Jaderná energetika a zdraví Mgr. Aleš Peřina, Ph. D. Ústav veřejného zdraví LF MUNI Veřejnost a jaderná energetika • Studenti MUNI (malý pilotní průzkum, 2021): ve svém okolí by souhlasilo s vybudováním jaderné elektrárny • 88 % mužů • 50 % žen • Česká veřejnost (CVVM) • V roce 2022 nárůst podpory jaderné energetiky mezi českou veřejností na 56 %, do té doby jen kolem 30 %) • 18 % občanů nesouhlasí s výstavbou nových bloků ve stávajících jaderných elektrárnách Zdroje a typy záření • Zdroje záření • Přirozené: kosmické, záření van-Allenových pásů, geologické záření (Radon v budovách) • Umělé: lékařské ozáření, průmyslové ozáření, jaderné zbraně. • Jsou vždy novým příspěvkem k záření, na které je člověk vývojově adaptován. Opatrnost je proto nezbytná. • Typy záření • Alfa: proud protonů • Beta: proud neutronů • Pozitronové záření: proud antičástic elektronů • Neutronové záření: proud volných neutronů • Gama: elektromagnetické záření Dosavadní znalosti o účincích ionizujícího záření na zdraví (IARC, Monografie 100-D)​ • Přímo a nepřímo ionizující záření vstupuje do interakcí s hmotou​ • Nestochastické účinky (závažnost roste s dávkou): nemoc z ozáření, od 0,7 Gy, 30 Gy je prakticky vždy smrtelná dávka • Stochastické účinky (mění pravděpodobnost jevu, nikoliv jeho závažnost): zlomy DNA indukující indukci chyby v genomu, mutagenita, karcinogenita, nejsilnější důkazy k ZN mízní, krvetvorné a příbuzné tkáně. • Zdroje dat • Epidemiologické studie​ • Life span study: začátek studie 1950 v mortalitách, 1958 v incidencích • Studie provedené na zaměstnancích jaderných zařízení • Rozbor případů lékařsky indikovaných expozic: populace je silně selektovaná Jaderná reakce • Technologická podstata provozu jaderných zařízení • Přeměna nestabilních prvků na stabilnější vyvolaná změnou počtu protonů v jádře (zpravidla z lichého na sudý počet) za uvolnění ionizujíciho záření • Přirozené radionuklidy • Nestabilní prvky v přírodě podléhající přirozené přeměně • Charakterizované aktivitou [Bq] • Indukovaná radioaktivita • Jaderné štěpení • Interakce jader atomů s proudem nejčastěji neutronů, které mají schopnost rozštěpit jádro atomu za vzniku lehčích a stabilnějších prvků. • Jaderná syntéza (fúze) • Termonukleární reakce, jejímž principem je sloučení dvou lehčích prvků za vniku jednoho těžšího (Slunce, hvězdy). Technologické využití ve vývoji. • Při jaderných reakcích (štěpení i fúzi) se uvolní vždy větší množství energie, než které bylo potřebné k iniciaci reakce. • Rtg záření: brzdné záření vznikající na úrovni interakce elektronových obalů atomů • Dávka [Gy], efektivní dávka záření [Sv] Typy jaderných reaktorů užívaných v jaderných elektrárnách • Hlavním výzvou bezpečného provozu jaderných zařízení 🥶je chlazení! • Většina dosavadních nehod byla způsobených poruchou v chlazení, únik radioaktivního materiálu byl až sekundárním následkem. • Varný reaktor. BWR (Boiling Water Reactor), „Typ Černobyl“ • Polootevřený systém: voda v reaktoru se odpařuje, vzniklá pára pohání turbínu • Primární a chladící (sekundární) okruh • Tlakovodní: PWR (Pressurized Water Reactor) • Uzavřený systém: voda primárního okruhu je pod tlakem, neodpařuje se, ale vyrábí páru pro parogenerátor, který pohání turbínu • Primární, sekundární a chladící (terciární) okruh • Moderátor reakce: zpomaluje příliš rychlé neutrony, aby se zvýšila pravděpodobnost srážky s atomy uranu. • Emise • Voda: Tritium a korozní produkty • Ovzduší: radioaktivní vzácné plyny a aerosoly z ventilačních systémů • Jiné a méně rozšířené typy: množivé reaktory, reaktory chlazené tekutými kovy aj. • Obvykle nemají moderátor, pracují za vyšších teplot, bezpečný provoz vyžaduje přísnější technická opatření Tritium • Radioaktivní izotop vodíku (3H), beta-zářič, poločas rozpadu 12,3 r., nízký LET, prokázán vztah k chromozomálním aberacím lymfocytů u exponovaných osob • V jaderných elektrárnách s tlakovodním reaktorem (VVER; PWR) je hlavním druhem nízkoradioaktivního odpadu, emituje se však ve velkých objemech. • Do prostředí proniká také odparem z chladících věží