Экологическая безопасность при эксплуатации АЭС

Значительный рост мирового энергопотребления в XXI веке неизбежен, особенно в развивающихся странах. Глобальное потребление энергии, по всей видимости, удвоится к середине века, даже если исходить из очень низких темпов роста. Этот рост зависит от развития мировой экономики, роста населения и стремления к более равномерному распределению потребления энергии по регионам мира.

В последнее время большое внимание в международных дискуссиях уделялось экологическим последствиям использования ископаемого топлива.

Позитивному решению этих проблем будет способствовать развитие ядерной энергетики. Чтобы в глобальном масштабе существенно повлиять на производство энергии, обеспечить энергетическую безопасность и ослабление парникового эффекта, производство ядерной энергии должно быть увеличено к середине века в 4-5 раз от ныне достигнутого. Наличие ядерных мощностей такого масштаба поднимает очень важные вопросы ресурсной обеспеченности дешевым топливом, обращения с отходами и распространения ядерного оружия.

Актуальный вопрос атомной отрасли, волнующий наш регион последнее время в связи с событиями, аварией на АЭС Фукусима – 1 и постройка в Навашинском районе Нижегородской АЭС, является экологическая безопасность при эксплуатации АЭС.

Атомные электростанции и экологические проблемы, возникающие при их эксплуатации

С конца 1960-х годов начинается бум ядерной энергетики. В это время возникло две иллюзии, связанных с ядерной энергетикой. Считалось, что энергетические ядерные реакторы достаточно безопасны, а системы слежения и контроля, защитные экраны и обученный персонал гарантируют их безаварийную работу, а также считалось, что ядерная энергетика является «экологически чистой», т.к. обеспечивает снижение выброса парниковых газов при замещении энергетических установок, работающих на ископаемом топливе.

$Описание: C:\Users\Strkoff\Desktop\353994_1.jpg$

Рис.1. Атомная электростанция

Иллюзия о безопасности ядерной энергетики была разрушена после нескольких больших аварий в Великобритании, США и СССР на чернобыльской АЭС и в Японии на АЭС Фукусиме -1. Все эти катастрофы показали, что потери при аварии на ядерном энергетическом реакторе на несколько порядков превышают потери при аварии на энергетической установке такой же мощности, использующей ископаемое топливо. В эпицентре аварии уровень загрязнения был настолько высок, что население ряда районов пришлось эвакуировать, а почвы, поверхностные воды, растительный покров оказались радиоактивно зараженными на многие десятилетия.

$Описание: G:\i.jpg$

Рис.2. Авария на АЭС

Однако опасность ядерной энергетики лежит не только в сфере аварий и катастроф. Даже без них около 250 радиоактивных изотопов попадают в окружающую среду в результате работы ядерных реакторов. Эти радиоактивные частицы вместе с водой, пылью, пищей и воздухом попадают в организмы людей, животных, вызывая раковые заболевания, дефекты при рождении, снижение уровня иммунной системы и увеличивают общую заболеваемость населения, проживающего вокруг ядерных установок. Одним из основных выбрасываемых инертных газов является криптон-85 бета-излучатель, который ведет себя в атмосфере как тепличный газ, радиоактивный газ углерод-14, его накопление в атмосфере ведет к резкому замедлению роста деревьев.

С каждым десятилетием открываются все новые опасности, связанные с работой АЭС. Есть все основания считать, что и далее будут выявляться новые данные об опасностях, исходящих от АЭС.

Пути решения

Оценка риска от АЭС

Риск есть вероятность причинения вреда.

Расчётные доказательства безопасности энергоблока строятся на исследовании поведения модели энергоблока или его основных частей в различных «расчётных» авариях. Заранее задаются критерии успешного завершения аварии – скажем, достижение устойчивого состояния при низких параметрах – температуре и давлении, при отсутствии расчётного повреждения топлива (т. е. расчётная температура топлива в процессе аварии не превысила критической отметки).

Есть расчётные модели особого рода, оперирующие не с параметрами, а с событиями, рассчитывающими не температуры и давления, а вероятности разных сложных событий. Соответственно, исходными данными служат вероятности простых событий – разных отказов оборудования или вероятности ошибок персонала.

Решения получаются в таком виде: если что-то на энергоблоке произойдёт, то с вероятностью примерно ___ % энергоблок будет безопасно остановлен, а с вероятностью ___ % топливо может быть повреждено. Следует иметь в виду, что слова «если что-то произойдёт» означают какой-либо крупный отказ, требующий останова энергоблока, а такие события редки. С учётом вероятности самого «если что-то произойдёт», рассчитаны риски причинения вреда имуществу, риски причинения вреда окружающей среде, риски причинения прямого вреда жизни населения. Эти расчёты выполнялись специалистами.

Такого рода расчётам рисков посвящён так называемый вероятностный анализ безопасности – метод комплексной оценки безопасности. Комплексной – учитывающей всевозможные пути развития аварий, сопровождающихся отказами оборудования и ошибочными действиями людей.

