"За статью проголосовало 0 человек"

ОЦЕНКА  ЭКОЛОГИЧЕСКИХ  ПРОБЛЕМ  АЭС

Целищева  Мария  Дмитриевна,

Серебров  Георгий  Сергеевич

студенты  2  курса,  специальности:  Автоматизация  технологических  процессов  и  производств,  УрТК-филиал  НИЯУ  МИФИ,  РФ,  г.  Заречный

E-mail:  45791@mail.ru

E-mail:  gosha.serebrov.96@mail.ru

Трегубченко  Алексей  Владимирович

научный  руководитель,  канд.  физ.-мат.  наук,  доцент  УрТК-филиал  НИЯУ  МИФИ,  РФ,  г.  Заречный

E-mail:  aleksej-tregubchenko@yandex.ru

Одной  из  самых  потенциально  опасных  видов  энергии  —  является  энергия,  вырабатываемая  атомными  электростанциями.  Недооценка  факторов  опасности  может  привести  к  авариям  с  тяжелейшими  последствиями,  а  ликвидация  аварий  на  АЭС  имеет  очень  продолжительный  временной  период.  К  сожалению  и  при  безаварийной  эксплуатации  АЭС  происходят  значительные  экологические  изменения.  Поэтому  на  всех  этапах  функционирования  АЭС  (проектирование,  строительство,  эксплуатация,  консервация)  должны  быть  сделаны  точные  оценки  экологических  проблем  и  указаны  пути  их  минимизации.  Для  оценки  экологического  ущерба  могут  применяться  различные  методики.  Но  прежде  всего,  необходимо  установить  основные  факторы  опасности  и  оценить  их  степень  влияния  на  экологию.  В  этой  работе  сделана  попытка  решить  именно  эти  задачи.

Основные  факторы  опасности  при  работе  АЭС 

1.  Радиационное  излучение 

  (альфа,  бета,  рентгеновское  и  гамма  излучение,  нейтроны).

2.  Химическое  заражение  прилегающих  территорий:

·     радионуклидами

·     опасными  нерадиоактивными  изотопами 

3.  Тепловое  воздействие

(системы  охлаждения)

4.  Механическое  воздействие

Степень  влияния  радиации  на  здоровье  человека  зависит  от  вида  излучения,  времени  и  частоты.  Наиболее  опасно  для  человека  гамма-излучение,  имеющее  наибольшую  проникающую  способность,  которое  может  привести  к  серьезным  заболеваниям,  генетическим  нарушения  и  даже  смерти. 

Даже  работая  в  штатном  режиме,  любая  АЭС  фонит,  и,  безусловно,  наносит  существенный  вред  биосфере  и  населению.  Вред  наносят  и  выбросы  образующихся  в  реакторе  радионуклидов,  которые  распространяются; 

·     с  аэрозольными  выбросами 

·     с  жидкими  отходами  (водой); 

·     с  твердыми  радиоактивными  отходами. 

Малые  уровни  облучения  от  АЭС  так  же  могут  оказывать  значительный  отрицательный  эффект  вызывая  мутации.  Из  радиоактивных  веществ  выбрасываемых  АЭС  особое  внимание  следует  уделять  тритию,  (Т).  Образовавшийся  на  АЭС  тритий,  поступает  в  окружающую  среду,  минуя  очистные  барьеры.  Содержание  Т,  в  жидких  сбросах,  при  нормальной  работе  АЭС  намного  превосходит  по  абсолютному  значению  содержание  всех  остальных  нуклидов,  а  в  газообразных  выбросах  уступает  только  количеству  радиоактивных  благородных  газов  (РБГ).  Во-вторых,  Т  легко  проникает  в  биологические  ткани,  вызывая  мутагенные  нарушения.  В-третьих,  Т  обладает  большим  периодом  полураспада  (12,4  лет)  и  является  глобальным  загрязнителем  природных  комплексов.  В  частности,  содержание  трития  в  воде  Белоярского  водохранилища,  за  время  наблюдений,  варьировало  от  уровня  техногенного  фона  5  Бк/л  до  67  Бк/л. 

