagyjából 20-30 kg maradt, 90 százalékban az óceánokban.

Egy könnyűvizes atomreaktorból teljesítménytől függően éves szinten 0,03-0,09 gramm trícium kerül kibocsátásra, ami 11-32 TBq aktivitásnak felel meg. Ez az érték jól összhangban van a Paksi Atomerőmű honlapján elérhető legfrissebb sugárvédelmi jelentésben közölt adatokkal, miszerint 2019-ben a folyékony kibocsátás 29,6 TBq tríciumot tartalmazott (ami a hatóságilag engedélyezett kibocsátás töredéke).

Azokban az országokban, ahol a kiégett fűtőelemeket reprocesszálják (a benne található hasadóanyag újbóli felhasználásának céljából), az üzemanyagban keletkezett trícium kiszabadul, és azt rutinszerűen engedik a tengerbe: így például az angol Sellafield telephelyről éves szinten 8 gramm tríciumot. Mindenesetre fontos kiemelni, hogy ezek a kibocsátások lokalizáltak, így érdemes a teljes kibocsátás mellett a kibocsátott trícium aktivitás-koncentrációját is megvizsgálni.

Mi az oka annak, hogy látszólag ilyen könnyelműen bocsátunk tríciumot a környezetbe egy olyan iparban, ahol a kibocsátások határérték alatt tartása mindenkori standard? Az, hogy ezek a kibocsátások valójában az egészségre és környezetre gyakorolt kockázatokat tekintve a megállapított határértékek alatt vannak. A trícium bomlása nagyon kis energiájú béta-sugárzással jár, így a külső sugárterhelése elhanyagolható, és a kutatások azt mutatják, hogy élő szervezetbe kerülve a biológiai felezési ideje (amely meghatározza, hogy milyen gyorsan ürül ki a szervezetből) csekély, néhány nap, így a szervezetből sokkal hamarabb ürül ki, mint hogy jelentős belső sugárterhelést eredményezhetne; a trícium ugyanakkor nem akkumulálódik a szervezetben. Az izotóp egészségre és a környezetre gyakorolt nehezen kvantifikálható, csekély hatását mutatja az is, hogy a különböző országok által alkalmazott határértékek az ivóvízben található trícium aktivitás-koncentrációjára széles skálán mozognak (20-76000 Bq/liter, Magyarországon a rendeletileg rögzített megadott parametrikus érték 100 Bq/liter, amely felett az ivóvizet vizsgálni kell, hogy jelent-e beavatkozást igénylő kockázatot). Habár jelenleg a fukusimai telephelyen elhelyezett tartályokban tárolt víz aktivitás-koncentrációja meghaladja ezen értékeket,˙a fukusimai erőművet üzemeltető Tepco 1500 Bq/liter koncentrációra hígítva tervezi fokozatosan, a környezet folyamatos monitorozása mellett a tengerbe engedni a vizet. Ez az aktivitás-koncentráció pedig már a helyi kibocsátási határérték alatt van, és jelentős mennyiségű tengervízzel tovább hígulva már az ivóvízre vonatkozó kevésbé megengedő határértékek alatt lesz.

Összességében elmondható, hogy a Tepco döntése a nyilvánosan elérhető információk alapján nem jelent sem ökológiai, sem egészségügyi kockázatot, a japán tengerek halai pedig továbbra is biztonságosan fogyaszthatók. A kibocsátandó trícium teljes aktivitása elhanyagolható a természetben található trícium mennyiségéhez mérten, így a globális hatás elenyésző. A kibocsátás aktivitás-koncentrációját pedig a megengedett határértéken belül tervezik tartani, így a regionális hatás sem számottevő. A kibocsátás módját körültekintően, a Nemzetközi Atomenergia Ügynökség bevonásával választották ki több lehetőség közül, és annak sugárvédelmi kockázatát alaposan megvizsgálták.

Köszönetnyilvánítás

Köszönet minden ismerősömnek és kollégámnak, aki szakmai és stilisztikai szempontból ellenőrizte a cikkben foglaltakat.

A szerző a svédországi Uppsalai Egyetem alkalmazott magfizika tanszékének kutatója, a nukleáris biztosítékok (nuclear safeguards) tárgykörével, valamint neutrongenerátorok sugárvédelmével foglalkozik.

Járvány, klímaváltozás, forradalmak – mindez csak három dermesztő arca annak a felbolydult világnak, ami ránk vár. Lesz még neki jó pár. Ha teheted, segítsd a munkánkat, mi megháláljuk a bizalmadat, és ebben a nagy zavarodottságban hitelesen, alaposan és közérthetően magyarázzuk el, hogy a legégetőbb kérdésekre milyen válaszokat adnak a sárgolyó legnagyobb elméi. Maradj velünk. Támogatom a Qubit szerkesztőségét!

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: