Почему атомные электростанции опасны кратко на английском
Обновлено: 07.07.2024
В конце марта вышел отчет научного центра Еврокомиссии (Joint Research Centre) об экологических аспектах атомной энергетики. Еврокомиссия попросила его разобраться, стоит ли поддерживать атом так же как возобновляемую энергетику в рамках европейского Зеленого курса. Общий вывод отчета – конечно да, ведь атомная энергетика не опаснее для людей (даже с учетом Чернобыля и Фукусимы, см. ниже) и окружающей среды, чем другие возобновляемые источники энергии, развитие которых уже поддерживается в Европе в рамках инициативы Таксономия. А атом не поддерживается. Но этот отчет показал, что научных оснований для такой дискриминации нет. Но обо всем по порядку, в 23 пунктах. А для желающих в конце есть видеоверсия этой статьи на моем youtube-канале.
3. Для реализации Зеленого курса в Европе существует множество разных стимулирующих и поддерживающих механизмов. Один из важнейших – это регламент EU Taxonomy. Это такой свод рекомендаций для финансовых и инвестиционных фондов о том, в какие технологии можно вкладываться, а в какие нежелательно, с точки зрения их помощи целям Зеленого курса, экологичности и устойчивого развития. Так что Таксономия не ограничивается только вопросами климата, она направлена на достижение 6 важных целей:
смягчение последствий изменения климата
адаптация к изменению климата
охрана водных и морских ресурсов,
повторное использование ресурсов (циркулярная экономика),
сокращение выбросов и загрязнений,
Для включения в Таксономию технология или практика должна помогать в достижении минимум одной из целей, а другим не наносить серьезного ущерба (критерий DNSH, т.е. Does not significantly harm). Не могу точно сказать насколько это жесткое правило и верно ли я вообще в этом разобрался, но понятно, что включение в Таксономию той или иной технологии сильно упрощает ей жизнь в Европе, а невключение может поставить вопрос о ее конкурентоспособности и перспективах без национальной поддержки.
4. Таксономию долго готовили и в общих чертах приняли весной-летом прошлого года. Помимо прочего, туда включили ветровую и солнечную генерацию, а вот атомную пока не включили. Нет, сомнений в том, что АЭС помогает в борьбе с изменением климата нет. За жизненный цикл АЭС выбрасывают очень мало CO2. Критерий для включения в Таксономию технологии электрогенерации – выбросы менее 100 г/кВт*ч. По данным отчета JRC, у АЭС выбросы CO2 в среднем 28 г/кВт*ч, что сопоставимо с выбросами гидро- и ветровых станций, и даже ниже, чем у солнечных панелей, у которых средний выброс около 85 г/кВт*ч (см стр. 40 из отчета [4]). Цифры разнятся в разных источниках (например, в отчете ICPP 2014 указываются средние показатели выбросов для АЭС в 12 г/кВт*ч, а для промышленной фотовольтаики в 48 г/кВт*ч) но порядок и соотношение примерно такие. При этом выбросы газовых и угольных станций составляют порядка 500 и 900 г/кВт*ч, соответственно. А средние удельные выбросы в электроэнергетике в Европе сейчас около 275 г/кВт*ч (ссылка, стр 6).
Удельные выбросы CO2 за жизненный цикл разных видов генерации. График из отчета JRC.
Почему у солнечных панелей углеродный след выше? Не копал глубоко, но на днях на глаза попалось как раз на эту тему любопытное расследование Bloomberg о производстве кремния в Китае. Китай контролирует 80% мировых поставок кремния для солнечных панелей, а 4 крупнейшие его фабрики расположены в полузакрытой провинции Синьцзян (Xinjiang) и дают 50% мирового производства. Репортеры Bloomberg выяснили, что эти фабрики используют дешевую но грязную угольную электроэнергию (40% затрат на производство кремния - электричество), и судя по всему еще и подневольный труд. Так что вопрос об экологическом следе этой технологии, так сильно завязанной на одну не самую прозрачную страну, не так прост.
5. Отдельно надо отметить, что АЭС на текущий момент обеспечивают около 30% всей низкоуглеродной энергии в мире, а в Европе – все 40%. Доля атомной энергетики в Европе (28 стран ЕС) – 26%, что больше, чем в любой неевропейской стране. При этом доля солнца+ветра в ЕС - 17%, а гидроэнергетики – всего 12% (данные на 2019 г из Eurostat Energy data, см стр. 28). И по основному сценарию развития энергетики в Европе (EUCO30, стр. 37 отчета), для достижения европейских климатических целей доля атома к 2050 году должна составлять около 22%. Но поддерживать его хотят не все.
Вклады различных источников в выработку низкоуглеродной электроэнергии в развитых странах. График из отчета JRC.
6. Поводом для отказа во включении АЭС в Таксономию стали усилия стран, в которых сильны антиатомные настроения – Германии, Австрии и Италии. Они выразили опасения по поводу того, что проблема радиоактивных отходов и отработавшего ядерного топлива нарушает критерий DNSH. Поэтому то Еврокомиссия и поручила экспертам своего научного центра (Joint Research Centre) разобраться в вопросе и подготовить доклад на эту тему. Его то они и представили в конце марта (ссылка).
Отдельно хочется отметить, что это довольно круто, что внутри руководящего органа ЕС вообще есть такой научный центр, который помогает анализировать различные решения и предложения с научной точки зрения.
7. Эксперты представили 400-страничный отчет с обзором доступных научных исследований по всем аспектам атомной энергетики – от добычи урана, его обогащения и изготовления топлива, эксплуатации и вывод АЭС из эксплуатации, до вопроса обращения с отходами и ядерным топливом при разных сценариях топливного цикла, а также влияние на здоровье людей как в штатных условиях, так и в случае серьезных аварий. Отчет в итоге состоит из двух частей: сравнения экологических аспектов различных видов генерации, и отдельно из подробного анализа обращения с радиоактивными отходами.
8. Общие выводы такие. По удельным выбросам загрязняющих веществ за жизненный цикл, а кроме CO2 это и оксиды азота и серы, твердые частицы PM2.5 (ответственны за миллионы смертей в год по данным ВОЗ) и всякая канцерогенная органика типа бензола и формальдегидов, атомная энергетика сопоставима, а по ряду параметров и лучше ветровой и солнечной.
Удельные выбросы оксидов азота и серы для различных энергоисточников. Удельные выбросы твердых частиц PM2.5 и неметановой органики (NMVOC - бензол, этанол, формальдегид и т.д.)
В плане образования химически-опасных отходов и загрязнения водоемов (закисление, сброс соединений азота и фосфора) АЭС гораздо чище ветровой и солнечной энергетики.
Удельное образование химически-опасных отходов, требующих захоронения, для разных видов генерации энергии
9. АЭС в меньшей степени влияют на экосистемы и биоразнообразие, чем солнечные и ветровые электростанции, т.к. требуют гораздо меньшего изменения земной поверхности. И речь не только о месте, занимаемом станциями сопоставимой мощности, но о всей цепочке добычи ресурсов и утилизации отходов.
Сравнение требуемой площади изъятия земли для различных источников энергии (с учетом жизненного цикла технологий)
Кстати, удельная потребность в добыче ресурсов для АЭС тоже гораздо меньше, чем для ветровой и солнечной энергетики. Все это следствия самой большой концентрации атомной энергии из всех существующих видов энергии. По крайней мере в сотни тысяч раз выше, чем химической.
Сравнение удельных затрат ресурсов на производство единицы электроэнергии по разным типам генерации.
10. Но как и у любой технологии, кроме плюсов у атома есть и минусы. В плане теплового загрязнения и потребления водных ресурсов атомная энергетика уступает фотовольтаике (солнечным панелям) и ветроэнергетике, и сопоставима с воздействием концентрационной тепловой солнечной энергетики (это когда тепло солнца собирается зеркалами), угольной и гидроэнергетики. Поэтому требуется подбор площадок, технологии (пруд-охладитель, прямоточное охлаждение, градирни и пр.) и внимание к этому аспекту, чтобы минимизировать его негативные эффекты. В этом плане наименьшее негативное воздействие получается при расположении АЭС на морском берегу, где их обычно и стараются размещать.
11. Что же касается радиоактивных отходов, то обзору практики и теории обращения с ними и их захоронения посвящена большая часть доклада и вердикт тут однозначный – да, это важная проблема, но существующие решения, как по поверхностному хранению низкоактивных отходов (частично об этом я писал отдельную статью), так и по подземному захоронению высокоактивных отходов в природных формациях (и об этом я писал отдельную статью, применительно к тому что делается в России), позволяют обращаться с ними безопасно и без вреда людям и окружающей среде.
12. Что касается радиационного воздействия на человека, то оно пренебрежимо мало. Дополнительное облучение, вызванное всем жизненным циклом АЭС, составляет не более 1/10000 от обычной дозы, получаемой людьми от природных источников. Это эквивалент употребления двух бананов в год. Один банан – это доза в 0,1 мкЗв за счет содержащегося в нем природного изотопа калий-40.
13. Но это все были в основном отдельные показатели воздействия по разным факторам или элементам окружающей среды. В чем-то АЭС лучше, в чем-то сопоставимы, а в чем-то хуже других видов генерации. При этом ни один из показателей для АЭС не является запретительным по критерию DNSH (Does not significantly harm). Но чтобы оценить суммарное негативное воздействие на здоровье человека разные виды генерации сравнивают по величине удельной преждевременной смертности или потерянных лет жизни на единицу выработанного электричества. И по этим показателям АЭС уступают только гидроэнергетике, сопоставимы с ветровой и превосходят солнечную генерацию. Ну и само собой, самые опасные в этом плане все виды сжигаемого топлива, особенно уголь, поскольку его выбросы реально убивают миллионы людей каждый год. Не говоря уже о их влиянии на климат.
