Sisteme Energetice Neconventionale - Energia Nucleara

Energia Nuclear

Cuprins1.Energia atomic 3

1.1Motorul atomic 4

2.Istoria Energiei Nucleare de la origini si pn n prezent 5

3.Energia Nuclear 17

4Reacia de fisiune nuclear n lan 20

4.1Probabilitatea unei reacii n lan 23

4.2Predetonarea 23

4.3Generaliti 24

5.Reactorul nuclear 24

5.1Aplicaii 25

5.2Scurt istoric 25

5.3Perspective n viitor 27

6Tipuri de reactoare 28

6.1Rencrcarea reactoarelor nucleare 31

6.2Managementul deeurilor radioactive 32

7.Reactoare nucleare naturale 33

8.Schema unui reactor nuclear 34

9.Reactorul cu fuziune nuclear 35

10.Accidentul de la Cernobl 36

11.Bibliografie 38

1. Energia atomic

n timpul fisiunii nucleului atomic se degaj energie. De aceast energie nuclear sunt legate mari sperane i mari temeri ale omenirii, soarta popoarelor globului pmntesc depinde n mare msur de direcia n care va fi orientat puternic sa for: spre opere creatoare i viaa sau spre scopuri distrugtoare i moarte.

Una din principalele caracteristici ale unui combustibil este cantitatea de energie pe care acesta o elibereaz n timpul arderii. n aceast privin combustibilul atomic nu are egal.

Un kilogram de uraniu elibereaz 29 900 000 kWh energie iar un kilogram de hidrogen, chiar 177 500 000 kWh. Energia coninut ntr-un kg de benzin ajunge pentru a aciona un autoturism timp de 10 minute, iar energia reaciilor nucleare ntr-un kilogram de hidrogen este suficient pentru a ridica un munte n greutate de 1 miliard tone la nlimea de 65 metri. O central electric termic cu o capacitate de 600 000 kW consuma n 24 de ore cinci trenuri de crbune. O central electric de aceeai putere care funcioneaz cu combustibil atomic, consum ntr-un an aproximativ o ton de uraniu. Aceste valori sunt pur i simplu incomparabile ntre ele.

De ce atunci, nu s-au construit pn acum, peste tot, numai centrale electrice atomice? De ce ne mai batem capul cu extracia crbunelui i a ieiului (petroliului), de ce construim hidrocentrale electrice greoaie i scumpe? Poate fiindc combustibilul atomic, n special uraniul i thoriul, ar fi elemente foarte rare?

Nu, uraniul nu este un element rar, n proporie de 0,0005% scoara pmntului se compune din uraniu. n cantitate o dat i jumtate mai mare dect uraniul se gsete n scoara pmnteasca un alt metal capabil s serveasc drept combustibil nuclear- thoriul (n proporie de 0,0008%).

Metalurgia uraniului i thoriului este extrem de complicat. Minereul de uraniu trebuie frmiat, nnobilat, dizolvat consecutiv n diferii reactivi chimici, cu mare grij datorit nocivitii sale, i, numai dup aceea se efectueaz procesul metalurgic propriu-zis, separarea uraniului metalic sau obinerea combinaiei sale gazoase- hexaflorura de uraniu. Uraniul metalic are doi izotopi principali- uraniu 238 i uraniu 235, dintre care drept combustibil nuclear se folosete uraniu 235. Cei doi izotopi ai uraniului, ca n general toi izotopii, sunt din punct de vedere chimic nite gemeni inseparabili. Atomul unui izotop de uraniu i atomul celuilalt izotop se deosebesc numai prin masa lor, i aceast diferen abia-abia depete 1%. Totui, singurul lucru de care ne putem folosi la separarea izotopilor de uraniu e tocmai aceast diferen. Separarea izotopilor de uraniu se efectueaz folosind, nu uraniu metalic, ci compusul su cu fluorul- hexaflorura de uraniu. Procesul de separare trebuie repetat de cteva mii de ori pentru a se obine hexaflorura de uraniu n care s nu existe, aproape deloc, molecule de uraniu 238, proces ce necesit un consum uria de energie electric, cldura, ap.

Iat de ce energia electric obinut n prezent n centralele atomoelectrice este mai scump nu numai dect energia produs de hidrocentralele electrice, ci i dect energia electric a centralelor termoelectrice.1.1 Motorul atomicProblema crerii unor maini de transport acionate de motoare atomice este extrem de ademenitoare. Folosirea energiei atomice deschide posibilitatea nfptuirii de zboruri cosmice pn la cele mai ndeprtate granie ale sistemului solar. De aceea, n toate rile lumii, savanii i inginerii lucreaz att de intens la rezolvarea problemelor de creare a unor locomotive, automobile i avioane atomice. Primele succese n acest domeniu sunt de necontestat: plutesc de pe acum primele submarine cu motor atomic, exist proiecte tehnice pentru locomotive atomice, etc.2. Istoria Energiei Nucleare de la origini si pn n prezentATOMUL N ANTICHITATE

Noiunea de atom apare pentru prima dat ctre anul 450 .H. Filozoful grec Leucip dezvolt teoria conform creia materia nu este orict divizibil i introduce noiunea de atomos ceea ce nu poate fi divizat. Civa ani mai trziu, Democrit, un discipol al lui Leucip, definete materia ca un ansamblu de particule invizibile, indivizibile i eterne: atomii.

Aceast nou concepie nu a fost rezultatul unor observaii sau experiene, ci mai degrab, al unor intuiii. Aceast teorie va fi dezvoltat de ctre Epicur (341-270 .H.), apoi de ctre poetul latin Lucreiu n sec. I .H. Vor trece 2000 de ani pn cnd teoria atomic va fi reluat i formulat tiinific.

n secolul al IV-lea .H., filozoful grec

Democrit (460-370) a imaginat

materia ca fiind un ansamblu de

particule indivizibile: atomii.

SECOLUL AL XIX-lea: IPOTEZA ATOMIC SE CONFIRM

Michal Faraday (1791-1867),

inventatorul principiului de funcionare al motoarelor electromagnetice, a enunat n 1834 legile electrolizei.

Aceasta a marcat recunoaterea teoriei atomismului

Teoria atomic modern se datoreaz activitii fizicianului i chimistului englez Dalton. n 1803, Dalton prezint un memoriu asupra absorbiei gazelor de ctre lichide i apeleaz la ipoteza conform creia materia se compune din particule indivizibile atomii. n anul 1811, chimistul italian Avogadro face o departajare ntre molecule i atomi. El enun legea conform creia volume egale de gaz supuse unei presiuni identice conin acelai numr de molecule. n 1833, chimistul englez Faraday introduce noiunea de ion i studiaz electroliza. Astfel, el admite implicit n lucrrile sale ipoteza atomic, care ncepe astfel s se impun n chimie. n 1869, savantul rus Mendeleev pune la punct un sistem de clasificare a tuturor elementelor chimice cunoscute n ordine cresctoare dup masa atomic.

1895:

DESCOPERIREA RAZELOR X

Wilhelm Rntgen (1845-1923)primete n 1901 premiul Nobel pentru Fizic, pentru cercetrile sale privind razele X. Descoperirea sa va fi de o importan capital pentru dezvoltarea ulterioar a fizicii.

n 1895, fizicianul german Rntgen descoper o radiaie

invizibil de aceeai natur cu lumina, dar mult mai penetrant, ea putnd traversa materia i impresiona apoi o plac fotografic. El va numi X aceast radiaie necunoscut.

Medicii i ndreapt atenia ctre noua descoperire i ncep s o utilizeze n cercetrile medicale; aceasta marcheaz nceputul radiologiei.

Henri Becquerel (1852-1908),

fizician francez, fiu i nepot de

fizicieni. Descoperirea sa,

radioactivitatea natural a srurilor de uraniu (1896) este la originea

lucrrilor lui Pierre i Marie Curie, cu

care va mpri n 1903, premiul Nobel pentru Fizic.

1896-1930: PIONIERII EREI NUCLEARE

1896 Savantul francez Henri Becquerel descoper radioactivitatea natural. Informat de Henry Poincar despre descoperirea razelor X de ctre Rntgen, acesta cerceteaz dac elementele fluorescente emit o astfel de radiaie. Pentru aceasta, Becquerel utilizeaz n experienele sale sruri de uraniu pe care le expune la soare, pentru a le face fluorescente. ntr-una din zilele lui martie 1896, ntrerupt din lucrul su de o vreme urt, el aeaz placa fotografic sub srurile de uraniu pe care nu avusese timp s le expun la soare. Ca urmare, constat c placa a fost impresionat, concluzionnd c uraniul emite radiaii pe care le numete raze uranice. Din acest moment, fizicienii vor fi atrai de studiul acestui nou tip de radiaii.Pierre (1859-1906) i Marie (1867-1934)

Curie n laboratorul lor de la coala de

Fizic i Chimie din Paris. Dup 2 ani de

munc asidu, ei extrag din mai multe tone

de uraniu dou noi elemente puternic

radioactive: radiul i poloniul, denumit

astfel n amintirea rii natale a Mariei

Sklodowska - Polonia.

1897 Englezul Thomson confirm prezena particulelor negative n razele catodice (radiaii emise de catodul unui tub cu gaze rarefiate, unde are loc o descrcare electric). Aceste particule fuseser puse n eviden de ctre francezul Jean Perrin. Thomson le denumete electroni i le va msura sarcina.

1898-1900 Pierre i Marie Curie studiaz fenomenul descoperit de Becquerel utiliznd diferite minereuri de uraniu. Ei constat c anumite minerale emit mai multe radiaii atunci cnd coninutul lor n uraniu este mai sczut. Soii Curie au ncercat s izoleze impuritile din minereu i dup doi ani de munc asidu, descoper dou noi elemente deosebit de radioactive pe care le numesc polonium i radium.

Ernest Rutherford (1871-1937), a

primit premiul Nobel pentru Chimie,

n 1908. El descoper succesiv

radiaiile legea descreterii

radioactive, nucleul atomului, modelul

planetar al atomului i reuete n 1919

prima transmutaie artificial.

1900-1919 n anii ce vor urma, fizicianul englez Rutherford identific radiaiile emise i pune n eviden proprietile corpurilor radioactive: n 1900, el constat c anumite radiaii sunt oprite de ctre o foi fin de aluminiu, radiaii pe care le denumete . Alte radiaii traverseaz foaia de hrtie, pe acestea numindu-le ;

n 1903, Rutherford mpreun cu Soddy definesc radioactivitatea ca fiind rezultatul transmutanei spontane a unui atom ntr-un alt atom;

n 1911, Rutherford descoper nucleul atomului. La

traversarea unei foie foarte fine de aur, de ctre un fascicul de particule, el constat c anumite particule sunt deviate sau ntoarse. El deduce c exist n foia de aur sarcini electrice dotate cu fore puternice, capabile s devieze particulele: acestea sunt nucleele atomice;

Niels Bohr (1885-1962), el confirm modelul planetar al atomului, pus la punct de Rutherford, aplicnd teoria cuantelor atomului de hidrogen. Bohr primete premiul Nobel pentru Fizic n 1922.

n 1912, Rutherford mpreun cu fizicianul danez Niels Bohr

pun la punct modelul planetar al atomului: atomul este constituit dintr-un nucleu ncrcat cu sarcin pozitiv nconjurat de un nor electronic de sarcin negativ, atomul fiind astfel neutru din punct de vedere electric;

n 1913, Rutherford denumete proton particula ce constituie

nucleul hidrogenului. i msoar masa care este de aproximativ 1800 ori mai mare dect cea a electronului. Protonul este o particul fundamental a materiei, alturi de electron;

n 1919, Rutherford reuete, n sfrit, prima transmutaie

artificial, bombardnd cu particule nuclee de azot. n

urma bombardrii, Rutherford constat c protonii sunt respini n timpul experienei. El deduce c particulele pot intra n coliziune cu nucleele, iar protonii care intr n componena acestora sunt respini n timpul acestei coliziuni.

ANII 30: DESCOPERIREA NEUTRONULUI I TEORIA FISIUNII

Irne Curie (1897-1956) i soul su

Frdric Joliot (1900-1958) n

laboratorul lor de la Institutul

Radiului. Cei doi primesc n 1935

premiul Nobel pentru Chimie. n 1936

Irne este numit subsecretar de Stat

pentru Cercetare tiinific, iar n 1946

Director al Institutului de Radiu.

Frdric Joliot-Curie va conduce

lucrrile pentru prima pil atomicfrancez - pila Zo.

1932 Reproducnd experiena lui Rutherford, Irne Curie, fiica lui Pierre i Marie Curie, i Frdric Joliot constat existena unei radiaii de particule fr sarcin. Englezul Chadwich determin natura acestei noi particule: masa sa este apropiat de cea a protonului i este neutr din punct de vedere electric, de unde i numele de neutron. Nucleele atomice sunt prezentate, de 1934 Frdric i Irne Joliot-Curie bombardeaz cu neutroni o foi de aluminiu. n urma bombardrii ia natere un nou element radioactiv - fosforul 30. Ei creaz, n acest mod, un element artificial punnd bazele radioactivitii artificiale. n acelai an, fizicianul italian Enrico Fermi

bombardeaz cu neutroni toate elementele cunoscute, n scopul de a le studia reaciile. Proiectnd neutroni asupra uraniului, el constat formarea de noi elemente; dar rezultatele experienelor sale sunt att de complexe nct vor fi necesari cinci ani pentru a se face interpretarea lor.

1938 Irne Curie i Savitch pun n eviden,n produsele formate prin experiena lui Fermi, existena unui element avnd proprietile lantanului. Tot n aceste produse Hahn i Strassmann mai descoper i prezena unui element de mas inferioar celei a uraniului: bariul. n final, cu ajutorul Lisei Meitner, refugiat la Stockholm i a nepotului su Otto Frisch, echipa german condus de Hahn, reuete s concluzioneze experiena lui Fermi: sub ocul unui neutron, nucleul de uraniu se poate sparge n dou, dnd natere la fragmente mai uoare: aceasta este teoria fisiunii.Frdric Joliot-Curie, Hans Von Halban

i Lew Kowarski filmai n 1947, n

laboratorul lor din 1939, reconstituit

pentru turnarea fimului Btlia pentru

apa grea. Aici, la College de France ei

au descoperit emisia neutronilor n reacia

de fisiune a nucleelor de uraniu i au

imaginat principiul reaciei n lan,

autontreinute

1939 Frdric Joliot-Curie, asistat de Kowarski i de Von Halban, i continu cercetrile la Colegiul Francez. El demonstreaz c fenomenul fisiunii nucleelor de uraniu este nsoit de o intens degajare de cldur i de emisia a doi sau trei neutroni. Aceti neutroni pot provoca la rndul lor fisiuni ce stau la baza producerii de energie, cu condiia ca neutronii s fie ncetinii de ctre un moderator, asigurndu-se astfel ntreinerea reaciei: acesta este mecanismul reaciei de fisiune n lan.

Frdric Joliot i echipa sa pun n eviden faptul c apa grea (D2O) constituie unul dintre cei mai buni moderatori prin faptul c nu absoarbe neutroni.

n 1940, pentru propriile sale cercetri, dar n special pentru a evita ca Hitler s nu utilizeze energia nuclear n scopuri militare, echipa francez recurge la achiziionarea din Norvegia, a ntregului stoc de ap grea. Dup o serie ntreag de peripeii, ei reuesc s o pun la adpost n Marea Britanie. Aceasta a fost btlia pentru apa grea.Din acest moment, ofensiva trupelor germane disperseaz echipa francez.

Albert Einstein (1879-1955), fizician german naturalizatamerican n 1940. nc din 1905, el

enun celebra formul de echivalen ntre mas i energie

(E=mc2), formul care i va gsi

aplicaie n reaciile nucleare.

1941:

PROIECTUL MANHATTAN

ncepnd cu 1941, teama de a vedea n Germania prima ar

productoare a unei noi arme, care s i asigure supremaia

mondial, determin o serie de fizicieni emigrani, printre care Einstein, s intervin pe lng preedintele Roosevelt,

evideniind posibilitatea ca SUA s se doteze cu arma nuclear. Astfel, este lansat proiectul Manhattan. Cei mai buni savani americani ncep lucrul i cercetrile ce privesc diferitele posibiliti pentru obinerea unei reacii n lan cu character exploziv.

Proiectul Manhattan va duce la lansarea bombelor atomice de la Hiroshima i Nagasaki n august 1945.

1942:

PRIMUL REACTOR NUCLEARSingura imagine a reactorului lui

Fermi; vedere luat de la nivelul

celui de-al 18-lea pod de grafit, din

totalul de 51. Din msuri de

precauie, Fermi a plasat n vrful

grmezii de grafit un tehnician avnd

un recipient coninnd o soluie de

sruri de bor, soluie care este

absorbant de neutroni.

Refugiat n Statele Unite, Enrico Fermi primete misiunea de a construi un reactor nuclear experimental pe gazonul unui stadion dezafectat al Universitii din Chicago. Fermi alege varianta unui reactor nuclear cu uraniu natural, moderat cu grafit i funcionnd n aer la o putere suficient de slab pentru a nu apare vreo problem de rcire.Pila Fermi, cu o putere de 0,5 Watt, este construit din

400 tone de grafit, sub forma unor crmizi suprapuse cu o

latur de 7 m, din 6 tone de uraniu metalic i din 34 tone de

oxid de uraniu. Barele de cadmiu, a cror proprietate este de a absorbi neutroni, asigur controlul reaciei.

n ziua de 2 decembrie 1942, Fermi comand extragerea din

reactor a barelor absorbante de neutroni i aa cum a prevzut prin calcul, declaneaz prima reacie nuclear n lan. Reacia a fost ntreinut timp de cteva minute.

PRIMELE APLICAII CIVILE

n Statele Unite, efortul uria din timpul rzboiului este

ndreptat apoi ctre domeniul militar. Una din preocuprile

americane este de a dezvolta flota de submarine i de a-i

asigura independena fa de bazele de aprovizionare.

Energia nuclear apare ca o soluie pentru aceast problem: firma Westinghouse pune la punct reactoare nucleare ce utilizeaz uraniul mbogit drept combustibil i apa sub presiune ca moderator. Aceste reactoare cu ap sub presiune reprezint strmoii reactoarelor productoare de energie electric de azi.

Lansat n 1954, submarinul american Nautilus este primul din lunga serie de submarine cu propulsie nuclear, puse n funciune de ctre SUA, URSS, Frana, Marea Britanie i mai recent de ctre China.

1951 n paralel, au fost efectuate cercetri asupra filierei cu neutroni rapizi: prima cantitate de energie electric de natur nuclear este astfel produs n SUA de reactorul cu neutroni rapizi EBR1, cu o putere de 100 KW, construit de Arco

(Idaho). n 1954, Congresul american aprob construirea a cinci reactoare prototip aparinnd unor filiere diferite: reactoare cu ap n fierbere, reactoare moderate cu grafit i rcite cu sodiu, reactoare cu ap grea i reactoare rapide. Este debutul dezvoltrii industriei nucleare n SUA.

1956 Cei care vor pune n funciune prima central nuclear vor fi sovieticii, la Obninsk lng Kaluga. Reactorul produce 5 MWe, utilizeaz uraniu mbogit drept combustibil, grafitul ca moderator i apa n fierbere ca agent de rcire. El va fi precursorul reactorului de tip RBMK, unul dintre cele mai mari reactoare din lume.

Pentru prima dat, n 1951, n SUA,

este obinut energie electric de

natur nuclear, n instalaia de

ncercri de la Arco, statul Idaho.

1956 La nceputul anilor 1950, Marea Britanie pune la punct un program pentru construirea de centrale nucleare

destinate producerii de energie electric i de economisire a resurselor de crbune. Primele reactoare, cu o putere de 50 MWe, sunt puse n funciune la 17 octombrie 1956 la Calder Hall. Inaugurarea centralei este fcut de regina Elisabeta a Marii Britanii. Pn la finalizarea primelor mari centrale americane, n anii 1960, Marea Britanie era principala ar productoare de energie electric de natur nuclear.

PILA ZO: PRIMUL REACTOR NUCLEAR FRANCEZ

Pila Zo n 1948: funcionarea sa

trebuia s permit: studierea

reaciilor nucleare, producerea de

radioelemente pentru cercetare,

producerea de plutoniu, precum i

pregtirea urmtoarei pile.

1948 n Frana anului 1947, n ciuda rzboiului care a ntrerupt cercetrile, echipa de fizicieni, printre care Irne Curie i Frdric Joliot, pun la punct un reactor de cercetare, ZO, n vechile cazemate ale fortului de la Chantillon, din regiunea parizian. ZO era o pil de putere aproape zero, alimentat cu oxid de uraniu i moderat cu ap grea. Rcirea se fcea

prin convecie natural cu ap grea i prin circulaia aerului n jurul cuvei. Combustibilul se prezenta sub forma unor pastile introduse n tuburi de aluminiu. Acionarea pilei era asigurat de plci de reglaj din cadmiu i prin bare de siguran din carbur de bor.

La 15 decembrie 1948, la ora 12 i 12 minute, ZO este gata de punere n funciune. Sub conducerea lui Lew Kowarski au fost necesare 15 luni i jumtate i 400 de ingineri i tehnicieni pentru a duce la bun sfrit aceast realizare.

Echipa Pilei Zo : fizicienii i

inginerii care au construit primul

reactor nuclear francez. De la stnga

la dreapta: Jules Guron, Francis

Perrin, Jean Stohr, Raoul Dautry,

Irne Curie, Frdric Joliot, Lew

Kowarsky, Bertrand Goldschmidt.

n 1953, puterea lui Zo ajunge la 150 KW, iar fluxul deneutroni crete datorit punerii la punct a noilor elemente de combustibil din uraniu metalic.

La 6 aprilie 1976, dup 28 de ani de funcionare, Pila Zo este oprit.

Sfera de la Chinon-1 (70 MWe),

primul reactor nuclear francez din

filiera GCR, comandat de ctre EDF

n 1956, aflat n funciune ntre 1962

i 1973, n prezent devenit muzeu

nuclear, deschis vizitatorilor.

1956 Primul reactor nuclear francez care va

produce energie electric, este reactorul G1, cu o putere de 40 MWe care este pus n funciune la Marcoule. Alte dou reactoare, G2 i G3, vor urma n anul 1959 i respectiv 1960. Ele vor conduce la punerea la punct a filierei uraniu natural - grafit - gaz (GCR), prima filier aleas de Frana.

Trecerea la producia industrial de energie electric de natur nuclear are loc n 1958, cnd ncepe construirea la Chinon a trei reactoare din filiera GCR cu o putere de 70; 200 i respectiv 480 MWe. n prezent, Chinon 1 este transformat n muzeu i este deschis vizitatorilor. Din 1963 pn n 1966, alte trei uniti sunt realizate la Saint-Laurent-des-Eaux i Bugey. n paralel are loc experimentarea altor filiere. Cercetrile vor conduce la abandonarea filierei GCR ca fiind prea costisitoare. Filiera care i va lua locul, mai ieftin i adecvat nevoilor Franei, va fi filiera reactoarelor cu ap sub presiune (PWR).

