ЭКОЛОГИЯ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ


     Атомная энергетика по ряду формальных признаков может быть отнесена к теплоэнергетике, так как паросиловые части у АЭС и ТЭС довольно близки. Но они принципиально разные по технологии производства тепловой энергии, что различает их по характеру воздействия на окружающую среду. Ядерный реактор АЭС как источник мощного нейтронного излучения обусловливает физическую и химическую природу большинства ее отходов - они, как правило, радиоактивны
     Ядерная природа энергопроизводства АЭС особенно негативно проявляется в случае аварии, что показал взрыв реактора на Чернобыльской атомной электростанции, приведший к радиоактивному загрязнению больших территорий ряда областей СССР.
     У атомной энергетики по сравнению с огневой есть ряд важных преимуществ.
     Первое - АЭС занимают существенно меньшие территории по сравнению с ТЭЦ, работающими на угле (в большинстве стран уголь пока основное топливо электроэнергетики), так как они не сопровождаются цехами топливоподготовки, их не "украшают" гигантские шлаковые терриконы, как правило, дымящиеся, и золоотвалы. В среднем для АЭС требуется территория площадью примерно 630 м2/МВт, тогда как для ТЭЦ, сжигающей уголь, эта цифра равна 2400 (французские данные). Урановые рудники занимают меньшие территории и, следовательно, в меньшей степени разрушают ландшафты, если сравнивать их с карьерной угледобычей, когда вскрываются большие участки земли.
     Второе - при нормальной эксплуатации АЭС объемы всех выбросов - газообразных, жидких и твердых (кроме тепловых) меньше, чем у ТЭС. Следовательно, воздействие этих факторов на окружающую среду и опосредованно на здоровье людей, флору и фауну слабее. АЭС практически не выбрасывают в атмосферу диоксида углерода, диоксида серы и азота.
     По оценкам специалистов энергоблок АЭС мощностью 1 тыс. МВт позволяет предотвратить выделение в атмосферу в течение года 1,2 тыс. т пыли, 17 тыс. т диоксида азота, 60 тыс. т диоксида серы, 7 млн т диоксида углерода. Более того, как это ни парадоксально, ТЭЦ, работающие на угле, выбрасывают в окружающую среду с дымом и шлаками природных радионуклидов (в основном семейства урана и тория) больше, нежели АЭС, хотя при нормальной эксплуатации последних из вентиляционных труб в атмосферу поступают радиоактивные инертные газы, йод-131 и аэрозоли. Напомним, что радиационный фон, обусловленный космическим излучением и радиоактивностью природных изотопов почвы, сопровождает человека везде и постоянно со времени зарождения его как биологического вида. Следовательно, опасна не вообще радиоактивность, а повышенное, дополнительное облучение, воздействие которого на организм человека в общем виде сводится к повреждению молекул ДНК, приводящему при больших дозах к развитию разных специфических заболеваний.
     Топливный цикл. Если рассмотреть весь топливный цикл от изготовления урановых тепловыделяющих элементов до переработки отработавшего ядерного топлива после выгрузки из реактора, хранения радиоактивных продуктов деления урана после его переработки (период полураспада некоторых из них тысячи лет), то достоинства ядерной энергетики уменьшаются.
     Одна из труднейших и пока не решенных проблем атомной энергетики - радиоактивные отходы (РАО) - носители радионуклидов и, следовательно, вредного излучения. Они делятся по фазовому состоянию на жидкие (ЖРАО), твердые (ТРАО) и газообразные (ГРАО), а по интенсивности излучения на сильно-, среднеи слаборадиоактивные. К настоящему времени разработаны технологии улавливания радиоактивных аэрозолей в ГРАО, очистки от радиоактивности ЖРАО, сбора и хранения ТРАО. Но реальное положение не столь благополучно. Так получилось, что ввод в действие новых АЭС не сопровождался строительством достаточных объемов станционных и региональных хранилищ жидких и особенно твердых РАО. Поэтому АЭС, особенно введенные в эксплуатацию первыми, испытывают дефицит в хранилищах РАО и отработавшего топлива.
     На общественное сознание продолжает давить радиоактивное наследие ядерного военно-промышленного комплекса СССР. И это наследие еще долго будет поддерживать подозрительное отношение людей к атомной энергетике.
     Но есть еще одна группа "отходов" деятельности атомной энергетики - это отработавшее топливо (ОЯТ). Оно содержит в себе как необходимые для атомной энергетики уран и плутоний, которые после его переработки возвращаются в топливный цикл, так и долгоживущие продукты распада ядер урана - актиноиды с периодом полураспада сотни и тысячи лет, от которых надо какими-то способами избавляться, то есть трансформировать в нерадиоактивные элементы. Соответствующие технологии разрабатываются. Они базируются на реакторах на быстрых нейтронах, способных обеспечить замкнутый топливный цикл атомной энергетики (бридинг) и "сжигать" (трансмутировать) в одной из их разновидности - реакторах-"мусорщиках" - радиационноопасные актиноиды ("сжигать" - переводить актиноиды путем облучения нейтронами в другой, нерадиоактивный химический элемент). Пока же только небольшая часть ОЯТ перерабатывается на заводе РТ-1 в ПО "Маяк" в г. Озерске Челябинской обл. Выделенные из них долгоживущие радиоактивные элементы остекловываются и остаются на хранении в хранилище при заводе. Но технология завода РТ-1 позволяет перерабатывать не все виды ОЯТ, а второй завод РТ-2 с более современной технологией все еще строится в Красноярске. Поэтому основная часть ОЯТ хранится на АЭС. Твердые радиоактивные отходы АЭС собираются в специализированном предприятии ПО "Радон".
     Идеальная ситуация в развитии атомной энергетики будущего - это ее функционирование с радиационно-эквивалентным захоронением РАО, что означает достижение равенства количества захороненных радионуклидов количеству извлеченных из земли.
     В будущем предстоят демонтаж выработавших ресурс АЭС и рекультивация их площадок до "зеленых лужаек". Технологии демонтажа и переработка радиоактивных отходов в известной мере отрабатываются в настоящее время при утилизации атомных подводных лодок. Проблем, финансовых и технологических, в этом деле множество, но они решаемы.
     АЭС и окружающая среда. Положение с воздействием российской атомной энергетики на окружающую среду таково: радиационная обстановка в районах размещения АЭС в основном определяется естественным природным фоном. Концентрация радионуклидов в приземном слое атмосферы не превышает норм радиационной безопасности и составляет 10-17-10-19 Ки/л. Это во много раз меньше допустимой концентрации по нормам для населения. Радиоактивное загрязнение почвы, растительности, воды, в том числе цезием-137, находится на уровне природного фона.
     На АЭС запрещен слив в поверхностные водоемы любых сточных вод с содержанием в них радионуклидов выше величины допустимого сброса. Уровень гамма-излучения за пределами территории электростанции не превышает 15-18 мкР/ч. Среднегодовая доза облучения персонала российских АЭС по многолетним наблюдениям составляет 0,1-1,0 сЗв при норме 5 сЗв, а населения - еще меньше. Для всех российских АЭС оформлены и согласованы с региональными органами контроля и мониторинга за состоянием природной среды экологические паспорта, которые содержат все основные характеристики электростанции, связанные с воздействием на окружающую среду. Экологический паспорт является основным документом, узаконивающим экологическую безопасность станции. По оценкам специалистов Международного агентства по использованию атомной энергии (МАГАТЭ) российские АЭС и уровень профессионализма обслуживающего персонала соответствуют мировым стандартам.