Средняя  концентрация  трития,  в  период  с  1996  по  2003  г,  составила  11+3  Бк/л,  что  примерно  в  два  раза  превышает  уровень  техногенного  фона  и  достоверно  свидетельствует  о  вкладе  Белоярской  АЭС  [1,  3].

Атомные  электростанции  загрязняют  в  окружающую  среду  так  же  такими  веществами  как  плутоний  —  239,  стронций  и  цезий  —  137. 

Одним  из  самых  известных  нерадиоактивных  веществ  выбрасываемых  атомной  электростанцией  является  дейтерий.  Количество  дейтерия  в  обычной  воде  всего  15  грамм  в  тонне,  но  из-за  техногенных  факторов  его  концентрация,  в  определенных  водоемах,  может  быть  значительно  выше.  Известно,  что  повышенные  концентрации  дейтерия  весьма  отрицательно  влияют  на  живые  объекты,  сокращая  продолжительность  жизни,  замедляя  рост  растений.  Однако  концентрация  дейтерия  в  воде  Гостом  не  нормируется.

Проблемой  является  и  утилизация  радиоактивных  отходов.  Их  ликвидация  после  выработки  ресурса  может  составить  до  20  %  стоимости  строительства  АЭС.  Более  того,  радиоактивные  отходы  необходимо  хранить  длительное  время,  и  еще  не  найдено  технически  правильного  решения  безопасного  захоронения.

Охлаждение  атомных  реакторов  является  важным  фактором  влияния  на  экологию,  так  как  повышает  температуру  окружающей  среды.  Чаще  всего  для  охлаждения  используется  вода,  однако  она,  обогащаясь  изотопами,  становится  потенциально  опасной  для  человека  и  окружающей  среды.  Атомные  реакторы  можно  охлаждать  и  другими  теплоносителями,  например  натрием.  Такой  способ  охлаждения  применяется  на  Белоярской  атомной  электростанции,  работающей  на  быстрых  нейтронах.  Этот  способ  охлаждения  опасен  тем,  что  натрий  горит  на  воздухе  и  при  его  утечке  неизбежно  возникнет  пожар. 

С  целью  проверки  теплового  воздействия  Белоярской  АЭС,  нами  проведены  измерения  температуры  воздуха  в  г.  Заречный  и  в  с.  Мезенское,  расположенном  в  7  км  южнее.

Измерения  проводились  одновременно,  в  одно  и  то  же  время,  в  8  ч  утра. 

Результаты  представлены  на  рисунке  1.  Видно,  что  температура  в  г.  Заречный  на  несколько  градусов  выше.  Исследования  наглядно  доказывают  тепловое  воздействие  АЭС  на  окружающую  среду.  Аналогично,  можно  показать  влияние  и  других  вредных  воздействий  на  экологию. 

Рисунок  1.  График  температуры  в  г.  Заречный  и  с.  Мезенское

Измерения  проведены  с  11  по  23  марта  2013  г.  1  ряд  —  температура  в  г.  Заречный,  2  ряд  —  в  с.  Мезенское  [2].

Безопасность  работы  АЭС  зависит  от  многих  факторов,  в  том  числе  и  от  контрольно-измерительных  приборов  (КИП)  и  надежных  систем  управления,  подготовки  персонала.  Нарушения  в  работе  АЭС  по  вине  оперативного  персонала  (ОП)  из  числа  всех  нарушений  составляют  около  20  %,  а  анализ  причин  нарушений  по  вине  ОП  показал,  что  основа  их  в  недисциплинированности,  невнимательности,  отсутствии  самоконтроля  и  просто  усталости. 

Воздействие  может  быть  и  положительным,  например  демография  г.  Заречный  имеет  явно  положительный  тренд. 

