2.2.6. Экологические проблемы ядерной энергетики

Ядерная энергетика до недавнего времени рассматривалась как наиболее перспективная. Это связано как с относительно большими запасами ядерного топлива, так и со щадящим воздействием на среду. К преимуществам АЭС относится также возможность строительства АЭС, не привязываясь к месторождениям ресурсов, так как их транспортировка не требует существенных затрат в связи с малыми объёмами.

При нормальной работе АЭС выбросы радиоактивных элементов в среду крайне незначительны. В среднем они в 2÷4 раза меньше, чем от ТЭС одинаковой мощности. К маю 1986 года 400 энергоблоков, работавших в мире и дававших более 17% электроэнергии, увеличили природный фон радиоактивности не более чем на 0,02%. До Чернобыльской катастрофы в нашей стране никакая отрасль производства не имела меньшего уровня производственного травматизма, чем АЭС. За 30 лет до трагедии при авариях, и то по нерадиационным причинам, погибло 17 человек. После 1986 года главную экологическую опасность стали связывать с возможностью аварий. Хотя вероятность их на современных АЭС и невелика, но она и не исключается.

После аварии на Чернобыльской АЭС отдельные страны приняли решение о полном запрете на строительство АЭС. В их числе Швеция, Италия, Бразилия, Мексика. Швеция, кроме того, объявила о намерении демонтировать все 12 действующих реактора, хотя они и давали около 45% всей электроэнергии страны. Резко снизились темпы развития ядерного вида энергетики в других странах. Приняты меры по усилению защиты от аварий существующих, строящихся и планируемых к строительству АЭС. В настоящее время в мире действует свыше 570 атомных реакторов.

На территории России расположено более 10 АЭС, включающих более 30 реакторов. Из них 25 реакторов приходится на наиболее населённую европейскую часть страны. Из них 11 реакторов относится к типу РБМК. На Чернобыльской АЭС произошло разрушение реактора этого типа.

В процессе ядерных реакций выгорает лишь 0,5÷1,5% ядерного топлива. Ядерный реактор мощностью 1000 МВт за год работы вырабатывает около 60 т радиоактивных отходов. Часть их подвергается переработке, а основная масса требует захоронения. Технология захоронения довольно сложна и дорогостояща. Отработанное топливо обычно перегружается в бассейны выдержки, где за несколько лет существенно снижается радиоактивность и тепловыделение. Неизбежный результат работы АЭС ― тепловое загрязнение. На единицу получаемой энергии на АЭС тепловое загрязнение в 2,0÷2,5 раза больше, чем на тепловой электростанции, где значительно больше тепла отводится в атмосферу. Следствием больших потерь тепла на АЭС является более низкий КПД по сравнению с тепловыми электростанциями. На ТЭС он равен 35÷41%, а на атомных электростанциях ― только 30÷31%.

АЭС оказывают следующие воздействия на окружающую среду:

1. Разрушение экологических систем их элементов (почв, грунтов, водоносных структур и т. д.) в местах добычи руд, особенно при открытом способе.

2. Изъятие земель под строительство самих АЭС; особенно значительные территории отчуждаются под строительство сооружений для подачи, отвода и охлаждения подогретых вод. Например, для АЭС мощностью 1000 МВт требуется пруд-охладитель площадью около 800÷900 гектар. Пруды могут заменяться гигантскими градирнями с диаметром у основания 100÷120 м и высотой, равной сорокаэтажному зданию.

3. Изъятие значительных объёмов вод из различных источников и сброс подогретых вод. Если эти воды попадают в реки и другие источники, то в них наблюдается потеря кислорода, увеличивается вероятность цветения.

4. Не исключено радиоактивное загрязнение атмосферы, вод и почв в процессе добычи и транспортировки сырья, а также при работе АЭС, складировании и переработке отходов, их захоронениях.

5. Изменение микроклимата в прилежащих районах от АЭС.

Особое значение имеет распространение радиоактивных веществ в окружающем пространстве. В комплексе сложных вопросов по защите окружающей среды большое общественное значение имеют проблемы безопасности атомных электростанций, идущих на смену тепловым электростанциям на органическом ископаемом топливе.

Общепризнанно, что АЭС при их нормальной эксплуатации не менее чем в 5÷10 раз «чище» в экологическом отношении тепловых электростанций на угле. Однако при авариях атомные электростанции могут оказывать существенное радиационное воздействие на людей и экологические системы. Поэтому обеспечение безопасности биосферы и защиты окружающей среды от вредных воздействий АЭС является крупная научная и технологическая задача ядерной энергетики, обеспечивающей её будущее.

Особо важным является не только радиационные факторы возможных вредных воздействий АЭС на экосистемы, но и тепловое и химическое загрязнение окружающей среды, то есть весь комплекс техногенных воздействий, влияющих на экологическое благополучие окружающей среды, о которых мы уже говорили.

Исходными событиями, которые развиваясь во времени, в конечном счёте могут привести к вредным воздействиям на человека и окружающую среду, являются выбросы и сбросы радиоактивности и токсических веществ из систем АЭС. Эти выбросы можно разделить на газовые, аэрозольные и жидкие, в которых вредные примеси присутствуют в виде растворов или мелкодисперсных смесей, попадающие в водоёмы. Возможны и промежуточные ситуации, как при некоторых авариях, когда горячая вода выбрасывается в атмосферу и разделяется на пар и воду.

Выбросы могут быть как постоянными, находящимися под контролем эксплуатационного персонала, так и аварийными, залповыми. Включаясь в многообразные движения атмосферы, поверхностных и подземных потоков, радиоактивные и токсические вещества распространяются в окружающей среде, попадают в растения, в организмы животных и человека.