Blíží se spad z Fukušimy úrovním Černobylu?

31. 03. 2011 18:30:00
Tak nám naši rakouští sousedé dělají zase informační kampaň o nebezpečích jaderné energetiky.

Jistý pan Wotawa, rakouský klimatolog, tvrdí, že radioaktivní spad z Fukušimy se blíží černobylským úrovním, a že tam prý uniklo „20-60%” Cesia-137 ve srovnání s Černobylem, navíc údajně za jediný den. Otiskují mu to už i v Americe v tamní verzi Ábíčka. Takže to vypadá, že mrak mediálního „spadu“ nové vědy blížící se tomu černobylskému už naplno ozářil přinejmenším americkou populátorskou arénu.

V tomto delším článku bych chtěl pomocí relativně jenoduchých jakkoli nepřesných odhadů poukázat na to, že tvrzení pana Wotawy jsou nadnesena možná i o několik řádů. To by bylo obzvláště trapné v případě někoho, kdo pracuje pro CTBTO (The Comprehensive Nuclear Test Ban Treaty Organization), tedy instituci, kde by měli o nukleární fyzice či alespoň základní matematice něco vědět. Bohužel se příliš nedivím, že populárně vědecký časopis v USA se nechá na takovéto „myšlenky“ nachytat, protože chuť udělat ze všeho senzaci je tam zřejmě stále značně velká.

Na začátek bude pro čtenáře dobré osvětlit, co představuje jednotka Becquerel: Jeden Becquerel je definován jako aktivita množství radioaktivního materiálu, v němž se jedno jádro atomu rozpadne za jednu vteřinu. Je to jednotka malá a pokud se to stane v kilu naší mrkve z obchodu 100x za vteřinu, je to považováno za mrkev bezpečnou.

Odcituji jaká pan Wotawa píše zde na oficiální stránce Rakouského Meteorologického ústavu ohromující tvrzení:

Die geschätzten Quellterme für Jod-131 sind sehr konstant, nämlich 1.3x1017 Bq/Tag für die ersten beiden Tage (USA-Messungen) und 1.2x1017 Bq/Tag für den dritten Tag (Japan). Für Cäsium-137 lassen die USA-Messungen auf einen Quellterm von 5x1015 Bq schliessen, während in Japan sehr viel mehr Cäsium in der Luft war. An diesem Tag würde der Quellterm mit etwa 4x1016 Bq abgeschätzt werden.

Bei der Reaktorkatastrophe von Chernobyl war der gesamte Quellterm von Iod-131 1.76x1018 Bq, der von Cäsium-137 8.5x1016 Bq. Die für Fukuschima abgeschätzten Quellterme sind damit bei 20% des Chernobyl-Terms für Jod, und 20-60% des Chernobyl-Terms für Cäsium.

Cituji oba odstavce v němčině, aby nedošlo k mýlce a abych je zachoval budoucím generacím jako skvostný příklad vědecky se tvářících, ale velmi pravděpodobně na hranici poplašné zprávy nepravdivých závěrů, patrně nejen k získání pozornosti médií a vystrašení tradičních rakouských protijaderných aktivistů, ale už celého světa.

Překlad do češtiny:

"Odhadované zdrojové úrovně pro Jod-131 jsou velmi stálé, jmenovitě 1.3x1017 Bq za den pro tyto dva první dny a 1.2x1017 Bq/den pro třetí den (Japonsko). Pro Cesium-137 uzavírají americká měření z jednoho zdroje na úrovni 5x1015 Bq, zatímco v Japonsku bylo ve vzduchu Cesia mnohem více. Tento den by byly zdrojové úrovně přibližně 4x1016 Bq".

Při katastrofě černobylského reaktoru byla celková zdrojová úroveň Jodu-131 10x1018 Bq a pro Cesium-137 8.5x1016 Bq. Odhadované zdrojové úrovně pro Fukušimu jsou proto okolo 20% černobylských úrovní a 20-60% černobylské úrovně pro Cesium.“

Zvláště poslední věta „závěru“ se mi zdá jako opravdu značné přehánění. Nužno dodat, že pan Wotawa později ještě zvedl ono číslo pro Cs-137 dokonce na 5x1016 Bq – a to přestože byl upozorněn, že i tak je velice pochybné.

Jádro izotopu Cesia-137 má poločas rozpadu 30.23 let. Jedná se o jeden z nejnebezpečnějších kontaminantů vznikajících jaderným štěpením, protože má relativně dlouhý poločas rozpadu, nicméně přesto poměrně vysokou energii gama záření, je poměrně těkavý pokud jsou teploty dostatečné, avšak zároveň má relativně vysokou přilnavost k zemině. Je to nejdůležitější dlouho přetrvávající kontaminant v černobylských zónách, protože byl doslova vystřelen při náhlé jaderné exkurzi odovídající výbuchu 10 tun TNT a zbytek se doslova vypařil z dokořán otevřeného reaktoru při teplotách nad 2000 °C způsobených dílem vysokou saturací zbylého jaderného paliva radionuklidy s krátkým časem rozpadu, vytvářejícími velké rozpadové teplo a dílem hořícím grafitem – souhrou okolností, která ho vynesla relativně velmi vysoko do atmosféry, kde se z něj vytvořil aerosol, který byl zanesen ve vysoce radioaktivním mraku velice daleko. Cs-137 má ještě jinou špatnou vlastnost, a to že si ho živé organismy, zejména rostliny, mají tendenci plést s draslíkem ve svém metabolismu a proto ho v sobě akumulují, pokud je okolo draslíku nedostatek.

Podle zprávy IAEA je celkové množtví radioaktivních materiálů, které unikly při černobylské katastrofě do prostředí, odhadováno na 14x1018 Bq, ze kterých pak Cs-137 bylo přibližně 8.5x1016Bq. Přeloženo do váhy (pro představu kolik to je) v gramech pomocí rovnice:

W = ((2 x H x Sy) x Bcs) / N) x Gcsm

W – váha v gramech, H – poločas rozpadu, Sy – počet vteřin v roce, Bcs – počet Becquerelů Cs-137, N – počet jader v jednom molu, Gcsm – váha jednoho molu Cs-137

((2x30.23x365.25x24x60x60x85x1015)/6.02214179×1023)x136.907= 36869 gramů Cs-137

To znamená, že černobylská katastrofa podle odhadů IAEA jako sopka „vyvrhla“ ~36.9 kilogramů onoho nebezpečného Cs-137 do vzduchu a to pak přetrvává díky svému dlouhému poločasu rozpadu v životním prostředí a celých cca 3100 km2 kolem Černobylu muselo být dlouhodobě evakuováno, neboť koncentrace tohoto izotopu Cs-137 (+ dalších izotopů s delším poločasem rozpadu) tam byla nad 1.5 miliónů Bq/m2 - což už by v kombinované vnitřní-vnější expozici představovalo slušnou dávku radiace ročně i nad sovětské hygienické limity.

Přesto pan Wotawa chce, abychom uvěřili, že téměř polovina tohoto množství (17.4 kg) Cs-137, nebo snad i těch „60%“ vylítla ve Fukušimě do vzduchu za jediný den.

17.4 kg Cs-137 za den, specielně za tak slabého větru a relativně nízké teploty? (podstaně nižší než v Černobylu a umožňující tak i rádově vyšší koncentraci na místě) Každý by měl problémy přežít v bezprostřední blízkosti Fukušimské elektrárny byť i jen hodiny, kdyby tam do vzduchu uniklo něco jako 17.4kg Cs-137 (něco jako kdyby tam byl rozprášen obsah přibližně 800 gama ozařovačů, který jeden jediný zabil několik lidí a vážně ozářil mnoho v tzv. nehodě v Goiânii – kde sběrači šrotu rozbili gama ozařovač z nemocnice obsahující pár gramů Cs-137 a celé město pak muselo být dekontaminováno) + stovky kilogramů Xe-133, I-131, I-133, Te-129m, Te-132, Cs-134, Cs-136, Kr-85, Sr-89, Sr-90, Ru-103, Ru-106, Ba-140, Zr-95, Np-239, Mo-99, Ce-141, Ce-144... a mnoho dalších produktů štěpení!

Je důležité zdůraznit, že ve Fukušimě byly plyny a aerosoly z přehřátých ale neporušených reaktorů a kontejnmentů vypuštěny přes vodu v tzv. pressure suppression chamber, a ona aerosolová rezidua Cs-137 (který je dobře rozpustný ve vodě a jeho oxidy s ní bouřlivě reagují) ve vypouštěné páře byla tedy pak o několik řádu nižší, než kdyby reaktor explodoval jako v Černobylu. Takže by pro pana Wotawu bylo asi lepší přirovnávat Fukušimu k nehodě v Three Mile Island, jak činí ti, co jsou méně omámeni vlastní velikostí, kde bylo podobně nutno vypustit páru z kontejnmentu reaktoru s částečně roztaveným jádrem. Což by ale asi nebylo tak mediálně zajímavé, neboť při té nikdo nezahynul ani nebyl zraněn.

Teď, jaké úrovně radiace by byly kolem Fukušimy, kdyby z ní skutečně uniklo páně Wotawových 4x1016Bq Cs-137 během toho třetího dne? (14. března – a pokud navíc zcela zanedbáme ty ostatní, kde tvrdí hodnoty o řád nižší) Máme díky TEPCO podrobná měření rychlosti větru, takže můžeme poměrně jednoduše odhadovat a nepotřebujeme na to ani žádné tajemné počítačové simulace v jedovatých barvách a bez reálné jednotkové škály, kterými rakouští meteorologové už přes týden straší USA a jsou v tom se svými kolegy tamtéž natolik úspěšní, že se uvedla do pohybu dvěstětisícová vojenská mašinérie evakuace Japonska.

Jaká by musela být průměrná úroveň radiace (v Becquerelech) řekněme v 500m okruhu kolem zdrojů (tedy těch poškozených reaktorových budov) pokud bychom přistoupili na páně Wotawovo přirovnání Fukušimy k Černobylu a oněch emisí 4x1016 Bq Cs-137 během onoho třetího dne?

Průměrná rychlost větru toho dne byla velmi nízká - 1.2 m/s – což znamená, že vítr by v naší oblasti vymezené kruhem vyměnil za celý den vzduch (1.2*(24x60x60)/500) = <207.36 krát (nanejvýše – ve skutečnosti se směr větru měnil během dne, takže by to bylo méně). V Černobylu bylo celkové množství rozptýleného radioaktivního materiálu přibližně 14x1018Bq, z toho Cs-137 bylo ~8.5x1016 Bq, takže poměr rozpadové aktivity Cs-137 z celkového množství bylo:

1/(14x1018/8.5x1016) = 1/165.

Pokud by ve Fukušimě bylo 4x1016 Bq Cs-137 rozptýleno během jednoho dne (podle pana Wotawy) pak by průměrná koncentrace jen Cs-137 v našem 500m kruhu byla do 2 metrů nad zemí (kde se lidé obvykle nacházejí) více (Cs-137 je podstatně těžší vzduchu) než:

(4x1016/207.36)/(2x3.14 x2502)) = 491 MegaBq/m3

Tato koncentrace by ale rostla geometrickou řadou směrem k reaktorovým budovám a v jejich bezprostřední blízkosti bychom mohli očekávat desítky GigaBq/m3 ve vzduchu a z důvodů akumulace padajícího kontaminovaného prachu dost možná až půl TeraBq/m2 na zemi ve formě extrémně kontaminovaného prachu, který by přízemně průběžně zpět kontaminoval vzduch.

