Denník N

Vedec roka, jadrový fyzik Pavel Povinec: V Černobyli som videl metrové tulipány a mačky veľké ako psy

Vedec roka Pavel Povinec. Foto N – Tomáš Benedikovič
Vedec roka Pavel Povinec. Foto N – Tomáš Benedikovič

Archívny text z roku 2017: Profesor Povinec prispel významnou mierou k vybudovaniu urýchľovačového centra na UK v Bratislave. V minulosti sa zúčastnil expedícií do oblastí, kde veľmoci robili skúšky atómových zbraní. Odborník sa podieľal na zhodnotení radiačnej situácie po havárii v jadrovej elektrárni vo Fukušime.

V rozhovore sa dočítate: 

  • o výskume na ostrovoch, kde Sovieti a Francúzi robili jadrové skúšky
  • o zážitkoch z Černobyľa
  • o havárii jadrovej elektrárne vo Fukušime
  • o tom, či žiarenie z mobilov ohrozuje ľudí na zdraví
  • o tom, či sú veterné elektrárne vhodný zdroj energie pre Slovensko
  • o bezpečnostných opatreniach v oblasti jadrovej energetiky
  • o urýchľovačovom centre na UK v Bratislave: na čo slúži a ako funguje

Pri preberaní ceny Vedec roka ste povedali, že ocenenie si zaslúži celý vedecký tím, a vedeckú prácu ste prirovnali k orchestru. Čo ste mali prirovnaním na mysli?

Experimentálna veda dospela do štádia, že osamotený vedec nezmôže prakticky nič. V teoretickej vede to tak ešte nie je: ak ste výborný teoretik, môžete čerpať z experimentálneho a teoretického poznania iných vedcov a na prácu vám stačí počítač. Ale ak sa zaoberáte experimentálnou vedou, potrebujete okolo seba tím špecialistov na rôzne odbory. V experimentálnej jadrovej fyzike, ktorou sa zaoberám, potrebujete napríklad chemika na prípravu vzoriek. Ale potrebujete aj informatika, ktorý rozumie zložitým výpočtovým systémom. Chemik je na začiatku vedeckého procesu, pretože pripravuje vzorku, a špecialista na spracovanie dát je na jeho konci. Medzi tým máte fyzikálne merania, ktoré robí celý rad odborníkov, čo sa rozumejú spektrometrom a iných špecializovaným prístrojom. Preto sa vedecká práca podobá na hru v orchestri: od prvého huslistu až po hráča na triangel, ktorý hrá len občas, sú všetci dôležití, aby bola výsledná skladba perfektná. Aj vedecký tím je zložený z rôznych hráčov, ktorým to spolu musí ladiť.

Od roku 1993 do roku 2005 ste pôsobili v Medzinárodnej agentúre pre atómovú energiu v Monaku. Čím ste sa zaoberali?

V roku 1992 som vyhral konkurz na obsadenie vedúceho laboratória na výskum morskej rádioaktivity. Rád hovorím, že som bol prvý a zároveň posledný občan Československa, ktorý zastával vedúci post v Medzinárodnej agentúre pre atómovú energiu (MAAE). Na pracovisko som nastúpil 1. januára 1993, v deň, keď vzniklo Slovensko. Asi lámem nejaké rekordy, aj cenu Vedec roka som dostal asi ako najstarší vedec v 20-ročnej histórii ocenenia. Keď som pracoval v Monaku, organizoval som oceánografické expedície do Tichého, Atlantického aj Arktického oceánu, expedície na ostrov Nová Zem či atol Mururoa v Tichom oceáne, kde Sovietsky zväz a Francúzi robili skúšky atómových zbraní.

PAVEL POVINEC (1942)

je jadrový fyzik. Na Katedre jadrovej fyziky a biofyziky Fakulty matematiky, fyziky a informatiky Univerzity Komenského v Bratislave pôsobí od roku 1965. Od roku 1993 do roku 2005 pracoval v Medzinárodnej agentúre pre atómovú energiu (MAAE) v Monaku, kde viedol laboratórium na výskum morskej rádioaktivity. Profesor Povinec prispel významnou mierou k vybudovaniu urýchľovačového centra na Fakulte matematiky, fyziky a informatiky UK v Bratislave. Zaoberá sa výskumom v oblasti environmentálnej rádioaktivity a prispel k zhodnoteniu globálnej a regionálnej radiačnej situácie po havárii vo fukušimskej jadrovej elektrárni. V máji mu udelili cenu Vedec roka SR.

Čo ste na expedíciách skúmali?

Skúmali sme rádioaktivitu morského prostredia, to, ako sa rádioaktívne izotopy šíria v morskom prostredí a či životnému prostrediu a ľuďom hrozí nejaké nebezpečie.

Keď sa povie rádioaktivita, laici si možno predstavia zmutované živočíchy, ktoré narástli do obrovských rozmerov. Čo ste videli vy?

V roku 1987, rok po havárii v Černobyli, som bol v zakázanej oblasti. Akurát na elektrárni dokončili sarkofág. Na vlastné oči som videl tulipány, ktoré dorástli do výšky jedného metra, alebo divoké mačky, ktoré dosiahli veľkosť psov. Prostredie vyzeralo ako zo strašidelného filmu. V meste Pripjať bývalo pred haváriou 50-tisíc ľudí, ale po nej to bolo mesto duchov. Pamätám si, že všade bolo veľa vojakov a policajtov.

Fyzik Pavel Povinec (v strede) so spolupracovníkmi z černobyľskej jadrovej elektrárne (1987). Foto N – Tomáš Benedikovič

Videli ste niečo podobné aj na tichomorských ostrovoch?

Nie, posledné skúšky robili Francúzi v podzemní. V počiatočných štádiách sa skúšky atómových zbraní robili v atmosfére, ale v roku 1962 nukleárne veľmoci podpísali dohodu o zákaze skúšok v atmosfére a presunuli sa do podzemia. Vplyv na životné prostredie bol preto menší. Podzemných šácht, kde sa odpálili atómové bomby, boli desiatky.

Aké hlboké boli tie šachty?

Stovky metrov, ale niekedy boli menej hlboké. Skúmali sme, čo by sa stalo, ak by v oblasti došlo k zemetraseniu a narušila sa integrita ostrova. Zisťovali sme, aký vplyv by mal únik rádioaktívneho materiálu do vôd Tichého oceánu. Robili sme rôzne simulácie. Dnes vieme povedať, že rádioaktivita bude v oblasti ešte desaťtisíce rokov. Najmä pre plutónium. Je to veľmi znečistené prostredie. Ľudia možno nevedia, ale na prvé miesto znečistenia životného prostredia rádionuklidmi patria práve skúšky jadrových zbraní, až potom nasleduje černobyľská havária.

Podľa štúdie z roku 2015 sa do vysťahovanej oblasti v okolí černobyľskej elektrárne vrátil život a v lokalite sa pohybujú diviaky, srnce a iné cicavce. Znamená to, že už nejde o prostredie, ktoré je nepriateľské životu?

Zvieratá sa miestnym podmienkam prispôsobili. V súčasnosti tam už radiácia nie je taká vysoká ako v počiatočnom štádiu. Po tridsiatich rokoch nie je povrch už taký rádioaktívny, cézium a stroncium sa dostali hlbšie do pôdy, takže už nie sú na povrchu.

Aký vplyv mala havária na Československo?

Povedal by som, že z hľadiska ožiarenia obyvateľstva minimálny.

Čiže bolo bezpečné, ak ľudia pili mlieko a konzumovali iné potraviny?

Prijali sa isté opatrenia, napríklad sa kontrolovalo mlieko, hlavne to ovčie a z Nízkych Tatier. Ak mlieko prekročilo limit tisíc becquerelov na liter, nedostalo sa do obehu. K havárii došlo na jar, tak sa vydalo nariadenie, že sa nemala spásať čerstvá tráva, a namiesto toho sa použili staršie zásoby sena. Ale vzhľadom na politickú situáciu sa všetko tajilo.

Ako ste sa o havárii dozvedeli?

Zo Západu. Počúval som rozhlas z Viedne.

Intenzívne ste sa zaoberali haváriou na jadrovej elektrárni vo Fukušime v roku 2011. Prečo k nej došlo?

Havária na fukušimskej elektrárni 1 vznikla v dôsledku nedodržania bezpečnostných predpisov. Medzinárodná agentúra pre atómovú energiu dvakrát upozorňovala firmu TEPCO, ktorá vlastní fukušimské elektrárne, že fukušimská elektráreň 1 nespĺňa bezpečnostné kritériá, pretože ochranný val je príliš nízky a meria iba sedem metrov. Druhý problém bol, že dieselové generátory boli v suteréne budovy, čiže pod úrovňou mora. Keď prišla vlna cunami, ktorá mala skoro 15 metrov, zatopila generátory, ktoré prestali produkovať elektrickú energiu. Výsledkom bolo, že sa reaktory prestali chladiť a stali sa neovládateľnými. Keby bola na prvom mieste bezpečnosť, a nie zisk, k takýmto haváriám by nedochádzalo.

