Радиационное загрязнение
ных отходов. На каждой стадии
ядерного топливного цикла в окружающую среду попадают радиоактивные
вещества. НКДАР оценил дозы, которые получает население на различных
стадиях цикла за короткие промежутки времени и за многие сотни лет.
Заметим, что проведение таких оценок очень сложное и трудоемкое дело.
Начнем с того, что утечка радиоактивного материала даже у однотипных
установок одинаковой конструкции очень сильно варьирует. Например, у
корпусных кипящих реакторов с водой в качестве теплоносителя и замедлителя
(Boiling Water Reactor, BWR) уровень утечки радиоактивных газов для двух
разных установок (или для одной и той же установки, но в разные годы) может
различаться в миллионы раз. Доза облучения от ядерного реактора зависит от
вpемени и pасстояния. Чем дальше человек живет отатомной электростанции,
тем меньшую дозу он получает. Несмотря на это, наряду с АЭС, расположенными
в отдаленных районах, имеются и такие, которые находятся недалеко от
крупных населенных пунктов. Каждый реактор выбрасывает в окружающую среду
целый ряд радионуклидов с разными периодами полураспада. Большинство
радионуклидов распадается быстро и поэтому имеет лишь местное значение.
Однако некоторые из них живут достаточно долго и могут распространяться по
всему земному шару, а определенная часть изотопов остается в окружающей
среде практически бесконечно. При этом различные радионуклиды та кже ведут
себя по-разному: одни распространяются в окружающей среде быстро, другие
чрезвычайно медленно. Чтобы разобраться в этой ситуации, НКДАР разработал
для каждого этапа ядерного топливного цикла параметры гипоте тической
модельной установки, имеющей типичные конструктивные элементы и
расположенной в типичном географическом районе с типичной плотностью
населения. НКДАР изучил также данные об утечках на всех ядерных установках
в мире и о пределил среднюю величину утечек, приходящуюся на гигаватт-год
вырабатываемой электроэнергии. Такой подход дает общее представление об
уровне загрязнения окружающей среды при реализации программы по атомной эн
ергетике. Однако полученные оценки, конечно же, нельзя безоговорочно
применять к какой-либо конкретной установке. Ими следует пользоваться
крайне осторожно, поскольку они зависят от многих специально оговоренных в
докладе НКДАР допущений. Примерно половина всей урановой руды добывается
открытым способом, а половина шахтным. Добытую руду везут на обогатительную
фабрику, обычно расположенную неподалеку. И рудники, и обогатительные
фабрики служат источником загрязнения окружающей среды радиоактивными
веществами. Если рассматривать лишь непродолжительные периоды времени, то
можно считать, что почти все загрязнение связано с местами добычи урановой
руды. Обогатительные же фабр ики создают проблему долговременного
загрязнения: в процессе переработки руды образуется огромное количество
отходов <хвостов>. Вблизи действующих обогатительных фабрик (в основном в
Северной Америке) уже скопилось 120 м лн. т отходов, и если положение не
изменится, к концу века эта величина возрастет до 500 млн. т. Эти отходы
будут оставаться радиоактивными в течение миллионов лет, когда фабрика
давно перестанет существовать. Таким обра зом, отходы являются главным
долгоживущим источником об лучения населения, связанным с атомной
энергетикой. Однако их вклад в облучени можно значительно уменьшить, если
отвалы заасфальтировать или покрыть и. полив инилхлоридом. Конечно,
покрытие необходимо будет регулярно менять. Урановый концентрат,
поступающий обогатительной фабрики, подвергается дальнейшей переработке и
очистке и на специальных заводах превращается в ядерное топливо. В
результате такой переработки образуются газообразные и жидкие радиоактивные
отходы, однако дозы облучения от них намного меньше чем на других стадиях
ядерного топливного цикла. Теперь ядерн ое топливо готово к использованию в
ядерном реакторе. Существует пять основных типов энергетических реакторов:
водо-водяные реакторы с водой под давлением (Pressurised Water Reactor,
PWR), водо-водяные кипящие р еакторы (Boiling Water Reactor, BWR),
разработанные в США и наиболее распространенные в настоящее время; реакторы
с газовым охлаждением, разработанные и применяющиеся в Великобритании и
Франции; реакторы с тяжелой водо й, широко распространенные в Канаде; водо-
графитовые канальные реакторы, которые эксплуатируются только в СССР. Кроме
реакторов этих пяти типов в Европе и СССР имеются также четыре реактора-
размножителя на быстрых нейтронах, которые представляют собой ядерные
реакторы следующего поколения. Величина радиоактивных выбросов у разных
реакторов колеблется в широких пределах: не только от одного типа реактора
к другому и не только для разных конструкций реактора одного и того же
типа, но также и для двух разных реакторов одной конструкции. Выбросы могут
существенно различаться даже для одного и того же реактора в разные годы,
потому что различаются объемы текущих ремонтных работ, во время которых и
происходит большая часть выбросов. В последнее время наблюдается тенденция
к уменьшению количества выбросов из ядерных реакторов, несмотря на увели
чение мощности АЭС. Частично это связано с техническими
усовершенствованиями, частично с введением более строгих мер по
радиационной защите. В мировом масштабе примерно 10% использованного на АЭС
ядерног о топлива направляется на переработку для извлечения урана и
плутония с целью повторного их использования. Сейчас имеются лишь три
завода, где занимаются такой переработкой в промышленном масштабе: в
Маркуле и Ла-Are (Франция) и в Уиндскейле (Великобритания). Самым <
чистым> является завод в Маркуле, на котором осуществляется особенно
строгий контроль, поскольку его стоки попадают в реку Рону. Отходы двух
други х заводов попадают в море, причем завод в Уиндскейле является гораздо
большим источником загрязнения, хотя о
сновная часть радиоактивных материалов попадает в окружающую среду не при
переработке, а в результате коррозии емкостей, в которых ядерное топливо
хранится до переработки. За период с 1975 по 1979 год на каждый гигаватт
-год выработанной энергии уровень
загрязнений от завода в Уиндскейле по р-активности примерно в 3,5 раза, а
по а-активности в 75 раз превышал уровень загрязнений от завода в Ла-Are.