ROMNIA N CIRCUITUL MONDIAL

Primul reactor romnesc

VVR-S de 2 MWt

1957 La Institutul Naional de Cercetare- Dezvoltare pentru Fizic i Inginerie Nuclear Horia Hulubei (IFIN-HH), Bucureti-Mgurele la 31 iulie 1957 intr n funciune primul reactor nuclear de cercetare. Romnia devenea astfel cea de a 11-a ar din lume care i construise un reactor nuclear. Reactorul de tip VVR-S (ap-ap) de concepie sovietic, cu o putere de 2 MWt i un flux maxim de neutroni de 2x1013 n/cm2s a funcionat pn n luna decembrie 1997 ca surs de neutroni pentru dezvoltarea cercetrilor de fizic i energetic nuclear i pentru producia de radioizotopi de uz medical.

Reactorul nuclear VVR-S a fost oprit definitiv n 2002, n

vederea dezafectrii. Reactorul nuclear TRIGA de la

ICN Piteti

1979 Anul 1979 marcheaz intrarea n funciune la Institutul de Reactori Nucleari Energetici (IRNE Piteti), n present Institutul de Cercetri Nucleare, a unui reactor TRIGA, reactor de cercetare i ncercri materiale, realizat n cooperare cu firma General Atomic (SUA). Reactorul TRIGA este un reactor de tip piscin, cu 2 zone active: una staionar de 14 MWt i flux 2,9 x 1014 n/cm2s i cealalt pulsat de 500 kWt-20.000 MWt i flux 5 x 1015-1,5 x 1017 n/cm2s, amplasate ntr-o piscin comun, rcite i moderate cu ap uoar. Este singurul reactor de cercetare tip TRIGA de aceast putere, existent n lume.

Principalele caracteristici ale reactorului TRIGA sunt: fluxul nalt de neutroni n canalele experimentale, marea disponibilitate pentru implementarea rapid a unor experimente i pentru producerea de radioizotopi.

Fascicule de combustibilnuclear de tip CANDU

1980 n Romnia, fabricarea combustibilului nuclear de tip CANDU a nceput n 1980, n cadrul unei staii pilot a IRNE Piteti. Pentru asigurarea unei producii la scar industrial, aceast instalaie pilot a fost extins iar pn la finele anului 1989 s-a produs o important cantitate de fascicole de combustibil dup o tehnologie proprie. Pentru retehnologizarea i autorizarea fabricii ca furnizor calificat de combustibil CANDU 6, s-a incheiat n anul 1993 un contract cu firmele canadiene AECL i ZIRCATEC. Dup un an, sunt certificate primele 200 de fascicule iar Fabrica de Combustibil Nuclear de la Piteti devine furnizor calificat de combustibil de tip CANDU 6, asigurnd integral necesarul de consum anual, de circa 100 tone, al Unitii 1 a CNE Cernavod. n urma unui proces de modernizare i extindere a capacitii, FCN Piteti a nceput din anul 2004 producia primelor fascilcule de combustibil nuclear destinate Unitii 2, prevzute a intra n exploatare n 2007.

Fabrica de ap grea ROMAG Prod,

Drobeta Tr. Severin

1988 La 17 iulie 1988 s-a produs industrial n Romnia, la Uzina de ap grea ROMAG Prod din Drobeta Tr. Severin, prima cantitate de ap grea la parametrii cerui de reactorii nucleari de tip CANDU, concentraia izotopic depind 99,8% D2O. Uzina de ap grea ROMAG Prod, este rezultatul cercetrilor de separare izotopic a deuteriului derulate n perioada anilor 1957-1970 n Institutele de Cercetare i Proiectare din Cluj, Craiova, Piteti, Ploieti i a testrii tehnologiei de separare la uzina pilot de la Rmnicu-Vlcea a Institutului de Criogenie i Separri Izotopice. Pn la sfritul lunii mai 2001, uzina a produs 1000 de tone de ap grea pentru unitile de la CNE Cernavod.

CNE Cernavod

1996 Anul 1996 a marcat punerea n funciune a primei uniti nucleare romneti destinate producerii de energie electric. Centrala nuclearoelectric Cernavod este un complex de cinci grupuri energetice aflate n construcie n apropierea vechiului port de pe Dunre. Reactoarele de concepie Canadian, tip PHWR-CANDU 6 de 700 MW, utilizeaz ca moderator i agent de rcire ap grea, iar combustibilul este uraniul natural. n cursul anului 1996, reactorul a atins prima criticitate la 16 aprilie, iar la 11 iulie Unitatea 1 a fost conectat la Sistemul Electroenergetic Naional (SEN), intrnd n exploatare comercial la 2 decembrie. Cu o producie anual de circa 5 TWh, Unitatea 1 a CNE Cernavod asigur ntre 10-12% din necesarul de electricitate al Romniei, n condiii de siguran i economicitate. Unitatea 2 a CNE Cernavod este prevzut s intre n funciune n cursul anului 2007.

ENERGIA NUCLEAR N LUME

Centrala nuclear de la Comanche

Peak din SUA (Texas) este echipat

cu dou reactoare nucleare cu o putere

de 1100 MWe fiecare.

n prezent, n 31 de ri, funcioneaz 441 de reactori energetici comerciali, cu o capacitate total de 367.442 MWe. Acetia asigur producia a circa 16% din electricitatea global, la baza curbei de sarcin, cu o eficien din ce n ce mai mare. n 56 de ri funcioneaz 284 de reactori de cercetare, ali 220 de reactori echipnd submarine i vase marine de transport.

Cu toate c dup accidentul de la Cernobil au fost construite i puse n funciune puine uniti nucleare, producia total de electricitate a crescut continuu, ajungnd n 2005 la 2 626 TWh.

Creterea produciei din ultimii cinci ani cu 218 TWh echivaleaz cu cea care ar fi fost produs de 30 de uniti nucleare de mare putere, n special datorit creterii performanelor unitilor existente i capacitii de autoperfectionare specifice domeniului

nuclear.3. Energia Nuclear

Energia Nuclear reprezint energia eliberat n timpul fisiuni sau fuziunii nucleilor atomici. Pn n anii 1800 principalul combustibil era lemnul,energia lui derivnd din energia solara nmagazinat n plante n timpul perioadei lor de viaa.ncepnd cu Revoluia Industrial,oamenii au devenit dependeni de combustibilul fosili (crbuni,petrol,gaze naturale) care deriv de asemenea din energia solar nmagazinat. Arderea acestor combustibili produce reacii chimice ce rezult prin schimbarea structurii electronilor n atomi.O parte din energia eliberat sub form de cldur pstreaz combustibilul rmas suficient de cald pentru a ntreine reactia chimic. n timpul celui de al-II-lea rzboi mondial, oamenii de tiint din Germania i America s-au ntrecut pentrua face o bomb puternic, utiliznd energia din nucleul atomilor.n Chicago o echip de oameni de tiin condus de profesorul italian Enrico Fermi a reuit s provoace prima reacie nuclear controlat.Era a bombei atomice.Ei au gsit o cale de a fisiona nucleul.n acest proces se distingea o cantitate mic de materie,dar era eliberat o cantitate mare de energie sub form de cldur.n cazul bombei atomice procesul avea loc foarte rapid,avnd ca rezultat o explozie brusc i devastatoare de energie.n centralele nucleareare loc acelai tip de reacie , dar la o rat mai lent i controlat cu grij.

Energia nuclear poate fi obinut n 2 moduri diferite: prin fisiunea unui nucleu greu sau prin fuziunea a 2 nuclei uori.Reaciile de fusiune sunt dificil de meninut pentru c cei 2 nuclei se resping,dar spre deosebire de reaciile de fisiune,fuziunea nu creeaz produi radioactivi.

Fisiunea nu este provocat prin bombardarea unui combustibil cu neutroni.Un nucleu lovete un alt nucleu, determinndu-l s se scindeze i s emit mai muli neutroni. Acestea lovesc alte nuclee, provocnd alte scindri i eliberarea altor neutroni. Aceasta succesiune se numete reacie n lan. n cazul unei bombe atomice,reacia n lan i se permite s continue necontrolat. Din aceast cauz energia eliberat n timpul procesului de fisiune se acumuleaz i provoac o explozie violent.

La un reactor nuclear,exist bare metalice de reglare care absorb o parte din nuleu,ncetinnd reacia i rata la care se elibereaz energia.

Numai cteva elemente pot fi utilizate drept combustibil nuclear deoarece, pentru a intra ntr-o reacie de fisiune n lan, atomii trbuie s aibe nuclee relativ mari i instabile. Asemenea elemente se numesc materiale fisionabile. Unul dintr cele mai larg folosite la centrale nucleare este 235U care are 92 protoni, 143 neutroni n nucleul su. Cnd un nucleu de 235U este lovit de un neutron, el devine instabil i se scindeaz, elibernd energie i ali neutroni. Acetia scindeaz alt nucleu de Uraniu. Fisiunea nuclear a unei mase de uraniu produce o energie de peste dou milioane de ori mai mare dect cea obinuit prin arderea unei mase de crbune de aceeai greutate.

Pentru ca o reacie n lan s nu nceteze i s se produc n continuare, trebuie s existe o cantitate suficient de mare de combustibil. Numai dac masa lui depete o anumit valoare numit mas critic, reacia n lan se va autontreine. De exemplu: pentru 235U masa critic este de aproximativ 50 kg.

n bombele atomice se folosesc explozivi obinuii pentru a presa laolalt 2 buci de material fisionabil, fiecare sub masa critic. Rezult o mas total mai mare dect masa critic, astfel nct se produce o reacie n lan i provoac o explozie nuclear.

Reactorul nuclear a lui Enrico Fermi era format dintr-o mas de grafit i bare de combustibil de Uraniu s-a adugat grafit i uraniu pn cnd cantitatea de Uraniu a fost suficient pentru a ntreine o reacie n lan . Grafitul avea rolul de moderator s ncetineasc neutronii pentru a-i face mai eficieni n provocarea fisiunii. Asemenea neutroni se numesc neutroni termici deoarece, cnd sunt ncetinii, ei au aproximativ aceeai energie ca i energia termic a atomilor i moleculelor din jur.

Primele reactoare nucleare utilizate pe scar larg au fost construite n 1944 la Hansford, Washington, pentru producerea de armament nuclear. Combustibilul folosit este Uraniul metalic natural, iar moderatorul grafitul. i astzi majoritatea reactoarelor nucleare moderne sunt reactoare cu neutroni termici pentru c ele utilizeaz un moderator pentru a ncetini neutronii rapizi. Cele 3 moderatoare utilizate n reactoarele moderne cu neutroni termici sunt grafitul, care const din carbon pur, ap grea care conine izotopul stabil de hidrogen numit deuteriu n locul hidrogenului obinuit i ap uoar sau obinuit.

ntru-n reactor nuclear cldura generat n combustibil prin fisiune este ndeprtat printr-un agent rcitor lichid sau gazos. Acest agent rcitor trece printr-un shimbtor de cldur i nclzete apa transformnd-o n aburi. Aburii sunt folosii pentru acionarea turbinelor.n reactorul cu ap n fierbere i reactorul cu ap grea care genereaz aburi, agentul rcitor este apa. n reactoarele sub presiune se folosete apa la o presiune de aproximativ 150 atmosfere. Ea este pompat prin canale unde temperatura este de aproximativ 325 grade C, iar de aici apa supranclzit este pompat printr-un generator de aburi i transformat n aburi. Aburii pun n micare unul sau mai multe turbine, apoi se condenseaz i sunt pompai din nou ctre generatorul de aburi.n reactoarele cu ap n fierbere apa este pompat prin canale la ppppppp i fierbe genernd aburi care sunt pompai direct la turbine i apoi condensai i ajung napoi n reactor.

Utilizarea apei grele a fost mai ales dezvoltat n Canada. Principalul su avantaj este acela c risipete cei mai puini neutroni. Utilizarea apei uoare permite construcia reactoarelor compacte. Acestea sunt utilizate la acionarea submarinelor i a unor nave spaiale.

Toate reactoarele nucleare moderne se bazeaz pe fisiunea nuclear. Un alt tip de reacie nuclear, numit fusiune , asigur energia soarelui.La presiuni eeeeeee i la temperatura de aproximativ 15 mlioane de grade celsius care exist n soare, nuclei de hidrogen se combin i determin cea mai mare parte di energia eliberat de Soare. n fusiunea nuclear dou nuclee atomice cu relaii uoare se unesc pentru a forma unul mai greu i elibereaz energie. Cea mai uoar reacie de fusiune este aceea dintre 2 izotopi ai hidrogenului i anume deuteriu i tritiu. Tritiul este uor de obinut, iar mrile conin cantiti mari de deuteriu. Dar este nevoie de temperaturi de 100-300 de milioane centigrade n asemenea reaci i nici un material nu poate rezista la asemenea cldur. De aceea combustibilul trebuie inut departe de pereii recipientului prin cmpuri magnetice. Dac fusiunea nuclear va putea fi pus n practic , ea va oferi urmtoarele avantaje:

a) va avea o surs nelimitat de combustibil i anume deuteriuldin oceane.

b) nu va exista posibilitatea de accidente n ractoarele nucleare, deoarece cantitatea de combustibil n acesta este foarte mic.

c) rezult reziduri mult mai puin radioactive i mai uor de mnuit dect cele din reaciile de fisiune.

Experimentele din anii 1990 cu un dispozitiv de fusiune pentru testri, Joint European Torus, au confirmat faptul c aceast tehnic funcioneaz i un reactor de fusiune experimental poate fi construit cndva la nceputul secolului XXII.4. Reacia de fisiune nuclear in lanSchematic, o reacie de fisiune nuclear n lan ar putea fi restrns la urmtoarele trei secvene:

1.Un atom de uraniu-235 absoarbe un neutron i se sparge n doi atomi noi (fragmente de fisiune), elibernd trei neutroni i o oarecare cantitate de energie de legtur.

2.Unul din aceti neutroni este absorbit de un atom de uraniu-238 i nu mai particip, n continuare, la reacie. Al doilea neutron este pur i simplu pierdut n mediul/materialul nconjurtor, nu se mai ciocnete cu ali atomi de uraniu, fapt pentru care nici el nu mai particip la continuarea reaciei. Al treilea neutron se ciocnete cu un atom de uraniu-235 care se sparge i elibereaz doi neutroni i, din nou, energie de legtur.

3.Ultimii doi neutroni se ciocnesc fiecare cu cte un atom de uraniu-235 care se sparg i elibereaz de la unu la trei neutroni ce pot continua reacia.

O reacie nuclear n lan apare atunci cnd, n medie, cel puin o reacie nuclear este cauzat de o reacie nuclear anterioar, acest lucru putnd conduce la o cretere exponenial a numrului de reacii nucleare.

O reacie n lan necontrolat n interiorul unei cantiti suficient de combustibil de fisiune (mas critic) poate s conduc la o eliberare exploziv de energie, acesta fiind, de altfel, modul de funcionare al armelor nucleare. Reacia n lan poate fi, ns, controlat n mod adecvat i folosit ca surs de energie (n reactoarele nucleare).

Intuitiv, ecuaiile de fisiune s-ar putea scrie:

U-235 + 1 neutron = fragmente de fisiune +2,52 neutroni + 189 MeV

Pu-239 + 1 neutron = fragmente de fisiune +2,95 neutroni + 200 MeV

Nu s-au luat n calcul cei 10 MeV corespunznd greu-detectabililor (i inutilizabililor) neutrini.

Cnd un atom greu sufer u fisiune nuclear, acesta se sparge n dou sau mai multe fragmente de fisiune. Fiecare dintre aceste fragmente de fisiune este un atom al unui mult mai uor element din tabelul periodic al elementelor.

Prin urmare, un neutron poate s cauzeze o reacie de fisiune nuclear care elibereaz aproximativ 2,5 sau 3 neutroni. Crucial este ci dintre acetia cauzeaz, la rndul lor, alte fisiuni nucleare. Factorul efectiv de multiplicare a neutronilor, k, este numrul mediu de neutroni din aceti 2,5 sau 3 care cauzeaz reacia de fisiune, n opoziie cu neutronii produi de fisiune care sunt absorbii fr s mai cauzeze o nou fisiune i cei pierdui (care prsesc sistemul).

Timpul mediu de generare este timpul mediu scurs de la emisia neutronului pn la captura de fisiune. Acest timp este foarte scurt: distana parcurs este aproape ct diametrul masei critice; viteza poate fi de aproximativ 10.000 km/s i distana de 10 cm, astfel nct timpul este de ordinul 10 ns.

Putem distinge urmtoarele cazuri:

k < 1 (mas subcritic): plecnd cu o fisiune, avem n medie un total de 1/(1-k) fisiuni. Orice nceput de reacie n lan se stinge imediat.

k = 1 (mas critic): plecnd cu un neutron liber, valoarea medie a numrului de neutroni liberi rezultai este 1 n orice moment de timp; n timp exist o oarecare probabilitate ca reacia n lan s se sting, fapt compensat prin existena, n fiecare moment de timp, a mai multor neutroni.

k > 1 (mas supercritic): plecnd cu un neutron liber, exist probabilitatea nebanal ca acesta s nu cauzeze o fisiune sau ca un nceput de reacie n lan s se sting. Totui, din moment ce numrul neutronilor liberi este destul de mare, este foarte probabil ca numrul lor s creasc exponenial. Att numrul de neutroni prezeni n agregat (i astfel rata instantanee a reaciei de fisiune) ct i numrul de fisiuni aprute din momentul nceperii reaciei sunt proporionali cu e(k-1) t / g , unde g este timpul mediu de generare iar t este timpul scurs. Desigur, aceasta nu poate continua prea mult timp: k descrete cnd cantitatea rmas de material de fisiune descrete; la fel, geometria i densitatea se modific i ele: geometria se modific n mod radical atunci cnd materialul de fisiune rmas este rupt n buci, sau, n alte circumstane, topit i curgnd aiurea etc.

Atunci cnd k este aproape de 1, acest calcul supraestimeaz, cumva, rata de dublare. Cnd nucleul de uraniu absoarbe un neutron el intr ntr-o stare excitat de durat foarte scurt, care dispare apoi pe mai multe ci posibile. n mod tipic, nucleul se dezintegreaz n dou fragmente (produi de fisiune), de obicei izotopi de iod i cesiu, cu expulzarea unui numr de neutroni. Produii de fisiune sunt ei nii instabili, cu durate de via mai lungi sau mai scurte, tipic de ordinul ctorva secunde, i se dezintegreaz producnd neutroni suplimentari.

n mod uzual, populaia de neutroni emii se mparte n dou categorii: neutroni prompi i neutroni ntrziai. Procentul neutronilor ntrziai este mai mic de 1% din total. ntr-un reactor nuclear, pentru a avea un proces stabil, valoarea k trebuie s fie n jur de 1. Cnd se atinge valoarea k = 1 lund n calcul toi neutronii obinui prin fisiune, reacia se numete critic. Aceasta este situaia atins ntr-un reactor nuclear. Acum modificrile de putere sunt mici i controlabile cu ajutorul barelor de control. Cnd valoarea k = 1 se obine lund n calcul numai neutronii prompi, reacie se numete prompt-critic poate s apar o rat de dublare mult mai mic, depinznd de criticitatea de exces (k - 1) Modificarea de reactivitate necesar pentru a trece de la critic la prompt-critic (adic fracia de neutroni ntrziai) este definit ca un dolar.

Valoarea lui k este sporit de reflectorul de neutroni care nconjoar materialul fisil i de asemenea este sporit prin creterea densitii materialului fisil: pe fiecare centimetru parcurs, probabilitatea de ciocnire dintre un nucleu de i un neutron este proporional cu densitatea, n timp ce distana parcurs nainte de prsire a sistemului este doar redus de rdcina cubic a densitii. n metoda imploziv folosit la armele nucleare, detonarea are loc crescnd densitatea cu un exploziv convenional.Probabilitatea unei reacii in lanS presupunem c o fisiune a fost cauzat de ciocnirea dintre un neutron i un nucleu a produs 3 neutroni. De asemenea s presupunem k > 1. Probabilitatea ca un neutron s cauzeze o nou fisiune este k / 3. Probabilitatea ca un neutron liber s nu cauzeze o reacie n lan este (1 k / 3) (nici o fisiune) plus probabilitatea a cel puin o fisiune, atta timp ct nici unul dintre cei trei neutroni produi nu cauzeaz o reacie n lan. Ultima are probabilitatea de k / 3 ori cubul primei probabiliti menionate c un neutro liber nu cauzeaz o reacie n lan. Aceast ecuaie poate fi rezolvat uor i se gsete c probabilitatea unei reacii n lan este 1,5 - 0,5[ (12/k)-3 ]1/2 care variaz de la 0 pentru k = 1, la 1 pentru k = 3. Pentru valori ale lui k puin mai mari dect 1, se gsete aproximativ k 1.PredetonareaDetonarea unei arme nucleare presupune aducerea foarte rapid a materialului fisil n starea sa supercritic optim. Pe durata acestui proces sistemul este supercritic dar nu nc n starea optim pentru o reacie n lan. Neutronii liberi, n particular cei provenii din fisiuni spontane, pot cauza predetonarea. Pentru a respecta legea probabilitii, durata acestei perioada este minimizat i se folosesc materiale fisile i alte materiale pentru care nu exist prea multe fisiuni spontane. n fapt, combinaia trebuie s fie astfel aleas nct s nu existe nici o fisiune spontan pe durata fabricaiei (asamblrii). n particular, metoda detonrii nu poate fi folosit cu plutoniu.GeneralitiConceptul de reacie de fisiune nuclear n lan a fost dezvoltat de Leo Szilard n 1933, pentru care a solicitat, n anul urmtor, un patent de invenie.

n 1936 Leo Szilard a ncercat s obin o reacie n lan folosind beriliu i indiu, dar a euat.

Prima reacie nuclear n lan artificial, autontreinut a fost iniiat de Matallurgical Laboratory, condus de Enrico Fermi i Leo Szilard, sub peluza stadionului Universitii din Chicago, pe 2 Decembrie 1942, n cadrul Proiectului Manhattan.

Singura reacie nuclear n lan autontreinut natural a fost descoperit la Oklo n Septembrie 1972.

5. Reactorul nuclear

Reactorul nuclear este o instalaie n care este iniiat o reacie nuclear n lan, controlat i susinut la o rat staionar (n opoziie cu o bomb nuclear, n care reacia n lan apare ntr-o fraciune de secund i este complet necontrolat).

Reactoarele nucleare sunt folosite pentru numeroase scopuri. Cea mai semnificativ utilizarea curent este pentru generarea de putere electric. Reactoarele de cercetare sunt folosite pentru producerea de izotopi i pentru experimente cu neutroni liberi. Din punct de vedere istoric, prima folosire a reactoarelor nucleare a fost producerea plutoniului pentru bomba atomic. O alt utilizare militar este propulsia submarinelor i a vapoarelor (dei aceasta presupune un reactor mult mai mic dect cel folosit ntr-o central nuclearo-electric).

n mod curent, toate reactoarele nucleare comerciale sunt bazate pe fisiunea nuclear i sunt considerate problematice datorit nesiguranei lor i riscurilor asupra sntii. Din contra, alii consider centrala nuclear ca fiind o metod sigur i nepoluant de generare a electricitii.

Instalaia de fuziune este o tehnologie bazat pe fuziunea nuclear n locul fisiunii nucleare.