Urýchľovačové centrum na Fakulte matematiky, fyziky a informatiky UK v Bratislave. Foto N – Tomáš Benedikovič

Hovorím si, že ak sa bezpečnostné opatrenie nedodržiavajú v Japonsku, potom asi nikde. Nie je to pre jadrovú energetiku problém?

Určite by som nepovedal, že ak v Japonsku došlo k pochybeniam, znamená to, že k nim dochádza aj inde. Pozrite sa, ľubovoľná technológia prináša riziko havárie. Najväčšie havárie sa netýkajú jadrových elektrární, ale tých vodných. V Číne zomrelo vyše stotisíc ľudí v dôsledku pretrhnutia ochranného múru na vodných elektrárňach. Vo Fukušime nezomrel na následky ožiarenia nikto. Viac ako 20-tisíc obetí si vyžiadalo cunami.

Európska komisia prijala opatrenia a po fukušimskej havárii museli jadrové elektrárne v EÚ prejsť záťažovými testami („stress testy“), ktoré preverili bezpečnosť zariadení. Slovensko z nich vyšlo veľmi dobre. Technológia je dostatočne preskúmaná, ale to neznamená, že by nemohla byť lepšia. Dnes sú nové typy jadrových reaktorov a vyvíjajú sa nové technológie, ktoré budú ešte bezpečnejšie. Je to otázka financií. Budúcnosť ukáže, či bude jadrová energetika úspešná. Ak chceme byť na Slovensku energeticky sebestační, nemáme k dispozícii veľa iných vhodnejších riešení. Napríklad veterné elektrárne nepovažujem pre Slovensko za perspektívne.

Prečo?

Zohyzdí to krajinu. Vhodné riešenie je to napríklad pre Nemecko, ktoré si môže dovoliť postaviť v plytkých vodách Severného mora veľké veterné elektrárne. Je tam silný vietor a turbíny tam tak esteticky neprekážajú. Navyše, na turbínach veterných elektrární zahynú milióny vtákov. Tisícky ľudí zahynú pri inštaláciách a opravách týchto elektrární. Druhý mýtus je bioenergetika, napríklad spaľovanie dreva. Je to krok naspäť. Viete, ako vyzerali doliny, keď naši predkovia spaľovali drevo a uhlie? Boli veľmi znečistené. Pri spaľovaní dreva a iných podobných produktov sa do atmosféry dostáva nielen CO2, ale aj aerosóly – malé častice, ktoré sú nebezpečné z hľadiska vzniku rakoviny. Vplyv na životné prostredie môže byť v konečnom dôsledku ešte horší ako v prípade jadrových elektrární.

Nie je problémom jadrových elektrární vyhoreté palivo? Vieme ho uskladniť?

Tento problém tu je. Hľadajú sa najvhodnejšie priestory, kde by sa rádioaktívny odpad mohol uskladniť. Niekedy sa môže zdať, že sú to až prehnané požiadavky, lebo sa vyžaduje, aby bolo úložisko nedotknuteľné milión rokov. Ideálnym riešením by bolo, ak by sme rádioaktívny odpad vedeli využiť tak, že by sa opätovne zaradil do jadrového cyklu. Je to otázka financií, taký systém by sa predražil.

Ako to dnes vyzerá v okolí Fukušimy?

Okolie jadrovej elektrárne Fukušima 1 je stále uzavretý systém, kde je veľmi veľa uskladnenej rádioaktívnej vody. Okolo 500-tisíc ton vody tam čaká na deaktiváciu. Deaktivované vody sa potom vypustia do oceánu. Už dnes by sa ľudia mohli do niektorých oblastí, ktoré sa evakuovali, vrátiť, no Japonci majú obavy, že stále nie sú dostatočne bezpečné. Na druhej strane, japonská vláda prijala veľmi prísne bezpečnostné opatrenia – oveľa prísnejšie ako inde vo svete – na ochranu svojho obyvateľstva. Japonci konzumujú veľa morských potravín, takže limit na obsah cézia-137 znížili desaťnásobne. Mäso, kde bola koncentrácia cézia-137 väčšia ako 100 Bq/kg (becquerel na kilogram), nesmie ísť do obehu. Ale v Európskej únii máme limit tisíc Bq/kg. Na druhej strane, morských živočíchov sa v EÚ konzumuje podstatne menej ako v Japonsku.