Общее воздействие на здоровье и смертность людей от разных видов генерации с учетом их выбросов и сбросов по всему жизненному циклу. Гидроэнергетика тут лучше всех, атом и ветер сопоставимы и чуть лучше солнца.
14. Что касается аварий и серьезных инцидентов. Тут есть два показателя. Первый – это максимальное число жертв при крупной аварии. Для АЭС оно сопоставимо с гидроэнергетикой или крупными авариями в нефтяной индустрии и оценивается в 30000 человек в случае крупной аварии. Причем, если для гидроэнергетики это исторические цифры реальных аварий (см. дамба Баньцяо, Китай, 1975 г.), то для АЭС это величина расчетная, поскольку суммарное число жертв крупнейших аварий на АЭС - Чернобыля и Фукусимы, по оценкам ВОЗ, порядка 5000 человек [6,7].
Максимальное число жертв от крупных аварий (черные точки) и удельная смертность от аварий (не обязательно самых крупных, но с жертвами) на единицу произведенной электроэнергии.
Авторы отчета подчеркивают, что для общественного восприятия куда страшнее редкие (в случае АЭС – очень редкие) но серьезные аварии, чем частые, но менее фатальные события. Однако статистика показывает, что же на самом деле больше убивает. В этом смысле важнее второй показатель.
15. Второй показатель – это удельная смертность от аварий на единицу произведенного электричества (fatality rate – см. картинку выше). По этому показателю АЭС второго поколения, составляющих основу текущего парка АЭС, лучше любого сжигаемого топлива и гидроэнергетики, сопоставимы с ветрогенерацией, и уступают лишь солнечной генерации. АЭС третьего поколения, которые строятся последние 10 лет и спроектированы с учетом опыта крупных аварий как раз с особым вниманием к локализации их последствий, превосходят по этому показателю все виды генерации.
Т.е. это означает, что даже с учетом жертв Чернобыля и Фукусимы, удельная смертность от атомной энергетики сопоставима с включенными в Таксономию ветровой и солнечной генерацией и гораздо меньше, чем у станций на ископаемом топливе. В конце своей прошлой статьи о Фукусиме я уже приводил аналогичные оценки.
16. Отдельно поясню, что отчет касается именно экологических аспектов и не касается экономики. Задача отчета – дать экспертам Еврокомиссии рекомендации и критерии для включения или невключения отдельных аспектов атомной энергетики в механизмы поддержки Таксономии. Будут ли потом этой поддержкой пользоваться частные или государственные инвесторы – это дело инвесторов. Тем не менее, в части сравнения с другими видами генерации есть в отчете и экономический показатель LCOE, т.е. усредненной по пожизненному циклу показатель себестоимости электроэнергии.
Так вот, себестоимость атомного электричества существующих АЭС в Европе к 2030-му году будет самая низкая в сравнении с любыми другими видами генерации, а если говорить о новых энергоблоках, то она будет немного дороже солнечных и ветровых, но вполне конкурентоспособна и сопоставима с газовыми станциями.
Показатели LCOE для разных видов генерации в Европе к 2030 году. Данные из отчета JRC
17. Общие выводы отчета – атомная энергетика отлично помогает смягчать последствия изменения климата, при этом не выявлено никаких научно-обоснованных доказательств, что она наносит больший ущерб здоровью людей или окружающей среде, чем другие виды генерации электроэнергии, уже включенные в Таксономию.
18. Что дальше? Теперь этот отчет будут еще 2 месяца изучать в двух других экспертных группах Еврокомиссии (по радиационной защите и по здоровью). В мае в Таксономию должны быть внесены поправки, расширяющие список включенных в нее технологий, к которым были вопросы ранее. Кроме атома идут споры и по природному газу, как переходному топливу от угля, и по некоторым технологиям в сельском хозяйстве, биоэнергии и т.д. Вопрос о включении или невключении в Таксономию атомной энергии остается открытым. Хотя что тут может быть непонятно после такого отчета.
19. Реакция. Европейский Гринпис уже ожидаемо заявил [9], что эксперты, написавшие отчет, связаны с атомной отраслью и необъективны, а Еврокомиссии надо прислушаться к мнению общественности. Атомная отрасль, конечно, отнеслась к отчету очень позитивно, и представители разных атомных ассоциаций и организаций предлагают не затягивать с включением атомной энергетики в Таксономию. Высказываются даже мнения, что после такого отчета хорошо бы и Германии пересмотреть свое отношение к атому.
20. Примерно в то же время, в конце марта, лидеры 7 европейских стран – Франции, Чехии, Венгрии, Польши, Румынии, Словакии и Словении, отправили в Еврокомиссию коллективное письмо [10] с призывом включить атомную энергетику в Таксономию и перестать ее дискредитировать и притеснять. Аргументы политиков более приземленные, типа она не только помогает в борьбе с климатическими изменениями и сокращении выбросов, но и важна для экономики, что логично, т.к. все эти страны либо имеют развитую атомную энергетику, либо планируют ее развивать.