На  рисунке  2  приведена  гистограмма  изменения  численности  населения  в  г.  Заречном  и  для  сравнения  в  районном  центре  пгт.  Белоярском  и  п.  Верхне-Дуброво,  расположенных  на  расстоянии  15  и  30  км,  соответственно.  Видно,  что  численность  в  г.  Заречный,  за  рассматриваемый  период  выросла  более  чем  в  4  раза,  в  то  время  как  приведенных  населенных  пунктах  изменения  незначительны.

Кроме  того,  в  городе  построена  вся  необходимая  инфраструктура,  полностью  обеспечивающая  жителей  всем  необходимым.

Рисунок  2.  Изменение  численности  населения  по  переписи  [2]

Оценка  величины  влияния  АЭС  на  окружающую  среду

Каждый  из  рассмотренных  факторов  дает  свой  негативный  вклад  в  экологию  региона.  В  целом  величину  влияния  АЭС  можно  оценить  по  сумме  долей  всех  контролируемых  вредных  факторов,  см.  формулу  (1): 

,  (1)

где:  Вл  —суммарный  параметр  изменения  экологии,  в  процентах, 

р_о,х_о,t_о,…,d_о  —  экологические  параметры  среды  до  начала  воздействия,  (например  до  начала  строительства  АЭС),

р_о  —  радиационный  уровень, 

х_о  —  уровень  химического  загрязнения, 

t_о  —  средняя  температура  в  данной  местности  и  т.  д.)

р,х,t,…,d  —  экологические  параметры  среды  в  момент  измерения.

k₁,k₂,k₃,k_n  —  нормирующие  коэффициенты

Предлагаемая  формула  позволяет  учитывать  влияние  большого  числа  вредных  факторов,  как  в  отдельности,  так  и  комплексно.

Далее,  приняв  состояние  окружающий  среды  до  начала  строительства  за  100  %  —  (начальное  экологическое  состояние  точка  отсчета),  вычтем  рассчитанную  величину  Вл.

  100  %–Вл=ЭСС,  (2)

где:  ЭСС  —  комплексное  экологическое  состояние  среды

Для  ориентирования  и  принятия  нормативных  и  управленческих  решений,  можно  ввести  несколько  уровней  экологической  опасности,  см.  таблицу  1. 

Таблица  1.

Уровни  экологического  состояния  окружающей  среды

При  определении  уровней  необходимо  пользоваться  соответствующими  значениями  ПДК.

Таблица  2.

Изменение  экологического  состояния  окружающей  среды

Выводы

·Строительство,  эксплуатация,  консервация  АЭС  наносит  экологический  ущерб  окружающей  среде,  который  должен  быть  оценен  комплексно.

·На  всех  этапах  жизненного  цикла  АЭС  необходим  строгий  экологический  контроль  за  основными  факторами  опасности  и  расчет  комплексной  величины  влияния  на  экологию  региона.

·В  расчетах  комплексной  величины  влияния  обязательно  следует  учитывать  и  положительное  воздействие  на  экологию  региона.

·Для  принятия  нормативных  и  управленческих  решений  необходимо  ориентироваться  возможными  уровнями  экологического  состояния  среды.

Список  литературы:

1.Белоярская  АЭС.  Справка  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://www.anti-atom.ru/ab/node/1932 

2.Голубева  А.А.,  Целищева  М.Д.  Трегубченко  А.В  Экологические  проблемы  АЭС  Общероссийская  заочная  научно-практическая  конференция  студентов  ОУ  СПО,  НПО  и  ВПО.  Тезисы  докладов,  г.  Самара,  2013,  —  с.  84—85.

3.Михайловская  Л.Н.,  Молчанова  И.В.,  Караваева  Е.Н.  Радионуклиды  в  экосистемах  зоны  жидких  сбросов  Белоярской  АЭС.  Институт  экологии  растений  и  животных  УрО  РАН,  г.  Екатеринбург.