Po havárii vo Fukušime vytiekla rádioaktívna voda do oceánu. Čo to znamenalo pre životné prostredie?

Koncentrácie rádionuklidov v pobrežných vodách boli obrovské, miliónkrát väčšie ako pred haváriou. V dôsledku špecifických prúdov, ktoré obmývajú východné pobrežie Japonska (z juhu je to prúd Kurošio a zo severu prúd Ojašio), sa rádioaktívna voda posunula smerom na východ do otvoreného Tichého oceánu. Je obrovský, takže sa v ňom rádioaktívna voda rozptýlila. Rádioaktívna voda dosiahla až na americké pobrežie, ale koncentrácie sú veľmi malé a nepredstavujú žiadne zdravotné riziko. Naproti tomu najväčšia koncentrácia prírodných rádionuklidov je v ustriciach. Jeden z rádionuklidov, ktorý sa v nich nachádza, je polónium 210. Ide o alfa žiarič. Ak by ste každý deň jedli veľa ustríc, určite by ste prekročili povolenú maximálnu radiačnú dávku, ktorá je jeden milisievert za rok.

K zvýšeniu rádioaktivity došlo po havárii aj v atmosfére. Preto sa Japonci uchýlili k evakuácii obyvateľstva, aby sa minimalizoval jej dosah. Podľa výpočtov Svetovej zdravotníckej organizácie bola maximálna dávka v čase havárie okolo 20 milisievertov za rok, čo je 20-krát viac ako povolená dávka. Stále ide o veľmi nízke dávky. Teraz treba presvedčiť ľudí, aby sa vrátili naspäť do vtedy kontaminovaných zón. Psychický faktor je veľmi silný. Vracajú sa najmä starší ľudia.

V okolí Fukušimy vzali niekoľko desiatok centimetrov vrchnej časti pôdy a uskladnili ju ako rádioaktívny odpad. Prečo to spravili?

Japonsko je ostrovná krajina a pôdu si veľmi cenia. Odstránili povrchovú vrstvu zeme, ktorá bola kontaminovaná v dôsledku rádioaktívneho spadu. Vďaka tomu môžu pôdu naďalej používať na pestovanie plodín. Pôdu, čo odviezli, uskladnili na úložiskách a budú ju postupne dekontaminovať. V Černobyli také opatrenie nespravili. Je to veľká krajina a fenomén pôdy tam nie je taký dôležitý ako v Japonsku.

Po dlhodobom pôsobení v Monaku ste sa vrátili na Slovensko a na Univerzite Komenského ste s kolegami vybudovali urýchľovačové centrum. Predstavte nám ho.

Na Fakulte matematiky, fyziky a informatiky UK v Bratislave sme vytvorili projekt centra excelencie, má celkom zložitý názov Centrum excelencie pre fyziku komplexných systémov. V rámci neho sme vybudovali aj naše laboratórium s malým urýchľovačom, ktorý urýchľuje ióny na energie niekoľko milión elektrónvoltov. Bez európskych štrukturálnych fondov by to nebolo možné. Prvá zásielka prístrojov prišla v roku 2012, posledná v roku 2015. Slávnostné otvorenie bolo pred dvomi rokmi. Počítame s tým, že komplex v budúcnosti ešte rozšírime, aby sme mohli pracovať aj s neutrónmi, využívať nukleárny mikroskop na analýzu materiálov a analyzovať širokú škálu rádionuklidov od trícia po plutónium. Prvé výsledky v laboratóriu sme mali už v roku 2013. Ide o novú technológiu. Vďaka Medzinárodnej atómovej agentúre sme mohli vyslať šesť mladých spolupracovníkov a doktorandov na zahraničné štipendijné pobyty, aby sme zariadenie vedeli lepšie využívať. Môj najmladší doktorand pôjde onedlho na dlhodobý študijný pobyt do Spojených štátov. Potrebujete nielen financie, ale aj kvalitný tím ľudí, ktorí novej technológii rozumejú a vedia ju používať.

S doktorandom Ivanom Kontuľom v urýchľovačovom centre na UK v Bratislave. Foto N – Tomáš Benedikovič

Čo všetko môžete vďaka urýchľovaču skúmať?

