dr Wincenty Kalemba dr Wincenty Kalemba
373
BLOG

Radioaktywne światła dalekiej północy

dr Wincenty Kalemba dr Wincenty Kalemba Nauka Obserwuj temat Obserwuj notkę 4
Niekiedy błędnie zwane jądrowymi, radzieckie latarnie morskie zasilane materiałem promieniotwórczym przez dziesiątki lat ułatwiały żeglugę za kręgiem polarnym. Lekkomyślność spowodowała, że stały się źródłem wypadków śmiertelnych i skażeń radioaktywnych.

Żegluga za kołem podbiegunowym nigdy nie należała do najłatwiejszych. Ekstremalnie trudne warunki pogodowe, noc polarna trwająca ponad 100 dni oraz brak ułatwień nawigacyjnych, takich jak GPS czy rosyjski odpowiednik GLONASS sprawiały, że każdy rejs był niebezpieczną wyprawą.

Aby zaradzić temu problemowi, w ZSRR podjęto decyzję o budowie sieci latarni morskich, ułatwiających nawigację, zwłaszcza po zmroku. To z pozoru proste zadanie okazało się jednak niemal niemożliwym. Latarnie musiały bowiem stanąć w miejscach bardzo trudno dostępnych i znacznie oddalonych od cywilizacji. Zawód latarnika w takich warunkach stawał się wyrokiem, a nie pracą. Rozwiązanie tego problemu znaleziono dopiero po II Wojnie Światowej. Postanowiono stworzyć sieć autonomicznych latarni, mogących pracować kilkadziesiąt lat bez specjalnej ingerencji ze strony człowieka.

Przed radzieckimi naukowcami postawiono następujące zadanie: opracowanie praktycznie bezawaryjnego, taniego źródła energii, pozwalającego na autonomiczną pracę latarni przez jak najdłuższy czas. Zdecydowano się na zainstalowanie w latarniach radioizotopowych generatorów termoelektrycznych (ang.: RTG; ros.: РИТЭГ). Warto zwrócić przy tym uwagę, że w nazwie nie pada słowo „reaktor”, lecz generator. Dzieje się tak nie bez przyczyny. W RTG nie zachodzi bowiem reakcja jądrowa. Zamiast tego wykorzystywane jest zjawisko rozpadu promieniotwórczego niestabilnych izotopów pierwiastków. Umieszczony w specjalnym pojemniku materiał radioaktywny ulega stopniowemu rozpadowi, uwalniając energię zmieniającą się w energię termiczną. Ta jest natomiast przetwarzana w energię elektryczną za pomocą termopary.

Taka konstrukcja sprawia, że RTG jest generatorem stabilnym, któremu nie grozi stopienie reaktora (nie posiada go) lub eksplozja. Jedyne zagrożenie związane jest z emitowanym promieniowaniem, które jednak jest pochłaniane przez powłokę zbiornika, w którym znajduje się materiał. Dla zwiększenia bezpieczeństwa wybiera się izotopy pierwiastków, które nie emitują najbardziej szkodliwego promieniowania gamma lub rentgenowskiego.

Niestety tu pojawia się pierwszy problem. Takie izotopy nie spełniają bowiem kluczowego warunku, stawianego przez radzieckich decydentów – niskiej ceny. W większości tego typu instalacji wykorzystuje się pluton-238, którego czas połowicznego rozpadu wynosi 87,7 lat - przez taki okres może zasilać generator. Jego zaletą jest to, że emituje jedynie promieniowanie alfa, dzięki czemu nie wymaga specjalnych osłon. Ten rodzaj promieniowania jest bowiem pochłaniany nawet przez kartkę papieru lub naskórek. Pozyskanie plutonu-238 ze zużytego paliwa jądrowego jest jednak nieopłacalne, a izotop należy specjalnie wyprodukować. Inaczej jest ze strontem-90, którego rozpad połowiczny trwa 29 lat, co jest również satysfakcjonującym wskaźnikiem. Jego duże ilości znajdują się w zużytym paliwie jądrowym, w związku z czym w ZSRR był on niemal bezpłatny. Stront-90 ma jednak pewną zasadniczą wadę – emituje niebezpieczne dla człowieka promieniowanie beta. W dodatku jest traktowany przez organizm ludzki jak wapń i z łatwością może trafić do układu kostnego, gdzie zalega, przez lata emitując szkodliwe promieniowanie.

Z uwagi na to, dla bezpiecznego wykorzystania strontu-90 w radzieckich RTG opracowano szczegółowe normy bezpieczeństwa. Hermetyczna obudowa z dodatkiem zubożonego uranu, stosowanego m.in. w pancerzach czołgowych, miała skutecznie blokować promieniowanie i być w stanie wytrzymać upadek z 9 metrów na twardą powierzchnię oraz półgodzinną ekspozycję na temperaturę 800 stopni Celsjusza.

Po rozpadzie ZSRR latarnie morskie zasilane RTG zostały całkowicie porzucone i nie tylko nikt nie zajmował się ich eksploatacją, ale w dodatku nikt nie poczuwał się do odpowiedzialności by je ochraniać. Stały się więc obiektem grabieży i skażenia środowiska. Latarnie szybko zamieniały się w ruinę. W 2005 roku rząd Norwegii podpisał z Rosją umowę, na mocy której zobowiązał się do przebudowy latarni i utylizacji RTG. Zamiast nich instalowano panele fotowoltaiczne. Projekt zakończył się w 2016 roku, dzięki czemu obecnie już nie ma niebezpieczeństwa skażenia środowiska.

za: energetyka24.com

Jestem energiczny, ekstrawertyczny, ufny swoim możliwościom, zawsze dążący do osiągnięcia konkretnego celu.

Nowości od blogera

Komentarze

Inne tematy w dziale Technologie