21. Кроме того, в конце марта в Еврокомиссию направили открытое письмо и 46 некоммерческих организаций из 18 стран (в т.ч. из Германии, Австрии и Италии, правительства которых отказываются или отказались от атома) с тем же призывом - принять усилия по поддержке всех низкоуглеродных источников, помогающих бороться с изменениями климата, включая атомную энергетику, которая уже много лет вносит в эту борьбу самый большой вклад. Собственно, это тоже голос общественности, к которому призывает прислушаться Гринпис. Ссылка на письмо - [12].
22. А на днях еще и в Германии аудит их счетной палаты показал [11], что их энергопереход и отказ от атома не так однозначно хорош (дорог и небезопасен), как могло показаться раньше.
23. Короче, весьма увлекательно следить за Европой, в которой вопрос атомной энергетики стоит так вот остро и неоднозначно и вокруг которого ломается так много копий. Хочется, конечно, надеяться, что в итоге решения будут приниматься на основании научных исследований и прозрачного анализа, а не из популистских и политических соображений. Какими бы в итоге эти решения не были. Споры спорами, но климат, окружающая среда и умирающие от загрязнений люди ждать не будут.
Для тех кому интересен иной формат, я сделал видеоверсию этой статьи. Подписывайтесь на мой канал об атомной энергетике и ядерных технологиях. Вы можете поддержать его лайками или подпиской.
преимущества и недостатки ядерной энергетики они являются довольно распространенным спором в современном обществе, которое четко делится на два лагеря. Некоторые утверждают, что это надежная и дешевая энергия, в то время как другие предупреждают о бедствиях, которые могут привести к неправильному ее использованию..
Ядерная энергия или атомная энергия получается в процессе ядерного деления, которое состоит в бомбардировке атома урана нейтронами, так что он разделяется на два, выделяя большое количество тепла, которое затем используется для выработки электричества..
Первая атомная электростанция была открыта в 1956 году в Великобритании. Согласно Castells (2012), в 2000 году было 487 ядерных реакторов, которые производили четверть мирового электричества. В настоящее время на шесть стран (США, Франция, Япония, Германия, Россия и Южная Корея) приходится почти 75% ядерной энергетики (Fernández and González, 2015).
Многие люди думают, что атомная энергия очень опасна из-за известных аварий, таких как Чернобыль или Фукусима. Тем не менее, есть те, кто считает этот тип энергии "чистым", потому что он имеет очень мало выбросов парниковых газов.
- 1 Преимущества
- 1.1 Высокая плотность энергии
- 1.2 Дешевле, чем ископаемое топливо
- 1.3 Доступность
- 1.4 Он выделяет меньше парниковых газов, чем ископаемое топливо
- 1.5 Не хватает места
- 1.6 генерирует мало отходов
- 1.7 Технология все еще в разработке
- 2.1 Уран является невозобновляемым ресурсом
- 2.2 Не может заменить ископаемое топливо
- 2.3 Зависит от ископаемого топлива
- 2.4 Добыча урана вредна для окружающей среды
- 2.5 Очень стойкие отходы
- 2.6 Ядерные катастрофы
- 2.7 Воинственное использование
выгода
![]()
Высокая плотность энергии
Уран - это элемент, который обычно используется на атомных станциях для производства электроэнергии. Это свойство хранить огромное количество энергии.
Один грамм урана равен 18 литрам бензина, а один килограмм дает примерно ту же энергию, что и 100 тонн угля (Castells, 2012).
Дешевле, чем ископаемое топливо
В принципе, стоимость урана, кажется, намного дороже, чем нефть или бензин, но если принять во внимание, что для выработки значительного количества энергии требуются лишь небольшие количества этого элемента, в конечном итоге стоимость становится ниже, чем это ископаемого топлива.
доступность
![]()
Атомная электростанция обладает способностью работать постоянно, 24 часа в сутки, 365 дней в году, чтобы снабжать город электричеством; это благодаря периоду заправки это каждый год или 6 месяцев в зависимости от завода.
Другие виды энергии зависят от постоянного запаса топлива (например, угольные электростанции) или периодически или ограничены климатом (например, возобновляемые источники).
Он выделяет меньше парниковых газов, чем ископаемое топливо
![]()
Атомная энергия может помочь правительствам выполнить свои обязательства по сокращению выбросов парниковых газов. Процесс эксплуатации на атомной станции не выделяет парниковых газов, поскольку не требует использования ископаемого топлива..
Тем не менее, выбросы происходят в течение всего жизненного цикла установки; строительство, эксплуатация, добыча и переработка урана и демонтаж АЭС. (Sovacool, 2008).
Из наиболее важных исследований, проведенных для оценки количества CO2, выделяемого в результате ядерной деятельности, среднее значение составляет 66 г CO2e / кВтч. Это значение выбросов больше, чем у других возобновляемых ресурсов, но все же ниже, чем у ископаемых видов топлива (Sovacool, 2008).
Не хватает места
Атомной установке требуется мало места по сравнению с другими видами энергетической деятельности; для установки ректора и градирен требуется лишь относительно небольшой участок земли.
