Глава 4. Основы радиационной экологии

4.3. Экологические проблемы, возникающие в условиях штатной работы радиационно-опасных объектов

Ядерная энергия является одним из наиболее потенциально опасных видов энергии из всех до сих пор известных человечеству, поэтому при создании АЭС особое внимание уделяется решению вопросов обеспечения безопасности при возникновении аварийных ситуаций, исключить которые, как и в любой другой области человеческой деятельности, полностью невозможно.

Часть населения считают, что максимально возможная авария ядерного реактора подобна атомному взрыву. Такая точка зрения антинаучна и абсолютно не обоснована. Даже при неконтролируемом разгоне реактора взрыва, подобно ядерному, произойти не может. Принцип действия ядерного реактора таков, что необходимая для взрыва критическая масса теоретически не может быть создана. Достоверно установлено, что в случае самой тяжелой из возможных аварий в механическую энергию взрыва может перейти лишь 1 % энергии делящихся ядер. Это значит, что мощность теплового взрыва реактора в несколько сот раз меньше мощности номинальной атомной бомбы, эквивалентной 20 000 т тротила.

Таким образом, высокая потенциальная опасность АЭС в случае аварии обусловлена в основном выбросом в окружающую среду радиоактивных продуктов деления, накопленных в реакторе за время его работы.

По обобщенным данным, в мире в 1992 г. действовало 426 промышленных атомных энергетических установок общей мощностью около 280 ГВт, 360 исследовательских и демонстрационных ядерных реакторов, еще около 100 реакторов находилось в стадии строительства. На территории бывшего СССР в этот период работало 56 энергоблоков 15 АЭС суммарной мощностью 33,6 ГВт, что определяло 2–3-е место среди 26 стран, имеющих АЭС. Кроме того, в стране насчитывалось еще 11 исследовательских реакторов и около 380 судовых АЭУ. Табл. 16 содержит характеристику АЭС в России [13, т. III]. К сожалению, в период перестройки и становления российской государственности ряд строящихся АЭС были закрыты.

Таблица 16. Атомные электростанции России [13, т. III]

ВВЭР – водо-водяной энергетический реактор; РБМК – реактор большой мощности канальный; БН – реактор на быстрых нейтронах; ЭГП – реактор энергетический графитовый паровой.

Несмотря на высокую настороженность общественности и правительства ряда стран (США, Швеция), атомная энергетика имеет устойчивую тенденцию к развитию: в 1984 г. в мире насчитывалось 345 атомных энергоблоков, в 1986 г. – 417, в 1988 г. – 426, в 1994 г. – уже около 500. В настоящее время 17 % всей электроэнергии в мире вырабатывается на АЭС, а в ряде стран, таких как Бельгия и Франция, эта доля достигает 50–75 %.

Работа АЭС требует добычи урановой руды, ее переработки в обогащенное ураном-235 ядерное топливо, производства тепловыделяющих элементов (ТВЭЛов), использование отработанного топлива для последующего извлеченного делящегося материала, дезактивации и захоронения образующихся радиоактивных отходов. Перечисленные стадии входят в так называемый ядерный топливный цикл (ЯТЦ). К ним добавляется также транспортировка радиоактивных материалов для обеспечения всех этих стадий.

При нормальной работе реакторов постоянно накапливаются радиоактивные отходы. Источником жидких отходов может быть вода или растворы, применяемые для охлаждения реактора, а также растворы, образующиеся при дезактивации оборудования и помещений. Кроме того, при работе реактора могут накапливаться и газообразные, и твердые радиоактивные вещества. Все эти отходы после концентрирования подвергаются захоронению в специальных могильниках, а вода, сливаемая в канализацию, – предварительной очистке в отстойниках и специальных очистных сооружениях.

Несмотря на то, что радиационная опасность эксплуатации объектов атомной энергетики существенно преувеличивается, благодаря разработке всесторонней системы обеспечения радиационной безопасности атомная промышленность и энергетика во всем мире относятся к отраслям деятельности человека с малой опасностью для жизни.

Так, по данным НКДАР ООН, за период с 1945 по 1992 г. вклад ядерной энергетики в формирование коллективной эффективной дозы населения всего земного шара составляет 2,4 млн Зв/человек, а дополнительный вклад тяжелых радиационных аварий – 0,6 млн Зв/человек, т.е. почти в 1100 раз меньше, чем вклад облучения от источников естественного фона (табл. 17).

Таблица 17. Коллективная эффективная доза населения за период 1945–1992 гг.

Вопрос о широком использовании альтернативных источников весьма спорный, поскольку одни источники не в состоянии обеспечить промышленность и транспорт достаточным количеством энергии (ветровые установки), другие – даже более опасны, нежели атомная энергетика (например геотермальные воды всегда являются высокорадиоактивными). С другой стороны – попытки заменить атомную энергетику старыми традиционными источниками (уголь, нефть, газ) приводят к необходимости добывать дополнительно только угля 630 млн т. Кроме того, выработка аналогичного количества энергии старыми методами приведет к дополнительному выбросу в атмосферу 2 млрд т диоксида углерода, 30 млн т оксида азота, 4 млн. т летучей золы, 70 тыс. т альдегидов и углеводородов, 12,2 тыс. т оксида углерода. Все это в течение 50–100 лет привело бы к повышению температуры воздуха на Земле на 3–8 ⁰С вследствие парникового эффекта, вызванного загрязнением атмосферы.

Следует, однако, заметить, что и эксплуатация АЭС сопряжена с определенной степенью социального, экономического и экологического риска, а также риска ухудшения здоровья людей вследствие возникновения крупных радиационных аварий. В табл. 18 приведены характеристики основных поступлений искусственных радионуклидов в атмосферу с 1946 по 1986 г.