Exist i alte instalaii n care au loc reacii nucleare ntr-o manier controlat, incluznd generatoarele termoelectrice radioizotope i bateriile atomice, care genereaz cldur i putere exploatnd dezintegrrile radioactive pasive, cum ar fi, de exemplu, instalaiile Farnswoth-Hirsch de producere a radiaiilor neutronice. 5.1 AplicaiiPrincipalele aplicaii ale reactoarelor nucleare sunt:

n centrale nuclearo-electrice: producie de cldur pentru generare de electricitate; producie de cldur pentru nclzire domestic i industrial; producie de hidrogen; la desalinare.

n propulsia nuclear: pentru propulsie nuclear marin; exist propuneri pentru rachete termonucleare; exist propuneri pentru rachete propulsate prin puls nuclear.

n transmutaie de elemente: la producia de plutoniu, adesea pentru utilizarea n arme nucleare; la obinerea diverilor izotopi radioactivi, cum ar fi americiu pentru detectorii de fum, respectiv cobalt-60, molibden-99 i alii, folosii n medicin.

n cercetare: pentru asigurarea unei surse de radiaie cu neutroni i pozitroni (cum ar fi pentru Analiza cu activare neutronic i Datarea cu potasiu-argon); pentru dezvoltarea de tehnologii neclare. 5.2 Scurt istoric

Dei omenirea a mblnzit recent puterea nuclear, primele reactoare nucleare au aprut n mod natural. Cincisprezece reactoare de fisiune naturale au fost gsite n trei depozite separate de minereu la mina Oklo din Gabon, n vestul Africii. Descoperite pentru prima dat de Francis Perrin, acestea sunt numite ca Reactoarele Fosile Oklo. Aceste reactoare funcioneaz de aproximativ 150 milioane de ani, avnd o putere medie de 100 kW. De asemenea, emisia de cldur, lumin i radiaii de la stele se bazeaz pe fuziunea nuclear. Conceptul unui reactor nuclear natural a fost teoretizat nc din 1956 de Paul Kurola la University of Arkansas.

Enrico Fermi i Leo Szilard, ambii de la University of Chicago, au fost primii care au construit o pil nuclear i au prezentat o reacie n lan controlat, pe 2 Decembrie 1942. n 1955 ei i-au mprit patentul de invenie pentru reactorul nuclear U.S. Patent 2.708.656.

Primul reactor nuclear a fost utilizat pentru a genera plutoniu pentru bomba nuclear. Alte reactoare au fost folosite n navigaie pentru propulsarea submarinelor i chiar avioane. La mijlocul lui 1950 Uniunea Sovietic i rile vestice i-au extins cercetrile pentru a include i utilizarea nemilitar a atomului. Totui, ca i programul militar, multe din lucrrile nemilitare au fost fcute n secret.

Pe 20 Decembrie 1951, n SUA, a fost generat pentru prima dat curent electric folosind putere nuclear la Experimental Breeder Reactor-I (EBR-1) localizat lng Arco, statul Idaho. Pe 26 Iunie 1954, la ora 5:30 a nceput s genereze curent electric prima central nuclear sovietic, la Obninsk, Kaluga Oblast. Ea a produs 5 MW, asigurnd electricitate pentru 2.000 de case.

Prima central nuclear de tip comercial din lume a nceput s funcioneze pe 17 Octombrie 1956, la Calder Hall. Un alt reactor de putere timpuriu a fost Shippingport Reactor n Pennsylvania (1957).

Chiar nainte de accidentul din 1979 d la Three Mile Island, au fost oprite unele comenzi pentru centrale nucleare n USA din raiuni economice legate n primul rnd de durata lung de construcie. De altfel din 1978 nu s-au mai construit centrale n SUA; situaia s-ar putea schimba dup 2010.

Spre deosebire de accidentul de la Three Mile Island, accidentul din 1986 de la Cernobl nu a nsprit reglementrile cu privire la reactoarele din Vest. Acesta deoarece reactoarele de la Cernobl, de tip RBMK, erau cunoscute ca avnd un proiect nesigur, fr cldiri de siguran i operate nesigur, iar Vestul auzite prea puine despre ele. Au fost i precipitri politice: Italia a inut un referendum n anul urmtor, 1987, ale crui rezultate au condus la oprirea a patru centrale nucleare.

n 1992 centrala turceasc Turkey Point Nuclear Generation Station a fost lovit direct de uraganul Andrew. Au fost pagube de peste 90 milioane de dolari, cele mai mari la un rezervor de ap i un co de fum al unei uniti funcionnd cu combustibili fosili, dar cldirile de protecie nu au avut de suferit.

Prima structur de dezvoltare a sistemelor nucleare de putere utilitare, i anume US Navy, este singura din lume cunoscut ca avnd o activitatea total curat. US Navy a operat mai multe reactoare dect orice alt entitate, chiar i Soviet Navy, fr incidente majore fcute publice. Dou submarine americane, USS Scorpion i Thresher au fost pierdute n mare, din motive ce nu au avut legtur cu reactoarele lor, epavele lor fiind astfel situate nct riscul de poluare nuclear este considerat sczut. 5.3 Perspective de viitor

n 2006, centrala Watts Bar 1, era ultimul reactor nuclear comercial operaional pus n funciune, n 1997. Acest fapt este adesea citat ca o dovad a succesului campaniei mondiale pentru nchiderea treptat a centralelor nucleare. Oricum, rezistena politic fa de centralele nucleare a avut din cnd n cnd succes n diferite pri ale Europei, n Noua Zeeland, n Filipine i n Statele Unite. Cu toate acestea, n SUA i Europa au continuat investiiile n cercetri privind ciclul combustibilului nuclear i, dei unii experi prezic via scurt electricitii, creterea preului combustibilului fosil i preocuparea legate de actualele emisii de gaze i efectul de ser vor nnoi cererea de centrale nucleare.

Multe ri rmn active n dezvoltarea centralelor nucleare, incluznd aici: Japonia, China i India, toate trei dezvoltnd att tehnologii termice ct i reproductoare, Coreea de Sud i Statele Uite, ambele dezvoltnd numai tehnologii termice, i Africa de Sud i, din nou, China, dezvoltnd versiuni ale reactorului de tip PBMR (Pebble Bed Modular Reactor = Reactor modular cu strat granular). Finlanda i Frana i continu n mod activ programele nucleare; Finlanda are n construcie un nou European Pressurized Reactor. Japonia are un program activ de construcii pentru noi uniti ce a nceput din 2005. n Statele Unite, trei consorii au rspuns nc din 2004 solicitrii Department of Energy (Departamentului de Energie) privind Programul Energetic Nuclear 2010 n vederea construirii inclusiv a unui reactor de generaia a IV-a, tip VHTR, destinat producerii de electricitate i hidrogen. Pe 22 Septembrie 2005, s-a anuna deja selectarea a dou locaii din SUA destinate construirii de noi reactoare. Centralele nucleare reprezint un interes particular pentru China i India, ambele construind reactoare de tip FBR. n politica energetic a Marii Britanii se prevede construirea n viitor cel puin a unei noi centrale nucleare i meninerea i prelungirea duratei de via a celor existente deja.6. Tipuri de reactoare

Dei s-au dezvoltat diferite tehnologii de realizare a reactoarele nucleare de fisiune, acestea pot fi mprite riguros n dou clase, depinznd de energia neutronilor utilizat pentru a susine reacia de fisiune n lan:

Reactoarele termice (lente) folosesc neutroni termici. Acestea sunt caracterizate ca avnd materiale de moderare care sunt destinate ncetinirii neutronilor pn cnd acetia ajung la nivelul mediu al energiei cinetice al particulelor din mediul nconjurtor. Neutronii termici au o probabilitate mare de ciocnire cu nucleele fisionabile de 235U i, comparativ cu neutronii rapizi rezultai din fisiune, o probabilitate mic de captur din parte nucleelor de 238U. Pe lng moderator, reactoarele termice au combustibil ncapsulat, vase sub presiune, scuturi i instrumentaie de monitorare i control pentru toate sistemele reactorului. Multe reactoare de putere de acest tip, ca i primele reactoare de producere a plutoniului au fost reactoare termice avnd moderator de grafit. Unele reactoare sunt mai termalizate dect altele. Centralele moderate cu grafit (de exemplu reactoarele ruseti RBMK) i ap grea (de exemplu reactorul canadian CANDU) tind s fie mult mai termalizate dect cele de tip PWR i BWR, acestea din urm utiliznd ca moderator apa uoar; datorit gradului mai nalt de termalizare, reactoarele de acest tip trebuie s foloseasc uraniu natural (nembogit).

Reactoarele rapide (FBR) folosesc neutroni rapizi pentru a ntreine reacia de fisiune n lan i sunt caracterizate prin lipsa materialului de moderare. Ele funcioneaz cu combustibil (uraniu) puternic mbogit sau plutoniu, pentru a reduce procentul de U-238 care ar captura neutronii rapizi. Unele reactoare sunt capabile s produc mai mult combustibil dect au consumat, n mod uzual convertind U-238 n Pu-239. Unele staii de putere timpurii au folosit reactoare rapide, cum ar fi cele folosite la propulsia unor submarine i vase ruseti, altele se afl nc n construcie, dar acest tip de reactor nu a egalat succesul reactoarelor termice n nici un domeniu.

Reactoarele termice de putere pot fi mprite i ele n trei tipuri i anume: cu vas de presiune, cu canale combustibile presurizate, respectiv cu rcire cu gaz.

Reactoare cu vase de presiune se ntlnesc n multe centrale comerciale dar i n propulsia unor nave. n acest tip de reactor termic, vasul de presiune joac, n acelai timp, i rolul de scut de protecie i, respectiv, de container pentru combustibilul nuclear.

Canalele presurizate sunt folosite n reactoarele de tip RBMK i CANDU. Reactoarele de acest tip prezint avantajul de a putea fi aprovizionate (ncrcate) cu combustibil proaspt chiar n timpul funcionrii.

Reactoarele rcite cu gaz folosesc (prin recirculare) un gaz inert, de obicei heliu, dar pot utiliza i azot sau bioxid de carbon. Utilizarea cldurii variaz de la reactor la reactor. Unele reactoare trimit cldura n turbine cu gaz, direct sau prin intermediul unui schimbtor de cldur. Reactorul de tip PBMR, de exemplu, este rcit cu gaz.

Atta timp ct apa servete ca moderator, ea nu poate fi folosit ca fluid de rcire n reactoarele rapide. Cele mai multe reactoare rapide sunt rcite cu metal lichid, de obicei sodiu topit. Ele sunt de dou tipuri: cu piscin, respectiv cu bucl.

Familii actuale de reactoarePool type reactor = reactor cu piscin

Pressurized Water Reactor (PWR) = reactor cu ap sub presiune

Boiling Water Reactor (BWR) = reactor cu ap fierbtoare

Fast Breeder Reactor (FBR) = reactor rapid reproductor

Pressurized Heavy Water Reactor (PHWR) sau CANDU = reactor cu ap grea sub presiune

United States Naval reactor = reactor utilizat de marina Statelor Unite

Tipuri vechi aflate nc n funciuneMagnox reactor = reactor Magnox

Advanced Gas-cooled Reactor (AGR) = reactor avansat rcit cu gaz

Light water cooled graphite moderated reactor (RBMK) = reactor rcit cu ap uoar i moderat cu grafit

Alte tipuri de reactoareAqueous Homogeneous Reactor = reactor omogen cu ap Liquid Fluoride Reactor = reactor cu floruri lichideReactoare rapideExist mai mult de o duzin de proiecte de reactoare avansate, aflate n diferite stadii de dezvoltare. Unele sunt mbuntiri ale proiectelor anterioare PWR, BWR i PHWR, altele sunt radical diferite. Primele includ reactoarele avansate cu ap n fierbere (Advanced Boiling Water Reactor = ABWR) dintre care dou sunt deja operaionale i altele n construcie, respective reactoarele cu securitate pasiv ESBWR i AP1000. Cel mai radical i nou proiect este reactorul modulare cu strat modular (PBMR) ce face parte din categoria reactoarelor de nalt temperatur rcite cu gaz (HTGCR). De menionat este faptul c se afl n stare de proiect noul tip de reactor, CAESAR (Clean And Environmentally Safe Advanced Reactor = reactor avansat, curat i sigur pentru mediul nconjurtor), ce folosete aburul pe post de moderator.

