Aszódi Attila
BME Nukleáris Technikai Intézet

A nukleáris szakmában dolgozók jelentős része meg van győződve arról, hogy az atomenergetikának hosszú távon jövője van az emberiség energiaigényeinek kielégítésében. Az elmúlt évtizedekben bebizonyosodott, hogy a nukleáris energiatermelés gazdaságos, versenyképes komponense az energiakoktélnak. Az üzemanyag készletek stabil áron politikailag stabil országokban állnak rendelkezésre, így itt a szénhidrogénekéhez hasonló hektikus árváltozásokkal még közép- és hosszútávon sem kell számolni. Az üzemanyag-felhasználás szempontjából további előny, hogy az atomerőműben megtermelt villamos energia árának mindössze 10-15%-át teszi ki az üzemanyagköltség, így jelentősebb uránárváltozás is csak kis mértékben változtatná az atomerőművi áram árát. Ez a körülmény hosszú távú árstabilitást és tervezhetőséget biztosít egy ország villamosenergia-rendszerében. Az atomenergetika fontos szerepet játszik a megfelelő szintű ellátásbiztonság kialakításában. A globális felmelegedés egyértelművé válása, a tudomány és a környezetvédelem által megkondított vészharangok hangjai eljutottak az emberekhez, így annak a ténynek a tudatosítása, hogy az atomenergetika nem termel üvegházhatású gázokat, tovább erősíti annak pozícióit. A - divatossá vált - fenntartható fejlődésben az atomenergetikának tehát meghatározó szerep juthat.

Ezek azok az érvek, amelyekkel a nukleáris szakma eredményesen tudja tájékoztatni a lakosságot. Ugyanakkor kétségtelen problémát jelent a társadalmi elfogadtatásban, hogy az atomerőművek biztonsága állandóan felvetődő, az embereket folyamatosan foglalkoztató kérdés. Másfél évtizede próbáljuk tudatosítani, hogy a Csernobilihez hasonló baleset a könnyűvizes reaktorokban nem következhet be, hogy ezt azonban el is hiszik-e az emberek, az kérdéses. A másik, közérdeklődésre számot tartó kérdés a radioaktív hulladékok ügye. Az atomenergetikáról folyó beszélgetésekben szinte mindig felvetődik, hogy mi lesz a radioaktív hulladékokkal. Amíg kerek választ tudunk adni a kis- és közepes aktivitású hulladékokkal kapcsolatban - miszerint rengeteg pozitív nemzetközi példa van, a végleges elhelyezés mind műszákilag, mind pedig finanszírozás szempontjából megoldott -, a nagy aktivitású hulladékok problematikája ilyen könnyen nem zárható le. Habár az USA és Finnország kijelölte a telephelyet a nagy aktivitású hulladékok végleges tárolója számára, számos nyitott kérdés van, amelyek - a lakosság számára is teljesen meggyőző - megválaszolása csak egy-két évtizeden belül várható.

Az atomenergetika pozitív jövőképének megvalósíthatósága érdekében megnyugtató válaszokat kell tudnunk adni a fenti kérdésekre, és meg kell tudnunk győzni a lakosságot, hogy az előttünk álló feladatok megvalósíthatóak.

Az atomenergetika lakossági elfogadottságának fenntartásához, illetve az elfogadottság növeléséhez meggyőző válaszokat kell tudnunk adni a kételyekre. Ez csak abban az esetben lehetséges, ha a műszaki tudás és a szakmai kompetencia folyamatosan fennmarad, aminek alapfeltétele, hogy az atomenergetika volumene ne csökkenjen. A fiatal pályakezdők - akik az aktív tudást továbbvihetik a következő évtizedekre - csak akkor vonzódnak egy szakterülethez, ha látják abban a perspektívát. Éppen a szakember-utánpótlás és a kompetencia fenntartása érdekében a legfontosabb feltétel a működő atomerőművek élettartamának meghosszabbítása addig a határig, ameddig az műszakilag és gazdaságilag lehetséges. Az élettartam hosszabbítás a szakmai kompetencia átmentését teszi lehetővé addig az ideig, amikorra a fenti kérdésekre adott meggyőző válaszok az atomenergia újabb fellendülését eredményezik. Az élettartam hosszabbítás hatékony kommunikációja és az élettartam hosszabbítási program következetes véghezvitele nélkül az atomenergetika éppen a szakember-utánpótlás oldaláról lehetetlenülne el, amit mindenképpen el kell kerülni.

