6915323391

Andrzej M. Brandt

1. Wprowadzenie

Beton różnego rodzaju jest powszechnie stosowany w budownictwie związanym z wytwarzaniem energii w reaktorach atomowych. Można odróżniać cztery zakresy zastosowania betonu w budownictwie związanym z elektrowniami atomowymi: obudowa pierwotna, obudowa wewnętrznej konstrukcji, obudowa drugorzędna (budynek), wreszcie inne konstrukcje pomocnicze, Naus (2009). Konstrukcje betonowe są więc używane do obudowy urządzeń pracujących w kolejnych strefach bezpieczeństwa, otaczających rdzeń reaktora, a także w budynku, w którym znajduje się reaktor. Elementy betonowe osłaniają personel od promieniowania w tych strefach, a także stanowią ochronę przed oddziaływaniami zewnętrznymi: klimatycznymi, atakiem terrorystycznym, uderzeniem spadającego samolotu, itd. Ważne jest także zastosowanie betonu w magazynach materiałów rozszczepialnych i przy zestalaniu odpadów, a także w osłonach izotopów radioaktywnych w ośrodkach medycznych. Z tych powodów, wielostronne zainteresowanie betonem jako materiałem osłonowym jest uzasadnione.

Prace badawcze nad zastosowaniem betonu w budowie obiektów związanych z wytwarzaniem energii jądrowej były rozpoczęte w Polsce jeszcze przed 1970 rokiem, a później rozwijane w związku z zamierzoną budową reaktora w Żarnowcu, lecz od szeregu lat są prowadzone mniej intensywnie. Natomiast w wielu krajach nadal realizowane są wielokierunkowe badania związane z przydatnością betonu do osłon przed promieniowaniem wobec eksploatowania reaktorów jądrowych kolejnych generacji i rozszerzania wszystkich innych zastosowań materiałów promieniotwórczych. Tematyka ta nabiera szczególnej ważności wobec przyjęcia przez rząd Polski w 2010 r. programu rozwoju energetyki jądrowej*, ale jest stale aktualna wobec funkcjonowania doświadczalnego reaktora jądrowego „Maria" w Narodowym Centrum Badań Jądrowych w Świerku, w którym wytwarzana są materiały radioaktywne, stosowane dla potrzeb badawczych, przemysłowych i leczniczych, a także prowadzone są prace badawcze i szkoleniowe. Odpady radioaktywne są gromadzone na składowisku pod Różanem.

Referat zawiera krótki przegląd współczesnego stanu wiedzy na temat wykorzystania betonu w budownictwie związanym z energetyką jądrową i wykorzystaniem materiałów rozszczepialnych. Przedstawione wyniki i wnioski są ograniczone do oddziaływań na beton podczas normalnej eksploatacji urządzeń i materiałów rozszczepialnych i nie dotyczą sytuacji awaryjnych, np. stopienia rdzenia reaktora na skutek wyłączenia chłodzenia**, które może wywołać m.in. oddziaływanie płynnego metalu na beton. Prawdopodobieństwo takiego zdarzenia w ciągu roku oceniono na YJ&.IOP, co odpowiada jednemu zdarzeniu w okresie ponad 1300 lat przy liczbie reaktorów czynnych na świecie w 2009 r. Obliczenia tego rodzaju oparte są na szeregu trudnych do sprawdzenia założeniach i nie są tu analizowane.

2. Promieniowanie i jego wpływ na organizm człowieka

Promieniowanie występuje wszędzie na ziemi. Jest to promieniowanie naturalne, które pochodzi z przestrzeni kosmicznej oraz z materiałów promieniotwórczych w gruncie i w skalach. Substancje promieniotwórcze są więc także w elementach budynków, jak

* Ministerstwo Gospodarki „Program Polskiej Energetyki Jądrowej”, projekt 2010 r.

** por. Sevón T. (2005) Molten core - concrete interactions in nuclear accidents. VTT Res.Notes 2311, MSc Thesis, 88 str.

DNI BETONU 2012