Напротив, для деятельности в области ветровой и солнечной энергии потребовалась бы большая земля для производства той же энергии, что и для атомной электростанции, в течение всего срока ее полезного использования.
Создает мало отходов
Отходы, образующиеся на атомной электростанции, чрезвычайно опасны и вредны для окружающей среды. Тем не менее, количество относительно мало по сравнению с другими видами деятельности, и используются адекватные меры безопасности, которые могут оставаться изолированными от окружающей среды, не представляя никакого риска.
Технология все еще в разработке
Есть еще много нерешенных проблем, связанных с атомной энергией. Однако в дополнение к делению существует еще один процесс, называемый ядерным синтезом, который включает в себя соединение двух простых атомов вместе с образованием тяжелого атома..
Развитие ядерного синтеза направлено на использование двух атомов водорода для производства одного из гелия и генерации энергии, это та же самая реакция, которая происходит на солнце.
Для осуществления ядерного синтеза требуются очень высокие температуры и мощная система охлаждения, которая создает серьезные технические трудности и все еще находится на стадии разработки..
В случае его реализации это будет означать более чистый источник, поскольку он не будет производить радиоактивные отходы, а также будет генерировать гораздо больше энергии, чем в настоящее время производится путем деления урана..
недостатки
![]()
Уран является невозобновляемым ресурсом
Исторические данные из многих стран показывают, что в среднем не более 50-70% урана может быть извлечено в шахте, поскольку концентрации урана менее 0,01% более не являются жизнеспособными, поскольку для этого требуется перерабатывать большее количество урана. камни и используемая энергия больше, чем она может генерировать на заводе. Кроме того, добыча урана имеет период полураспада при извлечении из месторождения 10 ± 2 года (Dittmar, 2013).
Dittmar предложил модель в 2013 году для всех существующих урановых рудников и планировал до 2030 года, в которой глобальный пик добычи урана 58 ± 4 тыс. Тонн получается около 2015 года, а затем снижается до максимума 54 ± 5 тыс. Тонн. на 2025 год и максимум на 41 ± 5 ктонов около 2030 года.
Этого количества больше не будет достаточно для питания существующих и планируемых атомных электростанций в течение следующих 10-20 лет (Рисунок 1).
![]()
Не может заменить ископаемое топливо
Ядерная энергетика сама по себе не представляет альтернативы нефтяному, газовому и угольному топливу, поскольку для замены 10 тераватио, которые генерируются в мире из ископаемого топлива, потребуется 10 тысяч атомных электростанций. На самом деле в мире всего 486.
Строительство атомной электростанции требует больших вложений денег и времени, обычно от 5 до 10 лет от начала строительства до запуска, и очень часто задержки происходят на всех новых станциях (Циммерман , 1982).
Кроме того, период эксплуатации является относительно коротким, приблизительно 30 или 40 лет, и для демонтажа установки требуются дополнительные инвестиции..
Зависит от ископаемого топлива
Перспективы, связанные с ядерной энергией, зависят от ископаемого топлива. Ядерный топливный цикл включает в себя не только процесс выработки электроэнергии на станции, но и включает в себя ряд мероприятий, которые варьируются от разведки и эксплуатации урановых рудников до вывода из эксплуатации и вывода из эксплуатации атомной станции..
Добыча урана вредна для окружающей среды
Добыча урана - это деятельность, которая очень вредна для окружающей среды, поскольку для получения 1 кг урана необходимо удалить более 190 000 кг земли (Fernández and González, 2015).
В Соединенных Штатах ресурсы урана в обычных месторождениях, где уран является основным продуктом, оцениваются в 1 600 000 тонн субстрата, из которого они могут извлекаться, извлекая 250 000 тонн урана (Theobald, et al., 1972)
Уран добывается на поверхности или в недрах, измельчается и затем выщелачивается в серную кислоту (Fthenakis and Kim, 2007). Образующиеся отходы загрязняют почву и воду места радиоактивными элементами и способствуют ухудшению окружающей среды..
Уран несет значительные риски для здоровья работников, которые его добывают. В 1984 году Самет и его коллеги пришли к выводу, что добыча урана является более серьезным фактором риска развития рака легких, чем курение сигарет..
Очень стойкие отходы
Когда завод заканчивает свою деятельность, необходимо начать процесс демонтажа, чтобы гарантировать, что будущие виды использования земли не будут представлять радиологический риск для населения или для окружающей среды..
Процесс демонтажа состоит из трех уровней, и для того, чтобы земля была свободной от загрязнения, требуется период около 110 лет. (Дорадо, 2008).
В настоящее время существует около 140 000 тонн радиоактивных отходов без какого-либо надзора, которые были сброшены в период между 1949 и 1982 годами в Атлантическом желобе Великобританией, Бельгией, Голландией, Францией, Швейцарией, Швецией, Германией и Италией (Reinero, 2013, Fernández and González, 2015). Учитывая, что срок полезного использования урана составляет тысячи лет, это представляет риск для будущих поколений..