Атомная Энергетика России
Плавучий комплекс для переработки жидких радиоактивных отходов от атомных подводных лодок


     Но это экологическое благополучие, повторим, относится к безаварийной эксплуатации АЭС, то есть к эксплуатации без аварии с риском для окружающей среды (технические инциденты не опасны для персонала и населения и случаются, как на всяком промышленном предприятии). Залогом этого благополучия являются научно-физическое и инженерное совершенство конструкции ядерного реактора, а также компетентность и профессионализм обслуживающего персонала.
     Говоря об экологических проблемах ядерной энергии, следует помнить - она не противопоставляется всем другим энергоресурсам, она составная часть энергокомплекса страны, с присущими ей достоинствами и недостатками. Надежное, длительное энергообеспечение человечества едва ли возможно без использования ядерной энергии.
     Если рассматривать влияние энергетики на климатические процессы Земли, то атомная энергетика имеет бесспорное достоинство. Суть этого проста - ядерный реактор генерирует энергию без расходования атмосферного кислорода, он не производит тепличных газов (в частности диоксида углерода), которые по современным научным представлениям приводят к нарушению температурного режима планеты, к потеплению климата, которое для человечества может принести бед больше, чем выгод.
     Гипотеза о влиянии энергетики, работающей на органическом топливе, на глобальное потепление климата, конечно, не бесспорна, но ее поддерживают многие ученые, и к ней следует относиться очень серьезно. В настоящее время ежегодно производится 20 млрд т диоксида углерода, и это значение будет расти по мере роста населения Земли и увеличения энергопотребления. АЭС мощностью 1 тыс. МВт способна предотвратить выделение в атмосферу диоксида углерода, и не исключено, что эта глобальная проблема вынудит человечество развивать и совершенствовать технологии ядерной энергетики.
Автор - И. И. Ларин

Атомная Энергетика России
Пульт управления ядерным реактором АДЭ-1.
Красноярск-26

Атомная Энергетика России
Контейнеры для транспортировки отработавшего ядерного топлива атомных электростанций.
ПО "Маяк". Челябинская обл.


На главную