С тех пор ситуация на заводе в Уиндскейле значительно улучшилась, однако в
пересчете на единицу переработ
анного ядерного горючего это предприятие по-прежнему остается более
<грязным>, чем завод в Ла-Are. Можно надеяться, что в будущем утечки на
перерабатывающих предприятиях будут ниже, чем сейчас. Существуют проекты
установок с очень низким уровнем утечки
в воду, и НКДАР взял в качестве модельной установку, строительство которой
планируется в Уиндскейле. До сих пор мы совсем не касались проблем,
связанных с последней стадией ядерного топливного цикла захоронением
высокоактивных отходов АЭС. Эти проблемы
находятся в ведении правительств соответствующих стран. В некоторых странах
ведутся исследования по отверждению отходов с целью последую- щего их
захоронения в геологически стабильных районах на суше, на дне океана или в
расположенных под ними пластах.
Предполагается, что захороненные таким образом радиоактивные отходы н е
будут источником облучения населения в обозримом будущем. НКДАР не оценивал
ожидаемых доз облучения от таких отходов, однако в материалах по программе
<Международная оценка ядерного т
опливного ц икла> за 1979 год сделана попытка предсказать судьбу
радиоактивных материалов, захороненных под землей. Оценки показали, что
заметное количество радиоактивных веществ дос-гигнет биосферы лишь спус тя
10’ 10 лет. По данным НКДАР, весь ядерный т
опливный цикл дает ожидаемую коллективную эффективную эквивалентную дозу
облучения за счет короткоживущих изотопов около 5,5 чел-Зв на к аждый
гигаватт-год вырабатываемой на АЭС электроэнергии. Из них процесс добычи
руды дает вклад 0,5 чел-Зв, ее обогащен
ие 0,04 чел-Зв, производство ядерного топлива 0,002 чел-Зв, эксплу-
атация ядерных реакторов около 4 чел-Зв (наибольший вклад) и, наконец,
процессы,связанные с регенерацией топлива чел-Зв. Как уже отмечалось,
данные по регенерации получены из оце нок ож
идаемых утечек на заводах, которые предполагается построить будущем. На
самом же деле для современных установок эти цифры в 10 20 раз выше, но эти
установки перерабатывают лишь 10% отработанного яд ерного топлива, таким
образом, приведенная выше оценка ос
тается справедливой. 90% в сей дозы облучения, обусловленной
короткоживущими изотопами, население получает в течение года по сле
выброса, 98% в течение 5 лет. Почти вся доза приходится на людей, живущих
не далее нескольких тысяч километров от АЭС. Ядерный
топливный цикл сопровождается также образованием большого к оличества
долгоживущих радионуклидов, которые распространяются по всему земному шару.
НКДАР оценивает коллективную эффективную ожидаемую эквивалентную дозу
облучения такими изотопами в 670 чел-З
в на каждый г игаватт-год вырабатываемой электроэнергии, из которых на
первые 500 лет после выброса приходится менее 3%. Таким образом, от
долгоживущих радионуклидов все население Земли получает примерно такую же
средне- годовую дозу облучения, как и нас
еление, живущее вблизи АЭС, от короткоживущих радионуклидов, при этом
долгоживущие изотопы оказывают свое воздействие в течение гораздо более
длительного времени 9 0% всей дозы население получит за время от тысячи до
сотен миллионов лет после выброса. Сле
довательно, люди, живущие вблизи АЭС, даже при нормальной работе реактора
получают всю дозу сполна от коротко- живущих изотопов и малую часть дозы
от долгоживущих. Эти цифры не учитывают вклад в облучение от радиоактивных
отходов, образующихся в результ
ате переработки и от отработанного топлива. Есть основания полагать, что в
ближайши е несколько тысяч лет вклад радиоактивных захоронений в общ
| |  скачать работу |
Радиационное загрязнение |