Nikoli pro účel našeho srovnání, ale jen aby náš odhad byl úplný: Pokud bychom použili výše zmíněný černobylský poměr, abychom odhadli celkovou radioaktivitu (vynásobíme ono 491MBq těmi 165): tj. 65GBq/m3 v průměru -na celé ploše našeho 500m kruhu. A ve skutečnosti opět mnohem více na místech blízko reaktorovým budovám, protože všechny pevné radionuklidy (kromě Xe-133 Kr-85 na daných teplotách) by se průběžně ukládaly na zemi v koncentracích zvyšujících se geometrickou řadou směrem ke zdrojům radionuklidů (k reaktorovým budovám – které mají cca 48x35m a jsou tedy cca 10x menší ve srovnání s naším kruhem 500m v průměru). V jejich blízkosti by mohlo být i deset TBq/m3 aktivity ve vzduchu a možná stovky TBq/m2 (!) na zemi – což by bylo vskutku velmi podobné jako v Černobylu vzápětí po katastrofě, možná horší.

Nic takového nebylo změřeno ve Fukušimě. Zatím nejvyšší naměřená hodnota v kontaminované vodě (té, přes kterou nejspíše probublala pára z raktoru, voda, která později zřejmě z kontejnmentu částečně unikla) byla 20 Tbq/m3 (ne tedy ve vzduchu kolem elektrárny!). Je to hodnota velice vysoká a s největší pravděpodobností znamená únik z jednoho nebo více kontejnmentů, které bude potřeba utěsnit. Číslo má stejný řád jaký by implikovaly čísla pana Wotawy, avšak nepopisuje hodnoty ve vzduchu, který může postupně částečně odvát vítr, ale hodnoty obsažené ve vodě (poznámka: ve vodě jsou hodnoty radioaktivity na objem typicky několik řádů vyšší než ve vzduchu, neboť spousta radionuklidů se v ní rozpouští a také proto, že voda má cca. 850 krát větší hustotu než vzduch), voda, která se v mezích možností nešíří na velké vzdálenosti, je relativně zabezpečena v podzemním betonovém příkopě, může být vypumpována a uskladněna dokud se v ní nerozpadnou izotopy s krátkým poločasem rozpadu – čímž se její radioaktivita sníží několikařádově - a pak dekontaminována od zbytku, a která nepředstavuje výrazné riziko pro nikoho jiného, než pracovníky v té elektrárně. Důležité poznamenat, že dělníci, které tato vysoce radioaktivní voda popálila a ozářila nebyla firma, pro kterou pracují schopna vybavit vhodnými ochranými pomůckami – které pokud by byly použity, tak by velmi pravděpodobně zabránily poranění, nebo alespoň podstatně zmírnily jejich závažnost.

Podle dokumentu IAEA je ekvivalentní dávka v Sievertech za hodinu pro půdu kontaminovanou Cs-137 daná vztahem:

Pomocí rovnice můžeme odhadnout, že kdyby tam bylo opravdu půl TBq/m2 Cs-137 v blízkosti reaktorových budov – jak by implikovala čísla páně Wotawy – pak by tam průměrná ekvivalentní dávka musela být celý ten den:

>((1.6x10-12)x(500x109)) = >800 miliSv/h

- pouze z akumulovaného Cs-137 – a možná nejméně řádově desetnásobně více pro celkovou akumulovanou radioaktivní kontaminaci – což by znamenalo >8 Sievertů za hodinu (dávka na niž většina lidí zemře je 4 Sieverty) a to jen co se týče gama radiace (pronikavé – odstínitelné např. olovem). Proč nejméně desetkrát? -Například onen Jód-131 má cca poloviční energii gama při rozpadu než Cs-137, takže vnější dávka je tím menší. Nicméně jen z čísel páně Wotawy by tam bylo 30x více onoho vysoce radioaktivního izotopu Jódu-131, takže tento jen jeden z mnoha dalších produktů štěpení, které by tam musely být přítomny kromě onoho izotopu Cs-137, by tam ekvivalentní radiační dávku zvýšil v řádu desetinásobku. Toto by bylo bezprostředně nebezpečné životu a činilo by to z jakýchkoliv záchraných pokusů v té relativně malé skupině 50 lidí sebevražednou misi pro ty, co by tam zůstali jen o něco více než pár minut.

