Снижение загрязняющих сбросов и отходов аэс

Источниками жидких радиоактивных отходов являются:

• протечки радиоактивных контуров;

• дезактивационные растворы и жидкости (отработанные);

• обмывочные воды;

• шламовые отходы емкостей;

• кубовые остатки выпарных аппаратов и др.

ЖРО очищаются, фильтруются, разбавляются или концентрируются и хранятся преимущественно в отвержденном виде в специальных контейнерах – могильниках.

Очистка ЖРО производится с использованием следующих методов: коагуляция, отстаивание, фильтрация, сорбция на ионообменных смолах, выпарка, ионная сепарация, обратный осмос и др.

Отверждение отходов:

• кальцинация (сушка);

• остекловывание (витрификация);

• включение в металлические матрицы (инкапсулирование);

• цементирование;

• кальцинация во вращающихся печах и остекловывание;

• остекловывание и включение в металлические матрицы из нержавеющей стали.

Контейнеры из нержавеющей стали с высокоактивными отходами хранятся при воздушном или водяном охлаждении в геологических формациях (выработанные соляные пласты, известняки или граниты) или в поверхностных хранилищах, в бетонированных колодцах.

Последствия сброса ЖРО рассчитывают по консервативной миграционной модели для критической группы населения. При сбросе до 15 Ки/реакт. год ЖРО дозатраты составляют до 10^-6÷10^-5 Зв/реакт год, при разрешенных уровнях до 5·10^-3 Зв/реакт год, при природной общей дозе до 2·10^-3 Зв/чел год.

По АЭС Франции с PWR на уровне 2000г. известны следующие данные:

выбросы ³Т – определяют дозу персонала до 50% от ДГП (допустимого годового предела);

ИРГ – до 4% ДГП;

выбросы аэрозолей, галогенов (Fe, Cl, Br, I и At (астатий)) до 0,6% ДГП.

Высокоактивные (ОВУА) отходы хранятся в стальных контейнерах на поверхности земли и остекловываются через 30 лет (после высвечивания), их захоранивают на глубине 500–1000 м) в хранилище в Ла-Аге. Гарантии 400000 лет, но это вызывает сомнения.

Порядок определения нормативов плат за выбросы аэс

Существует два вида нормативов платы:

1. за допустимые выбросы, :

2. за превышение допустимых выбросов, .

Норматив платы за выбросы: радиоактивных веществ (Ки); химических веществ (т), определяется следующим образом:

,

где а – повышающий коэффициент кратности;

,

где ПДВ_i – предельно допустимый выброс i-го ингредиента.

Размер платы АЭС:

,

где – фактическое количество выбрасываемых радиоактивных веществ, приведенных по агрессивности и опасности, усл. Ки.

k – капиталовложения в природоохранные предприятия по защите атмосферы, руб.

где П_ХВ – размер платежа АЭС за выброс химических веществ в атмосферу, определяемый на общих основаниях.

Отметим, что радиоактивностью обладают не только выбросы АЭС, но и летучая зола, выбрасываемая тепловыми электростанциями (таблицы 14.2–14.4).

Радиационные характеристики сжигания каменного угля

Наиболее высока удельная активность золы углей шахт Подмосковного, Донецкого, Азейского бассейнов по ²²⁶Ra, ²³²Th, ⁴⁰K.

В России с 1992г. действует лаборатория ГЛАРК – головная лаборатория (в ТЭК) радиационного контроля, которая установливает предельные нормативы радиационных загрязнений выбросами.

Отсюда ограниченное применение золошлаковых отходов ТЭС в стройиндустрии. Нормативными документами ГЛАРК установлены следующие условия использования золы без согласования Минздрава России.