Здоровье в зоне АЭС

Недавно в отрасли стартовало исследование - "Мониторинг состояния здоровья населения, проживающего в зоне наблюдения АЭС".

Объект исследования - люди, проживающие рядом с атомными электростанциями в тридцатикилометровой зоне наблюдения. Смысл исследования - оценить, насколько влияет на их здоровье близость АЭС.

В процессе проведения мониторинга, выбираются критерии и методы оценки здоровья людей, выявляются основные факторы окружающей среды, способные повлиять на здоровье людей, на основе современных информационных технологий создается единый банк данных для хранения и систематизации всей накопленной информации. Он состоит из медицинской и гигиенической баз данных. В первой содержатся сведения медицинской статистики и результаты обследований, во второй - сведения о радиационной обстановке и о наличии вредных химических веществ в ареале наблюдения.

В ходе мониторинга определялся и такой важный параметр как частота врожденной и наследственной патологии, так называемый генетический груз.

Обеспечения радиационной безопасности

Обеспечение радиационной безопасности – это, прежде всего обеспечение безопасности человека. Международная комиссия по радиологической защите (МКРЗ) считает, что если обеспечена радиационная безопасность человека, как наиболее радиочувствительного биологического вида, то обеспечена и безопасность других биологических видов и экосистем, хотя отдельным особям может быть причинен вред.

Абсолютно безопасного уровня облучения людей не существует. Радиационные нормативы представляют собой разумный компромисс между стремлением снизить уровень облучения людей и практическими возможностями снижения этого уровня.

Для достижения оптимального уровня облучения и контроля его соблюдения нормы радиационной безопасности требуют устанавливать контрольные уровни, как для отдельных радиационных факторов, так и для уровня облучения работников.

Стратегия обеспечения радиационной безопасности населения основывается на следующих принципах:

- Наибольшее внимание должно уделяться оценке доз, закономерностям их формирования и снижению облучения населения от тех источников ионизирующего излучения, для которых возможно достичь максимального снижения суммарной дозы облучения населения при наименьших затратах.

- Первоочередные защитные мероприятия должны проводиться для групп населения, получающих наибольшие дозы от данного источника (критических групп).

Проведение оценки доз от всех источников ионизирующего излучения позволит в каждом конкретном случае определить, для какого источника защитные мероприятия могут быть наиболее эффективными, провести эти мероприятия и оценить их эффективность по измерению суммарной дозы облучения группы людей, для которых проводились эти мероприятия.

Нормы радиационной безопасности распространяются на следующие виды облучения:

- Облучение персонала и населения в условиях нормальной эксплуатации техногенных источников ионизирующего излучения.

- Облучение персонала и населения в условиях радиационной аварии.

- Облучение работников промышленных предприятий и населения природными источниками ионизирующего излучения.

- Медицинское облучение населения.

Первые два вида облучения создают около 1 процента средней дозы облучения населения. Ставить задачу существенного улучшения радиационной обстановки в стране, уменьшения общего количества онкологических заболеваний, вызванных воздействием ионизирующего излучения, путем снижения доз от этих видов облучения бессмысленно.

Третий и четвертый виды облучения, за счет природных и медицинских источников излучения, создают около 99 процентов средней дозы облучения населения. Для этих видов облучения вполне реальна постановка задачи не только в плане снижения облучения отдельных групп, но и существенного улучшения радиационной обстановки во всей стране.

Природные источники ионизирующего излучения создают основной вклад в суммарную дозу облучения населения. Они воздействуют на человека, как в производственных, так и в коммунальных условиях.

Внедрение в практику радиационно-гигиенической паспортизации организаций и территорий позволит получать объективную информацию о степени благополучия радиационной обстановки.

Переход на новую стратегию обеспечения радиационной безопасности позволит значительно снизить облучение населения, сделать радиационную обстановку управляемой.

Заключение

Анализ тенденций мирового энергопроизводства показывает, что ядерная энергетика призвана занять место одного из главных источников энергии в этом столетии, предполагает ее использование не только в сфере производства электричества и коммунального теплоснабжения, но и для технологических процессов.

Сложность и потенциальная опасность ядерных технологий требуют значительных усилий для разработки и внедрения новых программ изучающих экологическую обстановку при эксплуатации АЭС, при авариях на АЭС и захоронениях отработанного ядерного топлива.

Литература

Статья «Атомная энергетика в структуре мирового энергетического производства в XXI веке» журнал «Энергия» № 1, 2006 г., стр. 2-10
Статья «Как здоровье в зоне АЭС?» журнал "Атом-пресса" №26, июль 2002 г.
Статья «Риск от АЭС: оценка без эмоций» журнал "Росэнергоатом" №12, 2004 г.

Знакомимся с плотностью жидкостей

Рисуем одуванчики гуашью (картина за 3 минуты)

Анатолий Кузнецов. Как мы с Сашкой закалялись

Сказочные цветы за 15 минут

Извержение вулкана