Existuje viacero možných oblastí výskumu, jedna z nich súvisí s takzvanými iónovými analýzami. O čo ide, vysvetlím na príklade mikroskopu. Ľudia už vedia, ako funguje optický alebo elektrónový mikroskop. Našou snahou je vytvoriť niečo ako nukleárny mikroskop. Ak máte elektrónový mikroskop, tak zväzok častíc, ktorý dopadá na vzorku, sú elektróny. V nukleárnom mikroskope ide o ióny. V urýchľovači ich vhodne urýchľujeme. Výhodou takéhoto nukleárneho mikroskopu je, že nám pomáha určiť nielen plošné rozloženie nejakého prvku v danej vzorke, ale aj jeho koncentráciu.

Na aké experimenty ste už urýchľovač využili?

Napríklad sme analyzovali rez mozgom potkana. Projekt sme robili v spolupráci s prednostom Ústavu lekárskej fyziky, biofyziky, informatiky a telemedicíny na UK v Bratislave Martinom Kopánim. Potkan bol ožarovaný elektromagnetickým žiarením, ktoré sa podobá na žiarenie, čo vychádza z mobilov. Stále sa diskutuje, či sú mobily zdraviu škodlivé alebo nie. Našou úlohou bolo zistiť, či po ožarovaní dochádza k zmene v štruktúre mozgu. Zistili sme, že áno. Vytvorili sa tam zhluky železa.

Sú ľudia, ktorí používajú mobily, vystavení takým vysokým dávkam žiarenia, aby ich to ohrozovalo na zdraví?

Zatiaľ je zavčasu hovoriť, či je žiarenie z mobilov škodlivé alebo nie. Výskum je len na začiatku. S istotou nevieme povedať, či je to z dlhodobej perspektívy škodlivé alebo nie. Zvyčajne platí, že ožarovanie akýmikoľvek časticami môže byť škodlivé; záleží na energii žiarenia a jeho intenzite. Viac môže škodiť deťom ako starým ľuďom, lebo na deti môže pôsobiť dlhší čas. V budúcnosti plánujeme robiť výskum, ktorý sa týka aj Alzheimerovej choroby. Predpokladá sa, že prítomnosť hliníka v mozgu môže fungovať ako spúšťač alzheimera. Zatiaľ to nie je celkom prebádané. Vďaka urýchľovaču budeme môcť skúmať koncentrácie prvkov v biomedicínskych vzorkách.

Foto N – Tomáš Benedikovič
Urýchľovačové centrum, UK v Bratislave. Foto N – Tomáš Benedikovič

Skúmate na urýchľovači aj meteority a mesačné vzorky?

Áno. Jednou z našich dlhodobých aktivít je výskum rádioaktivity meteoritov a mesačných vzoriek. Na základe analýzy rádioaktívnych izotopov vieme určiť pred-atmosférické rozmery meteoritov a ich vek. Analyzovali sme napríklad meteorit, ktorý v roku 2010 dopadol do okolia Košíc. Na analýzu nevyužívame len urýchľovač, to je len jedna časť metód. Vedľa toho využívame aj rádiometrické metódy, keď skúmame žiarenie, ktoré vychádza zo skúmaného objektu.

Skúmate urýchľovačom aj obrazy?

Áno, pripravujeme iónové analýzy aj veľkých objektov. Vieme určiť vek obrazov alebo to, či je obraz originál alebo falzifikát.

Ako?

Podľa zloženia látky, dosky či rámu obrazu vieme určiť vek obrazu. Existuje jeden rádionuklid-rádiouhlík, ktorý má vhodný polčas premeny 5730 rokov, takže vďaka nemu môžeme datovať vek rôznych objektov približne 50-tisíc rokov dozadu. Napríklad Mona Líza je namaľovaná na tenkej doske z topoľového dreva. Ak by niekto namaľoval dokonalý falzifikát, ale na inom, mladšom dreve, zistili by sme, že ide o podvrh. Technológia sa dá využiť aj v archeológii. Datovali sme veľa archeologických vzoriek (napríklad sme určili vek Rotundy sv. Juraja v Nitrianskej Blatnici na približne 850 rokov), datovali sme vzorky starých vín, rôznych geologických vzoriek, ale aj spodných vôd zo Žitného ostrova. Ide o najväčší rezervoár spodnej vody v strednej Európe. Aby nedošlo k jeho znečisteniu, potrebujeme vedieť, ako sa tam tie vody dopĺňajú a aké sú staré.

Černobyľ

Rozhovory

Teraz najčítanejšie