z důvodu napájení terciárních okruhů z téhož recipientu. • Emisní inventura • Celková emise (roční): 1,5×1013 Bq • Desetinásobně vyšší a narůstající radioaktivita vody za výpustěmi • Problémem může být klesající ředící schopnost přilehlých vodních toků z důvodů sucha • Prokazatelná kumulace v biotě během vegetačního období • Splňuje kritéria přípustného znečištění povrchových vod dle NV 401/2015 Sb. • "Monitorování okolí JE Dukovany a JE Temelín prokázalo, že neexistují významné rozdíly mezi obsahem radionuklidů v jednotlivých složkách životního prostředí monitorovaných v okolí jaderných elektráren a na ostatním území státu, kromě vodních toků ovlivněných 3H" (SÚJB) Vztahy provozu jaderných elektráren a zdraví lidí Mimořádné události 😨 • Frekvence je opravdu mimořádná • Projektová a neprojektová havárie • Zdravotní důsledky evakuace • Behaviorální změny • Psychosociální afekce • Srdečně-cévní onemocnění • Metabolická onemocnění • Veřejnost žijící v okolí jaderné elektrárny je na tuto možnost soustavně připravována • Zdravotní důsledky expozice ionizujícímu záření • Akutní nemoc z ozáření (v závislosti na rychlosti reakce na událost) • Incidence zhoubných novotvarů Normální provoz😊 • Nejasné a rozporuplné výsledky epidemiologických studií, zneklidnění veřejnosti. Někteří autoři připouštějí určitý celoživotní vliv na zdraví v podobě zvýšené incidence některých zhoubných novotvarů • Lokálně zvýšená relativní vlhkost vzduchu • Nelze hodnotit pouze radiobiologické účinky, ale též účinky psychosociální • Směnná práce, elektrárna je obvykle významný zaměstnavatel v regionu • Estetické vlivy na krajinu a psychologické vlivy na obyvatelstvo • Důsledky záboru území (ZanikleObce.cz) • Změna socioekonomické úrovně regionu LightPollutionMap.info Boček J. a J. Cibulka: Česko proti proudu (server iRozhlas) Boček J. a J. Cibulka: Česko proti proudu (server iRozhlas) Kde se stavěly nebo zavíraly jaderné elektrárny? 1955 - 1985 1986 - 2000 2000 - Serhii Plokhy: Černobyl – historie jaderné katastrofy. Nakl. JOTA, 2019. ISBN epub 978-80-7565-514-1 „Lidé ve velíně uslyšeli hučení. Bylo to hučení úplně neznámého druhu, velmi hluboké, jako když naříká člověk. Bylo to, jako kdyby vůz Volha začal brzdit a dostávat se do smyku. Znělo to jako du-du-du-du. Trehub slyšel zvuk podobný tomu, který popsal Davletbajev a pak začaly otřesy. Ale ne, jako při zemětřesení. Za deset vteřin se ozval hukot a frekvence otřesů poklesla. Ale jejich síla se zvětšila. Pak se ozval výbuch. To byly důsledky výbuchu páry, který zničil plášť reaktoru a vymrštil betonovou desku – horní biologický štít reaktoru. Deska, na níž byla upevněna celá infrastruktura reaktoru, přistála zpět na reaktoru, ale nezakryla jej úplně, ale zanechala otvor, jímž volně tryskalo záření do atmosféry. Bylo 1:23:44 ráno. O dvě vteřiny později uslyšeli operátoři další, mnohem silnější výbuch. Podlaha a stěny se prudce otřásaly, ze stropu padal prach a trosky, světlo zhaslo, nastalo pološero a svítilo pouze nouzové osvětlení. Ti, kdo se nacházeli uvnitř velínu, slyšeli a cítili výbuchy, ale nevěděli, co se stalo. Výbuch reaktoru byl tím posledním, co je napadlo. Pokud se něco stalo, mohl to být jedině chladící systém, nebo parní turbína. Reaktor v žádném případě. Reaktor s řadou bezpečnostních systémů byl nezničitelný. V žádné učebnici se nikdy nepsalo, že by reaktor mohl vybouchnout. “. Jiří Hájíček: Rybí krev. Nakl. Host, 2012. ISBN: 978-80-7294-639-6 „Táta přecházel nervózně po kuchyni a nikdo se ho neodvážil na nic zeptat ani se mu postavit do cesty. Mamka seděla oblečená do kostýmku, svou obstarožní kabelku před sebou na stole, a koukala z okna na řeku. Já držela na prstě navlečené klíčky od Petrova auta. Stálo před chalupou, nádrž natankovaná. Přesně v půl táta zavelel k odjezdu. Sedla jsem za volant, táta vedle mě a mamka vzadu s kabelkou na klíně. V autě bylo celou dobu ticho. Když jsme před sebou v dálce zahlédli hradbu panelového sídliště, mrzutá nálada v autě se proměnila v úzkost.