13.3. Атомная энергетика

Быстро растущие потребности в электроэнергии, трудности, связанные с наращиванием производства электроэнергии на тепло­вых станциях, вызвали необходимость создания атомной энергети­ки. Для многих стран, особенно не имеющих собственных топлив­ных ресурсов, определяющим стало развитие ядерной энергетики. Немаловажное значение в развитии ядерной энергетики имел и экологический фактор — необходимость сокращения всенарастаю-щих выбросов тепловой энергетики.

В настоящее время в России действуют 30 реакторов АЭС с ус­тановленной мощностью 22,2 ГВт. Доля ядерной энергетики в про­изводстве энергии составляет 14 %, а в общем энергобалансе — примерно 3 %. За 2001—2010 гг. предполагается закончить строи­тельство пяти реакторов и построить еще пять новых, увеличив тем самым установленную мощность АЭС на 10 ГВт. В следующее де­сятилетие их мощность должна вырасти до 35 ГВт по минимально­му варианту и до 52,6 ГВт (т.е. увеличиться почти в 2,5 раза) по максимальному. Это означает, что доля АЭС будет доведена до 20 %'. В ряде стран эта доля значительно выше: в Литве — 83,4 %,

1 Федеральная целевая программа «Энергоэффективная экономика» на 2002—2005 гг. и на перспективу до 2010 года. Утверждена постановлением Правительства Российской Федерации от 17 ноября 2001 г. №796. См. также http://www.government.ru/images/text/ /1636_0796_1796_2001.pdf.

Франции — 77,4, Бельгии — 57,2, Словакии — 44,5, Швейца­рии — 44,4, Украине — 43,8. В России доля АЭС в производстве энергии составляет лишь 13 %, однако по отдельным районам она существенно меняется. В Мурманской обл. — 65 %, Центральных районах европейской части — до 25 %, на Дальнем Востоке — ме­нее 1 %.

Воздействие АЭС на окружающую среду относительно невелико: в атмосферу попадает небольшое количество летучих веществ и аэ­розолей (строго нормированное по ПДВ) — это тритий, радиоак­тивные изотопы ксенона, криптона, йода, осколки деления ядер, продукты активации. Газовые сбросы в атмосферу предварительно очищаются от радионуклидов.

Объемы жидких отходов, образующихся на АЭС, могут дос­тигать 100 тыс. м³/год на энергоблок с реактором РБМК-1000 и 40 тыс. м³/год на энергоблоке с реакторами ВВЭР-440 и ВВЭР-1000. Объем твердых отходов ежегодно достигает на АЭС 2000—3000 м³. Основным видом твердых отходов является отработанное топливо, которое должно обновляться на 1/3 каждый год. Как правило, большая часть твердых и жидких радиоактивных отходов (РО) хра­нится в специально оборудованных на станциях хранилищах. Но заполненность хранилищ жидкими и твердыми РО высока и уже достигает 83,5 % на Кольской и Белоярской АЭС.

При работе АЭС происходит сильное тепловое загрязнение по­верхностных вод, что вызвано технологическими особенностями. Поскольку тепловыделение реакторов на единицу израсходован­ного топлива существенно выше, чем у ТЭС, то и расход воды на атомных станциях в 1,5 раза выше и составляет 50 м³/с. Сбрасы­ваемые воды являются условно чистыми, но приводят к увеличе­нию температуры водоема, что, в свою очередь, вызывает гибель живых организмов, уменьшает содержание кислорода, увеличива­ет скорость воспроизводства органического вещества. Уровень экологической опасности для водоемов наиболее высок для край­них северных и южных широт (68° — оз. Имандра, 48° — Каховское водохранилище). Наименьшая уязвимость — на широтах 56—60° с.ш. Влияние водоемов-охладителей на окружающую тер­риторию особенно сильно в зимнее время, когда они представля­ют собой незамерзающие или частично замерзающие акватории. Из-за большой разницы температуры воды в водоеме и воздуха образуются сильные туманы, вблизи водоема выпадает чрезмер­ное количество осадков в виде снега или изморози, обмерзают ли­нии высоковольтных передач В некотором отдалении от АЭС всегда создаются города или поселки городского типа (Десногорск при Смоленской АЭС, По­лярные Зори при Кольской АЭС и пр.), поэтому прямое воздейст­вие на население ограничено. Годовая эквивалентная доза для со­трудников АЭС составляет 4,4 мЗВ. Для людей, проживающих в окрестностях станции, она равна примерно 0,02 мЗВ/год. Для срав­нения — фоновое излучение составляет 2 мЗВ/год, а доза, получае­мая в среднем за год при рентгеновских обследованиях, достигает 0,5-1 мЗВ.

Однако воздействие АЭС нельзя рассматривать изолированно от других стадий ядерного топливного цикла (ЯТЦ). ЯТЦ включает следующие взаимосвязанные производства: добычу урановой руды, ее переработку с получением урановых концентратов и гексафторида урана; разделение изотопов (обогащение) урана; изготовление тепловыделяющих элементов (ТВЭЛов); регенерацию отработав­шего ядерного топлива на радиохимических заводах, хранение, от­работку и захоронение отходов высокой и низкой удельной актив­ности; транспортировку топлива и радиоактивных отходов между различными предприятиями ЯТЦ.

В атомной энергетике остаются нерешенными проблемы хране­ния и переработки радиоактивных отходов деятельности АЭС. По­дошли также сроки выведения первых атомных станций (не только в России, но и в других странах мира) из эксплуатации, однако в виду незнания, что с ними делать дальше, они подлежат консерва­ции. Как это делать безопасно и эффективно, — пока еще плохо проработанная задача.

Экологическому риску при авариях на атомных станциях подверг­ся ряд городов. В 1957 г. на ПО «Маяк» произошел взрыв одного из хранилищ жидких радиоактивных отходов. В результате перено­са продуктов аварии в северо-восточном направлении образовался Восточно-Уральский радиоактивный след. Загрязненными оказа­лись участки Челябинской, Екатеринбургской, Тюменской облас­тей. В выбросах преобладали ⁹⁰Sr, ^l44Cs, ^l37Cs.

Авария на Чернобыльской АЭС в значительной степени опре­делила экологическую обстановку в г. Чернобыль, который был полностью отселен, а также в г. Гомель и Могилев в Белоруссии, Плавск, Клинцы, Новозыбков в России, где наиболее высокие уровни загрязнения почвы ^l37Cs наблюдались на западе Брянской области — на отдельных участках — свыше 100 Ku/км². Чернобыль­ская авария привела к необходимости пересмотра стратегии разви­тия атомной энергетики.

Атомные электростанции несут с собой высочайший риск ката­строфы вследствие выделения в экосферу радиоактивных изотопов. Как показывает печальный опыт Чернобыльской АЭС, радиоак­тивное загрязнение вследствие взрыва всего лишь одного атомного реактора нанесло невосполнимый ущерб жизни и здоровью людей, состоянию естественных и агроэкологических систем, вывело из нормального использования чрезвычайно большую территорию в пределах Белоруссии, России и Украины.

Основное направление в управлении стратегии снижения гео­экологических проблем энергетики — повышение роли возобнови­мых и экологически более чистых источников энергии. Однако аб­солютно безвредных источников практически не бывает.