Avšak znovu, nic takového nebylo ve Fukušimě měřeno, natož konzistentně, průměr byl pod 20 tisícin Sievertu za hodinu, a nejvyšší krátkodobá naměřená hodnota ohlášená IAEA byla 400 miliSievertu za hodinu, dlužno říci, že to bylo o den později, než ten den, ke kterému se vztahuje číslo pana Wotawy, a hodnoty na okraji elektrárny nikdy ani chvilkově nepřekročily 12 tisícin Sievertu za hodinu a těch Becquerelů Cs-137 ve vzduchu tam teď nějak měří místo oněch stovek miliónů jen nějak tak o 5-6 řádů méně. Asi už se to odválo do těch států...

Je nutné poznamenat, že tato srovnání jsou hrubé odhady. Jediné co z nich můžeme usuzovat s naprostou jistotou je, že viditelně z Fukušimy neunikla ona strašná kvanta radioaktivity srovnatelná s Černobylem v řádu desítek procent této katastrofy za pouhý den, jak se nám a celému světu snaží namluvit pan Wotawa.

Číslo pana Wotawy pro únik Cs-137 velmi pravděpodobně pochází z nějakých měření prováděných CTBTO předně ke sledování, zda někdo náhodou tajně neprovádí jaderné pokusy (- žádal jsem p. Wotawu o zdroje, ale bohužel mi nikdy neodpověděl, jak už je u těchto eko-vědátorů rutina, takže je bohužel nemohu porovnat a případně zjistit jakým hnutím mysli přišel ke svým alarmujícím hodnotám). Měření ve Fukušimské elektrárně a okolí napovídají, že únik Cs-137 do vzduchu tam byl v řádech možná několika desítek gramů (desítky TBq) za dny mezi 12.-18. březnem. Je to stále dost, ale velmi pravděpodobně to zůstane v blízkosti elektrárny, kde je možno uvažovat o dekontaminaci a/nebo díky převažujícímu větru to stejně skončí na otevřeném oceánu, kde se to rychle rozptýlí do bezpečných úrovní. Kontaminace vnitřního ostrova Honšú bude nebezpečně vysoká (>1Mbq/m2) patrně jen na izolovaných místech, kde byla radioaktivita ze vzduchu smyta deštěm předtím, než se stačila dostatečně rozptýlit. Případná kontaminace jeho východního pobřeží, stiženého už jednou katastrofou, bude záležet na tom, jak si záchranáři poradí s onou vysoce kontaminovanou vodou, aby se jí pokud možno co nejméně dostalo do moře.

Myslím si, že ony velmi patrně řádově nadnesená čísla onoho rakouského pracovníka CTBTO mohou sloužit jako další příklad přehánění protijaderných aktivistů. Doufám, že tento článek alespoň trochu napomůže uvedení věcí na pravou míru.

Myslím si – a zřejmě nejsem sám s podobným názorem – že série nehod ve Fukušimě způsobená téměř bezprecedentním zemětřesením a především vlnou tsunami, která přišla po něm, ukazuje, že jaderná energetika je relativně bezpečná i v nejextrémnějších situacích – více lidí při nich zahynulo z důvodů těch skvěle bezpečných obnovitelných přehradních hrází (jejich obnovitelnost zřejmě spočívá v tom, že se dají postavit znovu), či při onom požáru rafinerie v Sendai – zvláště pokud vezmeme v úvahu, že dnešní jaderné technologie jsou mnohem bezpečnější, než v 60. letech vyprojektovaná Fukušima, jistě pro zdraví bezpečnější, než energetika fosilních zdrojů jako uhelné elektrárny – kterou pouze jaderná energie tak jako tak má kapacitu nahradit – a že technologie budoucnosti 4. generace jaderných elektráren budou zřejmě ještě bezpečnější, než ty současné, pokud je někdo vyvine a nasadí také někde jinde než v Rusku, Japonsku, Číně a Indii. Doufejme, že rozum nakonec převáží nad iracionálními fóbiemi živenými nezodpovědnými jedinci a institucemi strašícími veřejnost – buď jako výsledek fanatismu, sledování určité agendy a nebo prostě nabubřelosti.


© 2011 Translation: Jan Zeman, all rights reserved - original english version of the article can be downloaded HERE

článek byl průběžně konzultován s RNDr Ondřejem Chválou PhD. z Brookhaven National Laboratory

Autor: Jan Zeman | čtvrtek 31.3.2011 18:30 | karma článku: 23.83 | přečteno: 3023x

Další články blogera

Jan Zeman

USA: Statistika napovídá že republikáni mohou udržet většinu v obou komorách Kongresu

Není vůbec vyloučeno, že si Republikánská strana udrží většinu ve Sněmovně Reprezentantů a v Senátu je dokonce celkem pravděpodobné, že tam dokonce trochu posílí.

6.11.2018 v 19:08 | Karma článku: 14.22 | Přečteno: 329 | Diskuse

Jan Zeman

Kongres potvrdil D. Trumpa prezidentem USA

Kongres Spojených států certifikoval výsledek voleb a včera s konečnou platností potvrdil D. Trumpa prezidentem USA.

7.1.2017 v 7:47 | Karma článku: 29.62 | Přečteno: 671 | Diskuse

Další články z rubriky Životní prostředí a ekologie

Jarda Ficek

Ekologie nebo gretenismus

Jak doba jde, čas letí, stále důrazněji, příkřeji až ultimátně jsme nabádáni a alarmováni ku snaze o záchranu matky země, klimatu, k ekologickému chování. Študáci v pátek místo školy demonstrují po vzoru novodobé světice Grety ...

24.6.2019 v 6:00 | Karma článku: 20.23 | Přečteno: 456 | Diskuse

Jiří Žamboch

Úžasné přednášky předních českých odborníků na téma Voda (a sucho)

V Ústí nad Labem proběhl v Hraničáři 8.večer Re-vize Ústí na téma Voda. Přednášky špičkových odborníků i panelová diskuze byly natolik strhující i pro laickou veřejnost, že stojí za shlédnutí.

23.6.2019 v 12:20 | Karma článku: 12.47 | Přečteno: 304 | Diskuse

Marcel Šádek

Ledňáček

Tohle není ani povídka a není to ani básnička. A netýká se to ani politiky. No k čemu to vlastně je, si teď zpětně říkám?

18.6.2019 v 17:53 | Karma článku: 9.86 | Přečteno: 198 | Diskuse

Mirek Matyáš

Neuvěříte, jak je na tom ta elektromobilita v ČR skvěle ...

... zvlášť když zjistíte, z čeho se ta elektřina - na kterou elektromobily jezdí, vlastně vyrábí ...

17.6.2019 v 6:17 | Karma článku: 17.85 | Přečteno: 986 | Diskuse

Jiří Houfek

BPS vs. UE ring volný 1. kolo

Na úvod použiju demagogický blábol od jistého pana Papeže z roku 2015 : Výroba bioplynu je ekologická i ekonomická zároveň, a proto pokud hovoříme o obnovitelných zdrojích energie, rozhodně bychom neměli na bioplyn zapomínat.

15.6.2019 v 22:12 | Karma článku: 20.13 | Přečteno: 260 | Diskuse
Počet článků 83 Celková karma 0.00 Průměrná čtenost 3727

Studoval jsem elektrotechniku a psychologii a dostal doktorát v oboru psychologie a historie terorismu. Dále intenzivně studuji nejširší otázky geopolitiky. Pracoval jsem i jako poradce v Senátu PČR a pro prezidentskou kancelář. Léta předtím řešil koncepční otázky v síti CZFree. Žiji převážně v cizině, ale do ČR se často vracím si do hospody zakouřit.

Najdete na iDNES.cz