“ Ochrana a podpora zdraví • Ochrana zdraví • souhrn činností a opatření k vytváření a ochraně zdravých životních a pracovních podmínek směřujících k prevenci infekčních a neinfekčních onemocnění • Podpora zdraví • souhrn činností pomáhajících lidem posilovat a zlepšovat své zdraví a kontrolovat své determinanty nemocí • Zúčastněné sektory: zdravotnictví, životní prostředí, místní rozvoj, zemědělství, průmysl, obchod, práce a sociální problematika, doprava, kultura, obrana a vnitro, školství, sport Historie v českých zemích • Éra boje proti infekčním nemocem • 1892: Ústav pro výrobu očkovací látky proti pravým neštovicím v Jindřichově Hradci • 1925: vznik Státní hygienického ústavu v Prahe (dnes SZÚ) • Zákon č. 4/1952 Sb. O hygienické a protiepidemické péči • "Ústavou zaručené právo lidu na ochranu zdraví zajišťuje stát především péčí o to, aby prostředí, v němž člověk žije a pracuje, i ostatní podmínky jeho života byly po zdravotní stránce co nejpříznivější. Touto hygienickou a protiepidemickou péčí bojuje proti vzniku a šíření nemocí a napomáhá tak zdravému vývoji lidu, rozvoji jeho tvůrčích sil a zvyšování produktivity práce." • Zákon č. 20/1966 Sb. O péči o zdraví lidu • Hygiena a epidemiologie v kontextu soustavy zdravotnických zařízení v ČSSR • Součástí je i radiační ochrana • Zákon č. 18/1997 Sb. „Atomový zákon“ • Vzniká SÚJB a SÚRO, v gesci MPO ČR • Zákon č. 258/2000 Sb. o ochraně veřejného zdraví • Účinky ionizujícího záření již nejsou v gesci MZ ČR • „Nový“ Atomový zákon (zákon 263/2016 Sb.) Hodnocení zdravotních rizik a jaderné elektrárny 1. Identifikace nebezpečí • Ionizující záření škodí zdraví: je karcinogenní! 2. Vztah dávka – účinek • Jak velká dávka ionizujícího záření stačí k vyvolání rakoviny u lidí? Při uplatnění konzervativního bezprahově lineárního modelu velmi málo. 3. Hodnocení expozice • Dosáhne obyvatelstvo v okolí jaderných elektráren na dávku poškozující zdraví? 4. Charakterizace rizika • Jsou účinky na zdraví měřitelné? • Máme jiné možnosti při současných spotřebních nárocích? Porovnání expozičních dávek z různých zdrojů záření Monografie IARC Energetická náročnost moderní populace • Energie: schopnost hmoty konat práci​ • Elektrická energie je v současnosti široce využívána, ale nevzniká sama od sebe, jen s využitím elektrických generátorů.​ • 35 % elektrické energie vyrobené v ČR je z jádra • Francie 76 %, Ukrajina 57 %, Německo 14 % (snižuje), Nizozemsko 4 %, Čína 3 % (zvyšuje) • V ČR v provozu 2 jaderné elektrárny • Dukovany (1986), Temelín (2002) • Projekt na malé modulární reaktory Aerosolové částice v ovzduší ČR, zdroj: Ročenky ČHMÚ Incidence zhoubných novotvarů (ÚZIS ČR) Temelín Temelín Dukovany Dukovany Úvahy o zdraví, než zazní závěr • Dosud nikde na světě nebyly podány žádné přesvědčivé důkazy o nepříznivém vlivu jaderných elektráren na zdraví obyvatelstva. • Úroveň radiace v okolí jaderných elektráren, stejně jako expozice zaměstnanců jaderných elektráren je velmi přísně monitorována. • Zejména o zdraví pracovníků v jaderných elektrárnách je pečováno v rámci pracovnělékařské péče.🚑 • Většina zaměstnanců jaderných elektráren jsou muži. Práce především v klíčových pracovních pozicích je nesmírně náročná z hlediska kvalifikace i psychické odolnosti. Výběru pracovníků je věnována mimořádná pozornost. • Jaderné elektrárny vytvořily velké množství pracovních pozic, odhaduje se, že kromě průměrně 3 000 kmenových a dočasných zaměstnanců jedné jaderné elektrárny, každá jaderná elektrárna vytvořila dalších asi 30 000 pracovních míst. • Změnila se struktura zaměstnanosti v regionu: lidé dosud pracující v 🚜 zemědělství nebo řemeslných profesích přešli na směnný a většinou i 🌜 noční provoz. 🤔 Závěr • Zdravotní stav obyvatelstva je podmíněn množstvím faktorů , jejichž specifickou úlohu nedokážeme vždy plně vysvětlit. • Ochrana (veřejného) zdraví 💖 je vždy kompromisem mezi odbornými stanovisky, vynaloženým úsilím, náklady na nejrozumnějším řešením a politickým rozhodováním ve prospěch společnosti. • Nezapomínejme, že 👨 ‍👧‍👦 👨 ‍👧‍👦 👨 ‍👧‍👦 společenský prospěch není vždy totožný se zájmy každého jednotlivce 🧍‍♂️.