Ядерные катастрофы
Атомные электростанции построены со строгими стандартами безопасности, а их стены сделаны из бетона толщиной в несколько метров, чтобы изолировать радиоактивный материал снаружи.
Однако невозможно сказать, что они на 100% безопасны. За прошедшие годы произошло несколько аварий, которые на сегодняшний день предполагают, что атомная энергия представляет риск для здоровья и безопасности населения..
11 марта 2011 года произошло землетрясение силой 9 градусов по шкале Рихтера на восточном побережье Японии, вызвавшее разрушительное цунами. Это нанесло значительный ущерб атомной станции Фукусима-Дайичи, чьи реакторы серьезно пострадали.
Последующие взрывы внутри реакторов выпустили продукты деления (радионуклиды) в атмосферу. Радионуклиды быстро связывались с атмосферными аэрозолями (Gaffney et al., 2004) и впоследствии путешествовали на большие расстояния по всему миру вместе с воздушными массами из-за большой циркуляции атмосферы. (Лозано и др., 2011).
В дополнение к этому в океан попало большое количество радиоактивного материала, и по сей день завод в Фукусиме продолжает выпускать загрязненную воду (300 тонн в день) (Fernández and González, 2015).
Авария на Чернобыльской АЭС произошла 26 апреля 1986 года во время оценки электрической системы управления завода. В результате этой катастрофы на 30 000 человек, живущих рядом с реактором, было облучено около 45 бэр каждый, примерно такой же уровень радиации, как и у выживших после взрыва бомбы в Хиросиме (Zehner, 2012).
В начальный период после аварии наиболее значительными изотопами, выпущенными с биологической точки зрения, были радиоактивные йоды, в основном йод 131 и другие короткоживущие йодиды (132, 133)..
Поглощение радиоактивного йода при проглатывании загрязненной пищи и воды и при вдыхании привело к серьезному внутреннему воздействию на щитовидную железу людей.
В течение 4 лет после аварии медицинские осмотры выявили существенные изменения функционального состояния щитовидной железы у облученных детей, особенно детей в возрасте до 7 лет (Никифоров и Гнепп, 1994)..
Воинственное использование
Согласно Fernández and González (2015), очень трудно отделить гражданскую ядерную промышленность от военной, поскольку отходы атомных электростанций, такие как плутоний и обедненный уран, являются сырьем для производства ядерного оружия. Плутоний является основой атомных бомб, а уран используется в снарядах.
Рост ядерной энергии увеличил способность стран получать уран для ядерного оружия. Хорошо известно, что одним из факторов, побуждающих несколько стран, не имеющих ядерно-энергетических программ, проявить интерес к этой энергии, является основание того, что такие программы могут помочь им в разработке ядерного оружия. (Джейкобсон и Делукки, 2011).
Масштабное глобальное увеличение объектов ядерной энергетики может подвергнуть мир риску перед лицом возможной ядерной войны или террористической атаки. До настоящего времени разработка или попытка разработки ядерного оружия в таких странах, как Индия, Ирак и Северная Корея, осуществлялась тайно на объектах ядерной энергетики (Jacobson and Delucchi, 2011)..
Вместе с тем имеющиеся технологии планирования и инженерные решения могут существенно снизить или полностью устранить уязвимость атомных электростанций для опасных климатических и погодных явлений и цунами.
However, existing planning and engineering techniques can significantly reduce or eliminate the vulnerability of nuclear power plants to climate, weather and tsunami hazards.
Rationale: The Fukushima accident has demonstrated the importance of the adequate design of nuclear power plants against extreme natural hazards.
Кроме того, на техническую безопасность действующих атомных электростанций могут влиять возможные последствия изменения климата, включая повышение уровня моря и опасные метеорологические явления.
Furthermore, the possible effects of climate change, such as rising sea levels, or severe weather conditions will also have an effect on the nuclear safety of active nuclear power plants.
Угрозы для атомных электростанций, связанные с изменением климата и опасными метеорологическими явлениями, не являются неразрешимой проблемой.
Risks for nuclear power plants associated with climate change and extreme weather events are not insurmountable.
Аналогичным образом запрещение распространяется на установки и сооружения, содержащие опасные силы, а именно дамбы и атомные электростанции (статья 15).
A similar prohibition extends to works and installations containing dangerous forces such as dams and nuclear electrical generating stations (art. 15).
Государствам-членам - незамедлительно провести национальную оценку конструкции (проекта) атомных электростанций на предмет способности противостоять характерным для данной площадки экстремальным опасным природным явлениям и своевременно осуществлять необходимые корректирующие меры.
Member States to promptly undertake a national assessment of the design of plants against site specific extreme natural hazards and to implement the necessary actions in a timely manner.
И проекты атомных электростанций могут стать более безопасными при включении пассивной (автоматической) системы безопасности и осуществлении топливных циклов, после завершения которых остаются менее опасные радиоактивные отходы и ядерное топливо, которые нельзя использовать для производства ядерного оружия.