Reactoare de generaia a IV-aCele mai avansate proiecte de reactoare nucleare sunt cunoscute sub denumirea de Generaia a IV-a i sunt mprite n ase clase:

Gas cooled fast reactor = reactor rapid rcit cu gaz

Lead cooled fast reactor = reactor rapid rcit cu plumb

Molten salt reactor = reactor cu sare topit

Supercritical water reactor = reactor supercritic cu ap

Very high temperature reactor = reactor cu temperatur foarte nalt

Fission fragment reactor = reactor cu fragmente de fisiune

Ciclul combustibilului nuclearReactoarele termice depind, n general, de uraniul rafinat i mbogit. Unele reactoare nucleare pot s opereze cu o mixtur de plutoniu i uraniu (MOX). Procesul prin care minereul de uraniu este extras din min, procesat, mbogit, folosit, posibil reprocesat i depozitat este cunoscut ca ciclul combustibilului nuclear.

Uraniul este scos din min ca orice metal. Minereul brut de uraniu de pe teritoriul Satelor Unite are o concentraie de oxid de uraniu cuprins ntre 0,05% i 0,3%. Minereul de uraniu nu este rar; cele mai probabile resurse largi, exploatabile la un cost de 80$/kg sunt localizate n Australia, Kazakhastan, Canada, Africa de Sus, Brazilia, Namibia, Rusia i Statele Unite.

Minereul brut este mcinat i tratat chimic. Pudra rezultat de oxid de uraniu este transformat apoi n hexaflorur de uraniu n vederea pregtirii pentru mbogire.

Izotopul uor fisionabil U-235 reprezint sub 1% din uraniul natural, astfel nct cele mai multe reactoare solicit uraniu mbogit. mbogirea presupune creterea procentajului de U-235 i se realizeaz, uzual, cu ajutorul difuziei gazoase sau prin centrifugare de gaz. Materialul mbogit rezultat este convertit n pudr de UO2 care este sinterizat (= presat i copt) sub form de pastile. Pastilele sunt introduse n tuburi nchise etan care se numesc elemente (bare) combustibile. ntr-un reactor nuclear se folosesc (se ard) un numr mai mare sau mai mic de astfel de elemente combustibile.

Cele mai multe reactoare comerciale de tip BWR i PWR folosesc uraniu mbogit pn la 4%, alte reactoare de cercetare folosesc mbogiri mai mari, n timp ce unele reactoare comerciale cu economie ridicat de neutroni nu necesit de loc combustibil mbogit. 6.1 Rencrcarea reactoarelor nucleare

Cantitatea de energie din rezervorul unui combustibil nuclear este frecvent exprimat prin numrul de full-power days (zile la putere maxim), adic numrul perioadelor de 24 de ore (numrul de zile) ct este reactorul planificat s opereze la putere maxim pentru generarea energiei termice. Acest ciclu, cu alte cuvinte numrul de zile de operare la putere maxim (ntre dou ncrcri / aprovizionri ale reactorului cu combustibil proaspt) depinde de cantitatea de U-235 coninut n combustibilul nuclear la nceputul ciclului. Evident, cu ct procentajul de U-235 este mai mare la nceputul ciclului, cu att mai multe zile la putere maxim va lucra reactorul pn la urmtoarea rencrcare.

La sfritul ciclului de operare, combustibilul din unele configuraii este consumat i este descrcat i nlocuit cu combustibil nou, proaspt. Cu toate c, n practic, reacia de otrvire din combustibilul nuclear este cea care determin durata de viat a combustibilului ntr-un reactor. Fracia de combustibil din centrul reactorului care se nlocuiete cu ocazia rencrcrii este de un sfert pentru BWR i o treime pentru PWR.

Nu toate reactoarele trebuie oprite pentru rencrcare cu combustibil proaspt; de exemplu, reactoarele de tip PBMR, RBMK, MSR, MAGNOX i CANDU permit alimentarea cu combustibil proaspt chiar n timpul funcionrii. ntr-un reactor CANDU se permite de asemenea mutarea elementelor combustibile n diferite poziii din centrul acestuia, convenabile din punctul de vedere al cantitii de U-235 din element.

Cantitatea de energie extras din combustibilul nuclear se numete burn up (ars complet) i este exprimat n termeni de energie termic produs pe unitatea iniial de mas de combustibil. Burn up se mai exprim i prin MW / tone de metal greu. 6.2 Managementul deeurilor radioactive

Stadiul final al ciclului de combustibil nuclear este managementul combustibilului ars, foarte nalt radioactiv, care constituie cea mai problematic component a fluxului de deeuri nucleare. Dup 50 de ani de energetic nuclear ntrebarea cum s se administreze aceste resturi materiale se confrunt cu probleme de securitate i tehnice, una din importantele direcii de aciuni a criticilor industriei nucleare fiind chiar aceste costuri i riscuri pe termen lung asociate cu managementul deeurilor radioactive.

Administrarea combustibilului ars poate include variate combinaii de stocare, reprocesare i depozitare final. n practic, combustibilul ars este stocat n piscine cu ap uoar (normal), de obicei chiar n incinta centralei. Apa asigur rcirea combustibilului ars i este un ecran de protecie mpotriva radioactivitii acestuia. Dup perioada de rcire i diminuare a nivelului de radiaii, combustibilul ars este stocat (stocare uscat) fie n containere intermediare de oel i beton monitorizate cu atenie, fie n depozite finale sub form de puuri adnci spate n diferite formaiuni geologice.

Reprocesarea combustibilului ars este atractiv deoarece (1) permite reciclarea combustibilul nuclear i (2) asigur pregtirea deeurilor pentru depozitarea final. Totui, experiena Franei, de exemplu, a artat c depozitarea final este mult mai economic deoarece reprocesarea combustibilului ars conduce la creterea de 17 ori a cantitii de deeuri radioactive sub form lichid.7. Reactoare nucleare naturale

Un reactor nuclear de fisiune natural poate s apar n unele circumstane care reproduc condiiile dintr-un reactor construit. Singurul reactor nuclear natural cunoscut s-a format acum 2 miliarde de ani la Oklo, n Gabon Africa. Asemenea reactoare nu se mai pot forma pe Pmnt: dezintegrarea radioactiv pe aceast durat imens de timp a redus proporia de U-235 n uraniul natural sub limita cerut pentru a susine o reacie nuclear n lan.

Reactoarele nucleare naturale s-au format atunci cnd depozitele de minerale bogate n uraniu au fost inundate de apa freatic, acionnd ca un moderator de neutroni i determinnd iniierea reaciei n lan.

Aceste reactoare naturale sunt studiate de ctre oamenii de tiin interesai de depozitarea geologic a deeurilor radioactive. Respectivele reactoare reprezint un caz deosebit de studiu al migraiei izotopilor radioactivi n scoara Pmntului, subiect abordat, de altfel, i de criticii actualei tehnologii nucleare, mai ales n legtur cu depozitarea deeurilor radioactive provenite din centralele de putere.8. Schema unui reactor nuclear

Schema simplificat a unui reactor nuclear

1. bar pentru oprire de urgen

2. bare de control

3. combustibil

4. protecie biologic

5. ieirea vaporilor

6. intrarea apei

7. protecie termic9. Reactorul cu fuziune nuclearProiectul pentru construirea unui prototip de reactor cu fuziune nuclear (aceleai reacii care au loc i n soare) a fost n sfarit aprobat, dup ce a stat 10 ani la stadiul de proiect. Cei 10 membri ai proiectului, SUA, Uniunea European, China, Rusia, India i Japonia, vor cheltui aproximativ 13 miliarde $ pentru a pune n practic aceast idee.

Uniunea European va suporta 50% din costuri, n timp ce ceilali membri cte 10%. Drept urmare, reactorul va fi construit n regiunea Provence din Frana. Se esteimeaz c va fi finalizat n 8 ani i va oferi 10 000 noi locuri de munc. Reactorul va avea nevoie de o echip de 400 cercettori i oameni de tiina care s supravegheze proiectul, iar prima demonstraie a unei centrale nucleare cu reactoare bazate pe fuziune nuclear este programat pentru 2040.

Fuziunea nuclear ar oferi o energie curat, mai ieftin i ar reduce nclzirea global datorat n mare folosirii combustibilor fosili (i acetia n cantiti limitate). Fuziunea nuclear se bazeaz pe contopirea a doi atomi de hidrogen (H) cu obinerea unui atom de heliu (He) i a unei cantiti importante de energie.

10. Accidentul de la CernoblA fost un accident devastator n Centrala Nuclear Cernobl, pe data de 26 aprilie 1986 la 01:23 noaptea, care s-a compus dintr-o explozie a centralei, urmat de contaminarea radioactiv a zonei nconjuratoare.

Smbat, 26 aprilie 1986, la 01:23:58 am, reactorul nr. 4 a suferit o explozie catastrofal a vaporilor de ap, care a declanat un incendiu, o serie de explozii adiionale i fluidizare nuclear. Accidentul poate fi gndit ca o versiune extrem a accidentului SL-1 n Statele Unite din 1961, unde centrul reactorului a fost distrus (omornd trei oameni), radioactivitatea raspndindu-se direct n interiorul cladirii unde se afl SL-1. n timpul accidentului de la Cernobl ns, aceasta a fost dus prin vnt spre frontierele internaionale.

Centrala electric se afl n apropiere de oraul prsit Pripiat, Ucraina. Acest dezastru este considerat ca fiind cel mai grav accident din istoria energiei nucleare. Un nor de precipitaii radioactive s-a ndreptat spre prile vestice ale Uniunii Sovietice, Europei si prile estice ale Americii de Nord. Suprafee mari din Ucraina, Belarus i Rusia au fost puternic contaminate, fiind evacuate aproximativ 336.000 de persoane. Circa 60% din precipitaiile radioactive cad n Belarus, conform datelor post-sovietice oficiale.

Accidentul a pus n discuie grija pentru sigurana industriei sovietice de energie nuclear, ncetinind extinderea ei pentru muli ani i impunnd guvernului sovietic s devin mai puin secretos. Acum statele independente Rusia, Ucraina i Belarus au fost supuse decontaminrii continue i substaniale. E dificil de estimat un numr precis al victimelor produse de evenimentele de la Cernobl, deoarece secretizarea din timpul sovietic a ngreunat numrarea victimelor. Listele erau incomplete i ulterior autoritile sovietice au interzis doctorilor citarea radiaie din certificatele de deces.

Raportul Forului Cernobl din anul 2005, condus de Agenia Internaionala a Energiei Atomice (IAEA) i Organizaia Mondial a Sntaii (WHO), a atribuit 56 de decese directe (47 de lucrtori i 9 copiii cu cancer tiroidian) i a estimat ca mai mult de 9.000 de persoane dintre cele aproximativ 6,6 de milioane foarte expuse pot muri din cauza unei forme de cancer. Raportul a citat 4.000 de cazuri de cancer tiroidian ntre copiii diagnosticati n 2002. Dei n Zona de Excludere a Cernoblului anumite zone restrnse vor rmne nchise, majoritata teritoriilor afectate sunt acum deschise pentru stabilizare i activitate economic.

Centrala nuclear-atomica de la Cernavoda1.Date generale i date specifice activitii

Centrala nuclearo-electric este un ansamblu de instalaii i construcii reunite n scopul producerii energiei electrice pe baza folosirii energiei nucleare.