Таблица 14.2

Среднеарифметическая концентрация собственных радионуклидов в летучей фракции золы, образующейся при сжигании каменного угля

Нуклид	Концентрация
	Бк/кг	Ки/кг
40K	265	7,2·10-9
238U	200	5,4·10-9
226Ra	226	5,9·10-9
210Pb	930	2,5·10-9
210Po	1700	4,6·10-9
232Th	70	1,9·10-9
228Th	110	3,0·10-9
228Ra	130	3,5·10-9

Таблица 14.3

Выбросы естественных радионуклидов и их содержание в атмосфере в районе расположения ТЭС мощностью 1ГВт (эл)

Радионуклид	Концентрация в воздухе		Плотность загрязнения территории
	10-5Бк/м3	10-18Ки/л	107Бк/м2	мКи/км2
226Ra	6,3	1,7	39	10,5
228Ra	4,1	1,1	9,3	2,5
210Pb	15,0	4,0	115	31
210Po	14,4	3,9	70	19
232Th	6,3	1,7	–	–
40K	–	–	389	105

Удельная эффективная радиоактивность золы должна быть менее 370 Бк/кг.

.

Удельная активность в пробах нефти и пластовых вод должна быть не выше значений, представленных в таблице.

Таблица 14.4

Удельная активность в пробах нефти и пластовых вод

Ингредиент	нефть	пластовые воды
226Ra	420 ± 40 Бк/л	380 ± 45 Бк/л
232Th	340 ± 42 Бк/л	400 ± 50 Бк/л
40K	4200 ± 200 Бк/л	2100 ± 340 Бк/л
в трубах
226Ra	115000 Бк/л
232Th	81500Бк/л
в отложениях на стенках трубопроводов
226Ra	до 52000 Бк/кг – 1,4 мкКи/кг
232Th	до 44000 Бк/кг – 1,2 мкКи/кг

По обследованию 106 скважин максимальные мощности дозы γ-излучения составляли от 200 до 1750 мкР/ч.

Выше 240 мкР/ч применяют специальные меры защиты от излучений.

Таблица 14.5

Средняя эффективная доза облучения индивидуума (в пределах бывшего СССР) в 1981-85гг.

Источник излучения	Доза, мкЗв/год
Природные источники (естественный фон)	1000
Техногенно измененный естественный фон: строительные материалы удобрения угольные электростанции	1050 1,36 20
Медицинские процедуры, рентгенодиагностика	1400
Глобальные радиоактивные выпадения	23
Работа АЭС (без аварий)	0,17
Источники излучения в промышленности и научных исследованиях	1,6
Суммарная доза	~3500

Таким образом при условии нормальной работы АЭС способны улучшить экологическую обстановку в регионе в сравнении с сооружением ТЭС на твердых топливах (табл. 14.6)

Таблица 14.6

Предотвращаемые экологические потери за год при нормальной работе АЭС 1000 МВт с ВВЭР

Ингредиенты выбросов	Данные Франции	Данные ФРГ
	1000 МВт	1200 МВт
пыль	1200 т	3000 т
NOx	17000	12000
SO2	60000	50000
CO2*	7·106(по Европе)	9·106(по Европе)

* при выполнении на ТЭС нормативов по выбросам.

Отчуждение земель с учетом их качества также говорят не в пользу ТЭС. При этом учитываются (табл. 14.7):

а) бонитировка почвы, лесов;

б) сельскохозяйственное рекреационное значение;

в) уровень освоенности.

Другие воздействия на экологию также не в пользу ТЭС: разрушение слоя озона, парниковый эффект – CO₂, кислотные дожди (SO₂ – на 65%, NO_x – 30%, Cl, F – 5%).

На уровне 1990г. ежегодно образовывалось 20 млрд. т CO₂ на 5 млрд. чел населения Земли приходится 4 т/чел в год. По разным странам с наибольшими выбросами СО₂: в России – 12 т/чел в год; в США – 22 т/чел в год.

Таблица 14.7

Сравнение отчуждаемых земельных угодий под ЭС разных типов

Вид энергии, его источник	Потребная площадь, м2/МВт·год
	среднее	min–max значения
Уголь	2400	310–8300
Природный газ	1500	220–2700
Гидроэнергетика	265000	325–1200000
Ядерная энергия	630	200–12000
Жидкое топливо	870	150–8300
Солнечная энергия	100000	80000–130000
Ветровая энергия	1700000	1,6·103–5,7·106
Геотермальная	–	–

Согласно протоколу, ратифицированному Россией в Киото на 2050г выбросы СО₂ должны снизиться до 1 т/чел год. Без развития АЭС этой задачи не выполнить.