And nuclear power plant designs can be made safer with passive (automatic) safety systems and fuel cycles that leave behind less radioactive waste and fissile material that could be turned into weapons.
При возникновении на атомных электростанциях аварийных ситуаций может происходить выброс в окружающую среду радиоактивных материалов, наиболее опасными из которых для здоровья человека являются радионуклиды йода и цезия.
Radioactive material may be released into the environment during an emergency at a nuclear power plant, the radionuclides of main concern to human health being iodine and caesium.
Секретариату МАГАТЭ - при поступлении соответствующей просьбы оказывать помощь и поддержку государствам-членам в проведении национальной оценки конструкции атомных электростанций на предмет способности противостоять характерным для данной площадки экстремальным опасным природным явлениям.
The IAEA secretariat, upon request, to provide assistance and support to Member States in the implementation of a national assessment of the design of nuclear power plants against site-specific extreme natural hazards.
После аварии на Чернобыльской атомной электростанции в 1968 году были приняты многочисленные международные документы с тем, чтобы обеспечить самый высокий уровень защиты от атомной радиации, опасных отходов и ионизирующего излучения во всем мире.
Following the accident at the Chernobyl nuclear power plant in 1986, numerous international instruments had been set in place to ensure the highest level of nuclear, waste and radiation safety worldwide.
Предотвращение трансграничного ущерба окружающей среде, людям и имуществу было принято в качестве одного из важных принципов во многих многосторонних договорах, касающихся охраны окружающей среды, аварий на атомных электростанциях, космических объектов, международных водотоков, обработки опасных отходов и предупреждения загрязнения морской среды.
Prevention of transboundary harm to the environment, persons and property has been accepted as an important principle in many multilateral treaties concerning protection of the environment, nuclear accidents, space objects, international watercourses, management of hazardous wastes and prevention of marine pollution.
![]()
Чем потенциально опасны атомные электростанции?
Воздействие АЭС на окружающую среду при соблюдении технологии строительства и эксплуатации может и должно быть значительно меньше, чем других технологических объектов: химических предприятий, ТЭЦ. Однако радиация в случае аварии – один из опасных факторов для экологии, человеческой жизни и здоровья. В этом случае выбросы приравниваются к возникающим при испытании ядерного оружия.
Каково воздействие АЭС в нормальных и нештатных условиях, можно ли предотвратить катастрофы и какие меры принимаются для обеспечения безопасности на ядерных объектах?
Развитие и значение атомных электростанций
Первые исследования по ядерной энергетике пришлись на 1890-е гг., а строительство крупных объектов началось с 1954 г. Атомные электростанции возводятся для получения энергии путем радиоактивного распада в реакторе.
Сейчас используются такие типы реакторов третьего поколения:
- легководные (наиболее распространенные);
- тяжеловодные;
- газоохлаждаемые;
- быстро-нейтронные.
В период с 1960 г. по 2008 г. в мире были введены в работу около 540 атомных реакторов. Из них около 100 закрылись по разным мотивам, в том числе из-за негативного воздействия АЭС на природу. До 1960 г. реакторы отличались высоким показателем аварийности из-за технологического несовершенства и недостаточной проработки регулирующей нормативной базы. В следующие годы требования ужесточались, а технологии совершенствовались. На фоне уменьшения запасов природных энергоресурсов, высокой энергоэффективности урана строились более безопасные и оказывающее меньшее негативное воздействие АЭС.
Для плановой работы атомных объектов добывается урановая руда, из которой обогащением получается радиоактивный уран. В реакторах вырабатывается плутоний – самое токсичное из существующих веществ, полученных человеком. Обработка, транспортировка и захоронение отходов деятельности АЭС требует тщательных мер предосторожности и безопасности.
Факторы воздействия АЭС на окружающий мир
Наряду с прочими промышленными комплексами атомные электростанции оказывают воздействие на природную среду и человеческую жизнедеятельность. В практике использования энергетических объектов нет на 100% надежных систем. Анализ воздействия АЭС проводится с учетом возможных последующих рисков и ожидаемой пользы.
При этом совершенно безопасной энергетики не существует. Воздействие АЭС на окружающую среду начинается с момента возведения, продолжается при эксплуатации и даже по ее окончании. На территории расположения станции по выработке электроэнергии и за ее пределами следует предусматривать возникновение таких негативных влияний:
- Изъятие земельного участка под строительство и обустройство санитарных зон.
- Изменение рельефа местности.
- Уничтожение растительности из-за строительства.
- Загрязнение атмосферы при необходимости взрывных работ.
- Переселение местных жителей на другие территории.
- Вред популяциям местных животных.
- Тепловое загрязнение, влияющее микроклимат территории.
- Изменение условий пользования землей и природными ресурсами на определенной территории.
- Химическое воздействие АЭС – выбросы в водные бассейны, атмосферу и на поверхности почв.
- Загрязнение радионуклидами, которое может вызвать необратимые изменения в организмах людей и животных.Радиоактивные вещества могут попадать в организм с воздухом, водой и пищей. Против этого и других факторов существуют специальные превентивные меры.