Planul iniial, datnd de la nceputul anilor 1980, prevedea construcia a cinci uniti. Unitatea I a fost terminat n 1996, are o putere electrica instalata de 706 MW si produce anual circa 5 TWh. Unitatea II a fost pornit pe 6 mai, conectat la sistemul energetic naional pe 7 august i funcioneaz la parametrii normali din luna septembrie 2007.

Centrala de la Cernavod se bazeaz pe sistemul canadian CANDU i are o putere instalat de 706 MW n prezent. Structura unui reactor CANDU const ntr-un recipient cilindric orizontal, cu tuburi pentru barele de combustibil i pentru lichidul de rcire (ap grea) plasate orizontal.

Pentru realizarea Unitilor 3 i 4 de la Cernavod a fost ales modelul unei Companii de Proiect realizat prin parteneriat ntre statul roman prin intermediul Nuclearelectrica i investitori privai. Cei ase investitori care au depus oferte i au fost selectai sunt: Arcelor Mittal Romnia care va deine 6,2 din aciunile viitoarei companii, Grupul CEZ Republica Ceh 9,15%, ENEL Italia 9,15%, GDF Suez 9,15%, Iberdrola Spania 6,2% i RWE Germania 9,15%, n condiiile n care statul roman va deine 51% din aciuni. Compania de proiect numita EnergoNuclear a fost nfiinat n martie 2009, iar cele dou unitai se estimeaz c vor fi puse n funciune n 2015-2016.18% din energia electrica produsa n Romnia la ora actuala, este energie nucleara. De la stabilirea amplasamentului si pna la dezafectare si redarea terenului n folosinta agricola, o centrala nucleara, este evaluata privind impactul radiologic asupra populatiei si mediului.

Centrala nucleara de la Cernavoda a dezvoltat nca de la nceputul anilor 80, studii socio-demografice si a implementat programe de monitorizare a radioactivitatii mediului.

Alegerea amplasamentului centralei nuclearoelectrice s-a facut n acord cu specificatiile Normelor Republicane de Securitate Nucleara, care prevad att factorii ce trebuie luati n considerare n stabilirea amplasamentului din punctul de vedere al securitatii nucleare, ct si criteriile demografice privind zonele de excludere si de populatie redusa.

Factorii care au fost luati n considerare includ, pe de o parte, caracteristicile fizice ale amplasamentului (seismologice, geologice, meteorologice si hidrologice), caracteristicile socio-demografice si de utilizare a terenului si pe de alta parte, caracteristicile de proiect ale reactorului si modul de exploatare propus (utilizarea si nivelul maxim de putere propus, natura si inventarul de radioactivitate, normele si standardele tehnice aplicate la proiectul reactorului, caracteristicile de securitate nucleara considerate n calculele tehnice ale instalatiei si barierele existente n calea eliberarilor de materiale radioactive n mediu).

Pentru protejarea populatiei mpotriva riscului expunerii la radiatii, n jurul fiecarui reactor s-au stabilit o zona de excludere, cu raza de 1 km si o zona de populatie redusa, cu raza de 2 km.

Pentru o estimare ct mai corecta a impactului functionarii centralei asupra mediului, n perioada 1984 - 1994 a fost derulat Programul de monitorizare preoperationala a mediului la CNE Cernavoda. Masurarile efectuate n cadrul acestui program au detectat modificarile de radioactivitate a mediului produse ca urmare a accidentului de la Cernobil din 1986. ncepnd cu anul 1990, valorile concentratiilor radionuclizi n factorii de mediu au revenit la valorile normale de dinainte de 1986.

Centrala nucleara a implementat ncepnd cu punerea n functiune a Unitatii 1 un Program de monitorizare a radioactivitatii mediului, pe baza cerintelor legislatiei nationale si a practicilor validate pe plan international n industria nucleara. n conformitate cu practicile internationale, centrala a construit si si-a dotat propriul Laborator de control al radioactivitatii mediului si a stabilit o retea de puncte de prelevare a probelor, sau de amplasare a unor statii de monitorizare continua, n diferite locatii pe o raza de 30 km n jurul centralei.

Programul de monitorizare de rutina a mediului elaborat la CNE Cernavoda a fost aprobat de catre CNCAN, n anul 1995, dupa ce a fost auditat de AIEA. Implementarea acestui program a nceput n martie 1996. n perioada 1996 - decembrie 2009, au fost masurate peste 12000 de probe de mediu pentru determinarea concentratiei de radioactivitate.

Tipurile de probe analizate sunt urmatoarele: aer (particule sub forma de aerosoli, iod, vapori de apa), sol, sediment, depuneri atmosferice, probe alimentare (lapte, peste, carne de porc, vita si pui, legume, fructe), apa de suprafata, apa potabila, apa freatica.

Sunt efectuate de asemenea masurari ale dozei gamma externe. n jurul centralei si pe o arie cu raza de 30 Km a fost stabilita o retea de 62 de puncte de monitorizare cu dozimetre termoluminiscente pentru masurarea dozei gamma. Au fost efectuate analize de spectrometrie gamma, analize beta globale si analize specifice pentru detectarea tritiului si C-14 prin spectrometrie cu scintilatori lichizi. Probele alimentare pentru analiza sunt procurate de la producatori locali sau din piata agroalimentara din Cernavoda, Seimeni, Medgidia, Satu Nou. Permanent rezultatele monitorizarii radiologice a mediului sunt comparate cu rezultatele programului de monitorizare preoperationala a mediului desfasurat n perioada 1984 1996. Pna n prezent nu au fost detectate modificari ale radioactivitatii mediului n zona orasului Cernavoda fata de perioada anterioara punerii n functiune a unitatii nucleare.

n regim de funcionare normal, cantitile de substane radioactive eliberate de centrala nuclear sunt nesemnificative. Pericolul specific, pentru populaie i mediul ambiant, const n eliberarea necontrolat de substane radioactive. Sistemele tehnice de securitate sunt destinate s limiteze distrugerile zonei active a reactorului. Sunt ns posibile accidente n care reactoarele s se supranclzeasc, iar componentele lor, depinznd de materialele din care sunt realizate, s se topeasc sau s ard. Creterea presiunii agentului de rcire poate deveni cauza unor explozii mecanice care ar deteriora nveliul reactorului sau al sistemului de rcire. Astfel, pot fi mprtiate n spaiu materiale radioactive, care s contamineze mediul nconjurtor. Centralele nucleare actuale sunt proiectate astfel nct probabilitatea unor accidente de acest tip s fie minim.

Toate reactoarele nucleare moderne sunt nchise n containere extrem de sigure. Acestea sunt proiectate astfel nct s previn orice scurgeri radioactive care ar putea rezulta n urma unor accidente de operare.

Factorul de risc cu pondere majoritara in analiza de mediu pentru centrala nucleara il reprezinta prezenta radioactivitatii. Toate sistemele nucleare ale centralei sunt proiectate, construite si operate, astfel incat radioactivitatea sa ramana confinata la locul de producere a acesteia. Totusi, ca in orice proces industrial, rezulta o anumita cantitate de deseuri, care sunt considerate parte integranta a acestuia. Deseurile radioactive gazoase si deseurile lichide apoase sunt colectate, purificate si, dupa un control sever, cantitati mici de efluenti radioactivi lichizi si gazosi sunt evacuate in mediu, respectandu-se valori limita la evacuare (LED = Limite Derivate de Evacuare), aprobate de Comisia Nationala pentru Controlul Activitatilor Nucleare. Astfel, in gospodarirea acestor tipuri de deseuri radioactive se aplica strategia "dilute and disperse" (dilutie si dispersie), care reprezinta o practica internationala.

2.Politica de mediu

CNE Cernavoda este angajata sa realizeze si sa demonstreze performante durabile privind protectia mediului, printr-o buna administrare a activitatilor, produselor si serviciilor care sunt parte a operarii centralei si pot avea un impact asupra mediului.

CNE Cernavoda este angajata sa ramana o sursa de energie sigura si curata.

CNE va urmari realizarea acestui obiectiv prin aplicarea principiilor unei dezvoltari durabile in generarea si livrarea energiei electrice, termice si in activitatile asociate. Imbunatatirea performantelor de mediu si cresterea competitivitatii se vor realiza printr-un proces continuu de evaluare a modului de implementare a cerintelor sistemului de management si identificare a masurilor de imbunatatire.

CNE Cernavoda se angajeaza sa asigure:

-Protectia ecosistemelor

-Utilizarea eficienta a energiei si resurselor

-Prevenirea poluarii

-Comunicarea continua cu comunitatea locala, societatea civila si autoritati. CNE Cernavoda se angajeaza sa respecte principiile de protectie a mediului si populatiei prin:

-Implementarea cerintelor legislative de mediu in procesele centralei;

-Implementarea, mentinerea si continua imbunatatire a unui sistem de management de mediu in conformitate cu cerintele standardului ISO 14001;

-Integrarea factorilor de mediu si sociali in planificare, luarea deciziilor si practicile de afaceri;

-Aplicarea unei strategii preventive in estimarea riscurilor pe care operarea centralei, le-ar avea asupra populatiei si a mediului precum si in evaluarea riscurilor sau impactului potential pe care le-ar avea tehnologiile sau procesele noi, chiar daca stiintific nu s-a demonstrat nivelul riscului sau al impactului. Vor fi implementate masuri de diminuare optima a oricarui impact de mediu care nu poate fi evitat;

-Pregatirea, incurajarea si responsabilizarea intregului personal pentru efectuarea tuturor activitatilor astfel incat sa fie realizate performantele tehnice, de mediu si economice conform atributiilor specifice;

-Evaluarea performantelor de mediu ale organizatiei si comunicarea continua si eficienta cu organizatiile civile interesate si comunitatea locala cu privire la imbunatatirea continua a performantelor de mediu.3.Sistemul de Management de Mediu

In anul 2003 CNE Cernavoda a obtinut certificatul, care atesta ca centrala

nuclearelectrica de la Cernavoda are un sistem de management de mediu

conform cerintelor standardului ISO 14001. In anul 2007, sistemul a fost

recertificat pentru includerea Unitatii 2.

Protectia mediului la CNE Cernavoda a constituit si este o preocupare

permanenta si responsabila a intregului personal.

4.Identificarea aspectelor de mediu

Emisii radioactive in aerAerul din zona radiologica a centralei este dirijat, dupa filtrare catre cosul

de evacuare unde este masurat continutul de particule sau gaze radioactive si cel

de vapori de apa tritiata.

Interpretare:

Cresterea activitatii tritiului din efluenti in primii ani de functionare se

datoreaza acumularilor normale a tritiului in circuitele reactorului. Estimarile facute

pe baza experientei de exploatare au stabilit ca valorile emisiilor pe durata de

viata se vor mentine sub limitele de evacuare aprobate, la valori cat mai mici

posibile.

Totalul emisiilor de efluent radioactiv gazos este comparat saptamanal cu

limita administrativa (6% din Limita Derivata de Evacuare) si cu limita stabilita de

CNE Cernavoda prin angajamentele asumate la definirea obiectivelor de mediu.

Interpretare:

Datorita calitatii combustibilului utilizat si managementului acestuia, emisiile de I-131 au fost nesemnificative. Pentru tritiu si C-14 emisiile gazoase au fost sub Limita Derivata de Evacuare anuala aprobata.

Emisii radioactive in apa

Toata apa utilizata in centrala este evacuata in Dunare, dupa ce in prealabil

a fost filtrata pentru retinerea substantelor radioactive. In timpul evacuarii apa este

masurata continuu de un echipament special care poate sa opreasca evacuarea

daca sunt depasite limitele prestabilite. Aceste limite sunt stabilite administrativ de

catre CNE Cernavoda fiind mult sub limitele legale. Dupa deversare, apa este

continuu diluata cu apa de racire condensator si din nou diluata cu apa de

Dunare.

Saptamanal rezultatele monitorizarii radioactivitatii sunt centralizate si

comparate cu limitele administrative ale CNE Cernavoda si cu obiectivele de

mediu asumate.

In toti cei 12 ani de exploatare comerciala evacuarile de efluenti lichizi

radioactivi au fost mai mici decat Limita Derivata de Evacuare aprobata de catre

autoritati si sub obiectivele de mediu stabilite de catre CNE Cernavoda prin

implementarea Sistemului de Management de Mediu.

6.DozeEvaluarea dozei pentru o persoana din grupul critic, se face si se raporteaza catre autoritati, pe baza emisiilor de substante radioactive lichide si gazoase in mediu.Limite de doza

Limitele de doze utilizate la CNE Cernavoda sunt in concordanta cu Normele Fundamentale de Securitate Radiologica (NSR-01/2002) si recomandarile Comisiei Internationale de Protectie Radiologica (ICRP) stabilite in publicatia 60.

Obiectivele pentru dozele individuale si colective sunt stabilite anual. Sunt stabilite obiective de limitare a dozelor pentru anumite lucrari si echipe de lucratori in functie de situatia existenta, ca masura de control intermediar.

De asemenea este stabilit un sistem de control al dozelor incasate, pentru identificarea zonelor cu probleme si pentru luarea unor masuri corective in timp util.

Evolutiile dozei pentru o persoana din grupul critic, in perioada 1996 2007:

Doza pentru o persoana din public estimata si raportata pe baza evacuarilor radioactive

IInterpretare: Asa cum se poate observa din graficul prezentat doza pentru o persoana din public, calculata pe baza rezultatelor analizelor programului de monitorizare a efluentilor este de aproximativ o suta de ori mai mica decat doza legala. Acestea sunt valori calculate in mod conservativ, pe baza unui model care considera ca persoana respectiva este supusa iradierii pe toate caile- aer, apa, alimente produse in vecinatatea centralei si o dieta standard, fiind mult supraevaluate.

Dozele calculate pe baza rezultatelor programului de monitorizare radiologica a mediului care sunt mai apropiate de valorile reale, sunt chiar de doua mii de ori mai mici decat limitele legale de doza.7. Pregatirea pentru Urgenta

Pna n prezent nici o central\ de tip CANDU nu s-a confruntat cu evenimente sau accidente care sa puna n pericol securitatea si sanatatea popula]iei.

n ciuda faptului ca aceste riscuri sunt reduse la minimum, centrala fiind prevazuta cu sisteme

speciale pentru a face fata tunor evenimentelor de acest fel, sunt stabilite totusi misuri suplimentare pentru protectia populatiei si a mediului nconjurator. Printre acestea mentionam pregatirea de urgenta impusa de legislatia nationala pentru obtinerea Autorizatiei de Functionare a centralei. La centrala nuclearoelectrica Cernavoda, pregatirea de urgenta este verificata si mbunatatita prin exercitii trimestriale, anuale sau generale (o data la trei ani)

prin care se simuleaza diferite conditii de accident nuclear.

ncepnd din 1995, la centrala nuclearoelectrica Cernavoda s-au desfasurat un exercitiu international, trei exerci]ii nationale / generale si sapte exercitii locale / anuale: AXIOPOLIS 95, SAFE POWER 96, PHOENIX 97, DOBROGEA 98, DUNAREA 99, MILLENIUM 2000, AXIOPLOS 2001, EURO 2002, CHALLENGE 2003, EUXIN 2004, CONVEX-3 2005, START 2006 si EUROPA 2007.

Exercitiile au permis testarea planurilor de urgenta, mbunatatirea comunicatiilor si a altor activitati legate de urgenta radiologica. Informatiile importante pentru populat]ie n caz de

urgenta radiologica au fost incluse ntr-o brosura distribuita gratuit locuitorilor din localitatile aflate n raza de 10 km n jurul centralei.

8.Cadrul legislativ

Functionarea centralei nucleare este conditionata de respectarea legilor si normelor care reglementeaza aspecte legate de securitatea nucleara si de mediul nconjurator. Comisia Nationala pentru Controlul Activitatilor Nucleare (CNCAN) si Agentia pentru Protectia Mediului (APM) Constanta sunt autoritati de control care urmaresc continuu indicatorii de securitate nucleara si de mediu. n anul 2007, ca de altfel de la punerea n functiune a centralei, nu au

existat evenimente care sa duca la nerespectarea conditiilor din autorizatii.Hotararea 1515 din 19 noiembrie 2008 (Hotararea 1515/2008)

(privind emiterea autorizatiei de mediu pentru Societatea Nationala "Nuclearelectrica" - S.A. - Sucursala CNE - Unitatea nr. 1 si Unitatea nr. 2 ale Centralei Nuclearelectrice Cernavoda

Publicat in Monitorul Oficial 7 din 6 ianuarie 2009 (M. Of. 7/2009)In temeiul art. 108 din Constitutia Romaniei, republicata, si al art. 46 alin. (3) din Ordonanta de urgenta a Guvernului nr. 195/2005 privind protectia mediului, aprobata cu modificari si completari prin Legea nr. 265/2006, cu modificarile si completarile ulterioare,Art. 1. - Se emite autorizatia de mediu pentru Societatea Nationala "Nuclearelectrica" - S.A. - Sucursala CNE - Unitatea nr. 1 si Unitatea nr. 2 ale Centralei Nuclearelectrice Cernavoda, prevazuta in anexa care face parte integranta din prezenta hotarare.Art. 2. - Pe data intrarii in vigoare a prezentei hotarari, Hotararea Guvernului nr. 1.008/2005 privind emiterea autorizatiei de mediu pentru Societatea Nationala "Nuclearelectrica" Bucuresti - S.A. - Sucursala CNE-PROD Cernavoda - Unitatea nr. 1 a Centralei Nuclearelectrice Cernavoda, publicata in Monitorul Oficial al Romaniei, Partea I, nr. 823 din 12 septembrie 2005, se abroga.9.AUTORIZATIA DE MEDIU-pentru functionarea Unitatii nr. 1 si a Unitatii nr. 2 ale Centralei Nuclearelectrice Cernavoda (CNE Cernavoda) din localitatea Cernavoda, Str. Medgidiei nr. 2, judetul Constanta, care prevede organizarea desfasurarii activitatii in amenajarile existente pe amplasamentul in suprafata totala de 208.710,00 m2, exploatarea echipamentelor nucleare si clasice specifice si a anexelor (auxiliare si suport), in scopul producerii si distributiei energiei electrice si termice.Documentatia contine fisa de prezentare si declaratie intocmita de titularul de activitate, autorizatia de mediu pentru Societatea Nationala "Nuclearelectrica" (S.N.N.) - S.A. - Sucursala CNE-PROD Cernavoda - Unitatea nr. 1 a Centralei Nuclearelectrice (CNE) Cernavoda, emisa prin Hotararea Guvernului nr. 1.008/2005, acordul de mediu pentru finalizarea si punerea in functiune a Unitatii nr. 2 din cadrul obiectivului de investitii "CNE Cernavoda 5x700MW(e)", promovat prin Hotararea Guvernului nr. 964/2004, Acordul de mediu nr. 2.058 din 22 aprilie 2002, emis de Inspectoratul de Protectie a Mediului Constanta pentru depozit intermediar de combustibil nuclear ars al CNE-PROD Cernavoda, acte de reglementare emise de alte autoritati si contracte de prestari de servicii cu diverse unitati.10.Structura si ResponsabilitateComponenta a Societatii Nationale "Nuclearelectrica" SA, sucursala CNE Cernavoda are o structura organizationala de tip functional, centrata pe principalele functii ale acesteia: de productie, tehnica, de planificare si control al lucrarilor, de securitate nucleara, de radioprotectie, economica si de resurse umane, incluzand totodata si componente organizationale specifice unor functii asociate celor principale: asigurarea calitatii, tehnologia informatiei, protectie fizica etc.

Complexitatea proceselor si activitatilor desfasurate impune o definire clara a responsabilitatilor si un control riguros al modului de indeplinire a acestora.

Din aceste motive structura organizationala a CNE Cernavoda, specifica industriei nucleare, include un numar relativ ridicat de niveluri ierarhice, raportat la situatia existenta in unitati din alte domenii de activitate.

In cadrul acestei structuri, pe durata derularii unor proiecte, functioneaza echipe de proiect cu componenta multidepartamentala, fapt care promoveaza lucrul in echipa, aduce avantaje de natura tehnica si economica pentru organizatie si ofera oportunitati de dezvoltare pentru personalul implicat.

Este de mentionat faptul ca structura organizationala nu este statica, aceasta facand obiectul unui program de optimizare care vizeaza adaptarea cadrului organizational la cerintele specifice etapelor succesive din durata de viata a centralei, cresterea capacitatii de raspuns a organizatiei la stimulii si factorii de influenta din exterior, mentinerea unui climat propice pentru performanta.

Astfel, in perioada relativ scurta de la momentul intrarii in exploatare comerciala a primei unitati a centralei (2 Dec 1996), respectiv de la infiintarea Societatii Nationale "Nuclearelectrica" SA (iulie 1998) structura organizationala a sucursalei CNE Cernavoda a evoluat de la una specifica pentru etapa de realizare a investitiei si punerea in functiune a acesteia, catre o formula de organizare aliniata cerintelor etapei de exploatare ( initial cu o singura unitate operationala, iar din a doua parte a anului 2007 cu 2 unitati operationale ), care este apropiata de modelele utilizate in alte organizatii care opereaza centrale nucleare.

Procesul nu a fost simplu, a implicat actiuni de analiza a activitatilor si proceselor din centrala, de evaluare a pietei locale a serviciilor si identificare a activitatilor suport care pot fi asigurate (la standarde de calitate si eficienta economica acceptabile pentru industria nucleara) prin contractarea de servicii si, in final, parcurgerea mai multor etape de reorganizare interna in cadrul directiilor/departamentelor si la nivelul sucursalei.

11.Instruire, constientizare si competenta

Pregatirea personalului CNE este structurata pe urmatoarele directii principale:

Interna - cursuri teoretice si practice organizate la Departamentul Pregatire si Autorizare Personal care au ca scop ridicarea nivelului de pregatire si calificare a personalului CNE corespunzator cu complexitatea activitatilor de executat, eliminarea unor posibile consecinte cu efecte negative in securitatea nucleara, cresterea eficientei activitatii si reducerea duratelor de indisponibilitate a centralei.

La locul de munca - cursuri de pregatire practica, verificarea in instalatii, pregatire in instalatii si pregatire practica sub indrumarea sefului direct.

Externa - se realizeaza atat in tara, cat si in strainatate si este de regula pregatire specifica necesara unor grupuri mici de persoane.

Serviciul de Pregatire Generala Teoretica si Practica asigura pregatirea interna a intregului personal al centralei si are in responsabilitate urmatoarele domenii:

Programul de Pregatire in Stiinte Fundamentale ofera o intelegere a principiilor si fenomenelor care stau la baza caracteristicilor de proiectare si exploatare ale centralei;

Programul de Pregatire in Tehnologie Nucleara;

Programul de Pregatire de Baza pe Sisteme ofera notiuni de baza referitoare la: scopul si functiile sistemului, descrierea sistemului, sistemele de interconexiune, sistemele suport, instrumentatia din instalatie, reguli si limite de exploatare, pericole, rutine si activitati de mentenanta preventiva asociate sistemului;

Programul de Pregatire in Management atat pentru personalul de conducere, cat si pentru cel de executie;

Pregatirea Generala pentru Operatori din cadrul Programului de Autorizare Initiala; Pregatirea Rapida Ocazionata de Evenimente si Modificari (PROEM); Programul de Pregatire de Baza in Utilizarea Calculatoarelor; Programul de Pregatire Tehnica

Programul de Pregatire pentru Imbunatatirea Performantelor Umane asigura pregatirea personalului in domeniul performantelor umane;

Programul