A finnországi példából kiindulva várható, hogy a következő 10-15 évben a fejlett iparral rendelkező országokban is sor kerülhet néhány új atomerőművi blokk építésére, habár nem valószínű, hogy ez ebben az időtávlatban tömegessé válna. Nagyon ígéretesek az újgenerációs reaktorok, valamint a tórium-hasznosításra vonatkozó törekvések. Magyarországnak nyomon kell követnie ezeket a fejlesztéseket, hogy adott esetben könnyen alkalmazni tudja a világon folyó ilyen irányú kutatási és fejlesztési programok eredményeit.

Az elméleti ismeretek bővülése, valamint a számítási kapacitás és a szimulációs eszközök intenzív fejlődése ma minden eddiginél részletesebb számításokat tesz lehetővé az atomerőművek biztonsági elemzése területén. A részletes háromdimenziós analízisek, tranziens számítások segítségével újra lehet értékelni azokat a faktorokat, amelyeket néhány évtizede a korábbi számítási apparátus bizonytalanságai miatt biztonsági tényezőkkel fedtek le. Az atomerőművek - napirenden lévő teljesítménynövelésekor fel kell használnunk a rendelkezésre álló legkorszerűbb elemző módszereket, ugyanakkor nem képzelhető el, hogy a reaktorok teljesítménynövelése a biztonsági korlátok csökkentésével, vagy abszolút értelemben a biztonság csökkenésével kerüljön megvalósításra.

A szakember-utánpótlásról szóló részben leírtaknak megfelelően a blokkok teljesítménynövelését - bárhol a világon - csak akkor szabad megvalósítani, ha az nem megy a tervezett élettartam hosszabbítás rovására. Ez természetesen azt is jelenti, hogy a közeljövőben meghozandó műszaki döntéseket csak részletes és hosszú távra kitekintő trendelemzések ismeretében szabad meghozni.

A világ összes atomerőmű üzemeltetője számára a társadalom és a nukleáris szakma iránti felelősségből származó kötelezettség, hogy a lehető legnagyobb körültekintéssel és gondossággal üzemeltessék atomreaktoraikat. A nukleáris energetika valószínűleg nem bírna ki még egy jelentős környezeti kibocsátással nem járó, ám műszakilag súlyos reaktorbalesetet sem! Az üzemeltetési fegyelem fenntartása, az üzemeltetők magas színvonalú oktatása, szintentartó- és továbbképzése a legfontosabb feladatok közé tartozik.

Ugyanakkor elengedhetetlen feltétel, hogy az újonnan épülő reaktorok az ésszerűen elérhető maximális biztonsággal rendelkezzenek. Csak olyan reaktorok építhetőek, amelyek belső - inherens - biztonságúak. A passzív védelemre alapuló újgenerációs reaktorok minden bizonnyal előtérbe kerülnek a közeljövő atomenergetikai programjaiban.

A kis- és közepes aktivitású hulladékok elhelyezésének problematikáját a világ legtöbb országában megoldottnak tekintik, és azt a lakosság is elfogadja. A többi országhoz hasonlóan Magyarországnak is - széles lakossági tájékozottság és ebből eredő elfogadottság mellett ki kell alakítania a kis- és közepes aktivitású hulladékok végleges tárolóját. A Bátaapáti térségében folyó kutatási program következetes végigvitele, majd a mélygeológiai tároló megépítése egy sokéves problémára adna megnyugtató választ, ami biztosan tovább javítaná az atomenergetika hazai elfogadottságát.

Fel kell gyorsítani a nagy aktivitású és/vagy hosszú felezési idejű radioaktív hulladékokkal kapcsolatos kutatásokat. A végleges tároló tervezett telephelyének kutatása mellett részletesen kell vizsgálni azt is, hogy a hulladékok milyen formában kerülnek majd elhelyezésre. A kiégett üzemanyag kazetták direkt elhelyezéséhez képest a tárolóba kerülő anyag radiotoxicitását jelentősen csökkenti - a jelenleg több országban alkalmazott - reprocesszálás, így ezt a lehetőséget Magyarország számára is részletesen elemezni kellene.

A világban tapasztalható trendeknek megfelelően a jelenlegi elhelyezési opciók mellé komolyan fel kell venni a transzmutáció vizsgálatát is! A transzmutáció lényege a radioaktív hulladékban lévő hosszú felezési idejű aktinidák (plutóniumizotópok és másodlagos aktinidák) és hosszú életű hasadási termékek átalakítása rövidebb életű, illetve stabil izotópokká.

1. ábra. A nyersanyagként felhasznált uránérchez viszonyított radiotoxicitás időbeni alakulása különböző összetételű nagy aktivitású hulladék esetén. A transzmutáció elsődleges célja az aktinidák megsemmisítése ("összes aktinida eltávolítása" feliratú görbe), amelynek segítségével a szükséges tárolási idő 300-400 évre csökken.

A transzmutáció alkalmazása nagyságrendekkel csökkenti a radioaktív hulladékok lebomlási idejét, jelentősen csökkentené az elhelyezendő radioaktív anyagok mennyiségét, aktivitását és az elhelyezéssel kapcsolatos kockázatokat (1. ábra), így ez megalapozottabbá tenné a hosszú távú tervezést, és minden bizonnyal javítaná a lakossági elfogadottságot is.

Fontos tudnunk, hogy a transzmutáció bevezetése az egész atomenergia-rendszert érintené. Új reaktor típusok fejlesztésére (például sóolvadékos reaktorok, gyorsítóval hajtott szubkritikus rendszerek, gyors reaktorok), és az atomenergia-rendszer optimalizálására, valamint széleskörű nemzetközi összefogásra van szükség egy ilyen program megvalósításához. Napjainkban ezen a területen korszakváltásnak vagyunk tanúi, aminek az ad még nagyobb jelentőséget, hogy a váltás nélkül az atomenergetika hosszú távú jövője válhat kérdésessé!

Ma az atomenergetika 0,3-0,4%-os üzemanyag hasznosítási hatásfok mellett működik. Ha feltételezzük, hogy a teljes atomenergia-rendszer 370 000 MW beépített teljesítmény mellett működik hosszú távon, akkor a gazdaságosan kiaknázható hasadóanyag-készletek mindössze 80 évre elegendőek. Az üzemanyag-készletek kimerülése miatt az alacsony üzemanyag hasznosítási hatásfokú atomenergia-rendszer nem lesz fenntartható! Jelenleg az uránnak több, mint 99%-a marad meg dúsítási maradék, illetve kiégett üzemanyag formájában, ami igen pazarló uránfelhasználást jelent.

A leírtakból kitűnik, hogy a jobb üzemanyag hasznosítás, valamint a nagy aktivitású és/vagy hosszú felezési idejű radioaktív hulladékok problematikája sok ország szakembereit foglalkoztatja. Ha ezeket a fejlesztéseket gazdaságossá sikerül tenni, akkor a fejlesztések forrását hosszú távon maga az atomenergetika tudja megteremteni. A transzmutáció kifejlesztése csak egy hosszú távon működő atomenergia-rendszerben fizetődik ki, de ugyanakkor ez adhat hosszú távú perspektívát az atomenergetikának.

A választási lehetőségeinket leegyszerűsítve ma két út áll előttünk:

1. Ha nem valósítjuk meg a transzmutációt, akkor 80 év alatt az atomenergetika felhasználja a gazdaságosan kitermelhető uránkészleteket, amelynek következtében a jelenlegi felépítésű atomenergia-rendszer elhal. A keletkező radioaktív hulladékok hátramaradnak és néhány százezer év alatt bomlanak csak le. A hosszú felezési idejű radioaktív hulladékok végleges elhelyezése továbbra is komoly kihívás marad a társadalom számára.
2. Ha kifejlesztjük az atomenergia-rendszer szintjén megvalósítható transzmutációt, akkor egy-másfél nagyságrenddel csökkenthetjük a nagy aktivitású radioaktív hulladékok mennyiségét, valamint néhány százezer évről néhány száz évre (vagyis három nagyságrenddel) csökkenthetjük a hulladékok lebomlásához szükséges tárolási időt. Ezzel jelentősen javítható az atomenergiarendszer hasadóanyag hasznosítási hatásfoka, és megoldható a jelenlegi társadalmi elfogadtatásban legnagyobb problémát jelentő hulladék elhelyezési kérdés. További következmény, hogy tulajdonképpen a mostani atomenergia-rendszernél egy nagyságrenddel nagyobb teljesítményű rendszer sem termelne több hulladékot, mint a jelenlegi rendszer, így az atomenergetika jelentős szerepet vállalhatna a Föld növekvő energiaigényeinek kielégítésében és a fenntartható fejlődésben, szerepe hosszú távon sem csökkenne, hanem várhatóan még növekedne is.

Gadó János véleménye szerint¹ az 1940-1960 időszakban, az atomenergetika hőskorában az atomenergetikával foglalkozó első generációs szakemberek szándékosan olyan "szolgalelkű második generációt" alakítottak ki - és hagytak hátra - maguk mögött, akik nem tudják úgy irányítani a kutatást, mint azt az első generáció tagjai tették. Gadó szerint jönnie kellene egy olyan új, harmadik szakember-generációnak, amelyik az első generációhoz hasonló lendülettel tudná előrevinni a folyamatokat.

Én úgy vélem, hogy tényleg szükség van ennek az új generációnak a megjelenésére, azonban ez mindaddig nem lehetséges, amíg nincs egy olyan fontos, nagy és merőben új feladat, ami megmozgathatná ezeket a fiatal embereket. Hiszen az első generáció is egy nagyon intenzív fejlesztést vezethetett, és azok a szakemberek, akik például a paksi atomerőművet felépítették, fiatalon olyan feladatot kaptak, amelyet előtte Magyarországon még senki sem hajthatott végre. Tehát akkoriban megvolt a kihívás, ami kellő perspektívát és világos célt tűzhetett ki a kiemelkedő fiatal szakemberek elé. Ezt a nagy kihívást egy meglévő, középkorú erőmű üzemeltetésében csak kevesen találhatják meg. A transzmutáció mint új technológia kutatása azonban olyan kihívást, feladatot jelent, amin ez a 3. generáció ténylegesen felnőhetne.

A transzmutációval kapcsolatos kutatás fejlesztési feladatok a jelenlegi fiatal szakember-generáció idejében megoldhatók lennének, ez adhatna hosszú távú feladatot és jövőképet a számukra. A nemzetközi összefogásban megvalósítandó kutatás tulajdonképpen a kisebb országok számára még fontosabb, mint a nagyoknak, mert alig képzelhető el, hogy az atomenergetikát ma alkalmazó 31 ország mindegyikében találnak majd olyan telephelyet, amely minden szempontból alkalmas lesz a nagy aktivitású hulladékok végleges elhelyezésére.

A szakember-utánpótlásról szóló fejezetre utalva itt is szeretném kihangsúlyozni, hogy hosszú távon (50-80 éves távlatban) a nagy aktivitású hulladékok problémájának és részben a ma működő energetikai reaktorok leszerelési feladatainak - megoldására a megfelelő szakembergárda csak akkor fog rendelkezésre állni, ha az atomerőművek élettartam hosszabbítása okán az aktív szakemberállomány folyamatos utánpótlással rendelkezésre fog állni.

Az atomenergetika mint gazdaságos, biztonságos és környezetkímélő energiatermelési mód fontos szerepet játszhat hosszú távon is a világ energiaigényeinek kielégítésében, alkalmas arra, hogy meghatározó tényezővé váljon a fenntartható fejlődésben. Ehhez azonban magát az atomenergetikát is fenntartható fejlődési pályára kell állítani. Az ehhez szükséges fő feladatok hazánkban is érvényesek:

• a meglévő atomerőművi blokkok élettartam hosszabbítása, amely az energiatermelés mellett a szakma hosszú távú perspektíváját is megadja;
• a szakember-utánpótlás, a szakmai kompetencia folyamatos fenntartásának biztosítása;
• az atomenergetikához kapcsolódó intézményrendszer (oktatás, kutatás, hatóság stb.) hosszú távú fenntartása;
• egy jobb hatásfokú atomenergia-rendszer, valamint a nagy aktivitású és/vagy hosszú felezési idejű radioaktív hulladékok transzmutációjának intenzív kutatása nemzetközi összefogásban;
• az atomerőműve üzemanyagciklus zárása, a fenntartható atomenergia-rendszer nemzetközi megvalósítása.

______________________________