- Ионизирующее излучение при выводе станции из эксплуатации с нарушением правил демонтажа и дезактивации.
Один из самых значительных загрязняющих факторов – тепловое воздействие АЭС, возникающее при функционировании градирен, охлаждающих систем и брызгальных бассейнов. Они влияют на микроклимат, состояние вод, жизнь флоры и фауны в радиусе нескольких километров от объекта. КПД атомных электростанций составляет около 33-35%, остальное тепло (65-67%) выделяется в атмосферу.
На территории санитарной зоны в результате воздействия АЭС, в частности водоемов-охладителей, выделяются тепло и влага, вызывая повышение температуры на 1-1,5° в радиусе нескольких сот метров. В теплое время года над водоемами образуются туманы, которые рассеиваются на значительное удаление, ухудшая инсоляцию и ускоряя разрушение зданий. При холодной погоде туманы усиливают гололедные явления. Брызговые устройства вызывают еще большее повышение температуры в радиусе нескольких километров.
Охлаждающие воду испарительные башни-градирни испаряют летом до 15%, а зимой до 1-2% воды, формируя пароконденсатные факелы, вызывая на 30-50% уменьшение солнечного освещения на прилегающей территории, ухудшая метеорологическую видимость на 0,5-4 км. Воздействие АЭС сказывается на экологическом состоянии и гидрохимическом составе воды прилегающих водоемов. После испарения воды из охладительных систем в последних остаются соли. Для сохранения стабильного солевого баланса часть жесткой воды приходится сбрасывать, заменяя ее свежей.
В нормальных условиях эксплуатации радиационное заражение и влияние ионизирующего излучения сведены к минимуму и не превышают допустимый природный фон. Катастрофическое воздействие АЭС на окружающую среду и людей может возникнуть при авариях и утечках.
Возможные техногенные воздействия АЭС
Не стоит забывать про техногенные риски, возможные в атомной энергетике. Среди них:
Нормативный срок функционирования АЭС составляет 30 лет. После вывода станции из эксплуатации требуется сооружение прочного, сложного и дорогостоящего саркофага, который придется обслуживать еще очень длительный промежуток времени.
Защита от негативных влияний, их контроль
Предполагается, что воздействие АЭС в виде всех перечисленных выше факторов должно контролироваться на каждом этапе проектирования и эксплуатации станции.Специальные комплексные меры призваны спрогнозировать и предотвратить выбросы, аварии и их развитие, минимизировать последствия.
Важно уметь прогнозировать геодинамические процессы на территории станции, нормировать электромагнитные излучение и шум, воздействующие на персонал. Для размещения энергетического комплекса участок выбирается после тщательного геологического и гидрогеологического обоснования, проводится анализ его тектонического строения. При строительстве предполагается тщательное соблюдение технологической последовательности работ.
Задача науки, обслуживающей и практической деятельности – не допустить чрезвычайных ситуаций, создать нормальные условия для эксплуатации атомных станций. Одним из факторов экозащиты от воздействия АЭС является нормирование показателей, то есть установление допустимых значений того или иного риска и следование им.
Для минимизации воздействия АЭС на окружающую территорию, природные ресурсы и людей проводится комплексный радиоэкологический мониторинг. Чтобы отвратить ошибочные действия работников электростанции, осуществляется многоуровневая подготовка, занятия на учебных тренажерах и другие мероприятия. Для предотвращения террористических угроз применяются физические защитные меры, а также ведется деятельность специальных государственных организаций.
Современные атомные станции создаются с высокими показателями защищенности и безопасности. Они должны соответствовать высочайшим требованиям надзорных органов, включая защиту от загрязнения радионуклидами и другими вредными веществами. Задача науки – снизить риск воздействия АЭС в результате аварии. Для ее решения проводится разработка более безопасных по конструкции реакторов, имеющих внушительные внутренние показатели самозащиты и самокомпенсации.
Насколько безопасно воздействие АЭС на окружающий мир?
В природе существует естественная радиация. Но для экологии опасно интенсивное радиационное воздействие АЭС в случае аварии, а также тепловое, химическое и механическое. Также весьма актуальна проблема с утилизацией ядерных отходов. Для безопасного существования биосферы нужны особые защитные меры и средства. Отношение к строительству атомных электростанций в мире крайне неоднозначно, особенно после ряда крупных катастроф на ядерных объектах.
Восприятие и оценка атомной энергетики в обществе никогда не будут прежними после Чернобыльской трагедии, произошедшей в 1986 году. Тогда в атмосферу попало до 450 разновидностей радионуклидов, включая короткоживущий йод-131 и долгоживущие цезий-131, стронций-90.
После аварии некоторые исследовательские программы в разных странах были закрыты, нормально функционирующие реакторы превентивно прекратили свое действие, а отдельные государства ввели мораторий на ядерную энергетику. Вместе с тем около 16% электроэнергии в мире вырабатывается с помощью АЭС. Заменить атомные электростанции способно развитие альтернативных источников энергии.
Читайте также:
