Опасность атомной и ядерной энергетики

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ

Энергия - это основа основ. Все блага цивилизации, все материальные сферы деятельности человека - от стирки белья до исследования Луны и Марса - требуют расхода энергии. И чем дальше, тем больше. Применение ядерной энергии в современном мире оказывается настолько важным, что если бы мы завтра проснулись, а энергия ядерной реакции исчезла, мир, таким как мы его знаем, пожалуй, перестал бы существовать. Мирное использование источников ядерной энергии составляет основу промышленного производства и жизни таких стран, как Франция и Япония, Германия и Великобритания, США и Россия.

Ядерная энергетика вызывает больше дискуссий, чем другие виды энергетики. Существуют диаметрально противоположные точки зрения по вопросам её безопасности, воздействия на компоненты биосистем и даже на стоимость киловатт-часа при этом способе его выработки. Изначально ядерная отрасль развивалась для военных целей, а гражданская энергетика была побочной ветвью. На сегодняшний день энергия атома широко используется во многих отраслях экономики. Строятся мощные подводные лодки и надводные корабли с ядерными энергетическими установками. С помощью мирного атома осуществляется поиск полезных ископаемых. Массовое применение в биологии, сельском хозяйстве, медицине, в освоении космоса нашли радиоактивные изотопы.

Использование атомной энергии создает много проблем. В основном все эти проблемы связаны с тем, что используя себе на благо энергию связи атомного ядра (которую мы и называем ядерной энергией), человек получает существенное зло в виде высокорадиоактивных отходов, которые нельзя просто выбросить. Отходы от атомных источников энергии требуется перерабатывать, перевозить, захоронивать, и хранить продолжительное время в безопасных условиях.

АЭС экономичнее обычных тепловых станций, а, самое главное, при правильной их эксплуатации - это чистые источники энергии.

Вместе с тем, развивая ядерную энергетику в интересах экономики, нельзя забывать о безопасности и здоровье людей, так как ошибки могут привести к катастрофическим последствиям.

"Чистая и дешевая энергия для всех" - так еще в 70-е годы прошлого века превозносили атомную энергию. Ей предвещали золотой век: к 2000 году АЭС во всем мире должны были вырабатывать от 3600 до 5000 ГВт. Но к концу 2012 года в электросети поступало всего 335 ГВт - менее одной десятой от запланированного объема. После Чернобыля и особенно Фукусимы эйфория окончательно угасла.

Авария на японской АЭС «Фукусима-1» незначительно отразится на стратегических перспективах атомной отрасли, и доля атомной энергетики в общемировой выработке электроэнергии вырастет до 2035 года на 70 проц. Таковы выводы последнего доклада Международного энергетического агентства (МЭА).

«В сценарии новых стратегий доля атомной энергетики вырастет более чем на 70 % до 2035 года, что лишь немногим меньше, чем прогнозировалось в прошлом году», - говорится в докладе МЭА. В документе отмечается, что события на АЭС «Фукусима» поставили под сомнение роль атомной энергетики в будущем, но не повлияли на подходы Китая, Индии, России и Кореи - странах, которые активно наращивают атомные мощности. Эксперты МЭА считают, что если в мире произойдет масштабный отказ от атомной энергетики, это создаст более благоприятные возможности для возобновляемых источников энергии, но с другой стороны - будет способствовать увеличению спроса на ископаемые виды топлива. В итоге рост глобального спроса на уголь вдвое превысит экспорт энергетических углей из Австралии, а рост спроса на газ составит две трети текущего экспорта природного газа из России

ВОЗДЕЙСТВИЕ АТОМНЫХ СТАНЦИЙ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Техногенные воздействия на окружающую среду при строительстве и эксплуатации атомных электростанций многообразны. Обычно говорят, что имеются физические, химические, радиационные и другие факторы техногенного воздействия эксплуатации АЭС на объекты окружающей среды. Наиболее существенные факторы:

локальное механическое воздействие на рельеф - при строительстве;

повреждение особей в технологических системах - при эксплуатации;

сток поверхностных и грунтовых вод, содержащих химические и радиоактивные компоненты;

изменение характера землепользования и обменных процессов вне посредственной близости от АЭС;

изменение микроклиматических характеристик прилежащих районов;

сбросы технологических вод, содержащих разнообразные химические компоненты оказывают травмирующее воздействие на популяции, флору и фауну экосистем.

Особое значение имеет распространение радиоактивных веществ в окружающем пространстве. В комплексе сложных вопросов по защите окружающей среды большую общественную значимость имеют проблемы безопасности атомных станций (АС), идущих на смену тепловым станциям на органическом ископаемом топливе. Общепризнанно, что АС при их нормальной эксплуатации намного - не менее чем в 5-10 раз "чище" в экологическом отношении тепловых электростанций (ТЭС) на угле. Однако при авариях АС могут оказывать существенное радиационное воздействие на людей, экосистемы. Поэтому обеспечение безопасности экосферы и защиты окружающей среды от вредных воздействий АС - крупная научная и технологическая задача ядерной энергетики, обеспечивающая ее будущее.

Отметим важность не только радиационных факторов возможных вредных воздействий АС на экосистемы, но и тепловое и химическое загрязнение окружающей среды, механическое воздействие на обитателей водоемов-охладителей, изменения гидрологических характеристик прилежащих к АС районов, т.е. весь комплекс техногенных воздействий, влияющих на экологическое благополучие окружающей среды.

ВОЗДЕЙСТВИЕ РАДИОАКТИВНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ЧЕЛОВЕКА

Различные радиоактивные вещества по-разному проникают в организм человека. Это зависит от химических свойств радиоактивного элемента. Альфа-частицы представляют собой атомы гелия без электронов, т.е. два протона и два нейтрона. Эти частицы относительно большие и тяжелые, и поэтому легко тормозят. Их пробег в воздухе составляет порядка нескольких сантиметров. В момент остановки они выбрасывают большое количество энергии на единицу площади, и поэтому могут принести большие разрушения. Из-за ограниченного пробега для получения дозы необходимо поместить источник внутрь организма.

Изотопами, испускающими альфа- частицы, являются, например, уран (235U и 238U) и плутоний (239Pu). Бета-частицы - это отрицательно или положительно заряженные электроны (положительно заряженные электроны называются позитроны). Их пробег в воздухе составляет порядка нескольких метров. Тонкая одежда способна остановить поток радиации, и, чтобы получить дозу облучения, источник радиации необходимо поместить внутрь организма, изотопы, испускающие бета-частицы - это тритий (3H) и стронций (90Sr).

Гамма-радиация - это разновидность электромагнитного излучения, в точности похожая на видимый свет. Однако энергия гамма-частиц гораздо больше энергии фотонов. Эти частицы обладают большой проникающей способностью, и гамма-радиация является единственным из трех типов радиации, способной облучить организм снаружи. Два изотопа, излучающих гамма-радиацию, - это цезий (137Сs) и кобальт (60Со).

Пути проникновения радиации в организм человека:

1.Радиоактивные изотопы могут проникать в организм вместе с пищей или водой. Через органы пищеварения они распространяются по всему организму.

2. Радиоактивные частицы из воздуха во время дыхания могут попасть в легкие. Но они облучают не только легкие, а также распространяются по организму.

3. Изотопы, находящиеся в земле или на ее поверхности, испуская гамма-излучение, способны - облучить организм снаружи. Эти изотопы также переносятся атмосферными осадками.

Воздействие радиоактивного излучения. Под действием радиоактивного излучения происходит разрыв химических связей и разрушение молекул. Образующиеся при этом радикалы вступают в различные химические реакции, нарушая нормальное функционирование клеток. Глубина проникновения в организм лучей зависит от их типа. Так, а - лучи через кожу практически не проникают, Р-лучи -- проникают на глубину 10-- 20 мм, у-лучи и рентгеновские лучи через организм проникают практически беспрепятственно. Чрезвычайно опасно попадание в организм радиоактивных веществ с пищей и питьем. Воздействие радиоактивных веществ зависит от их природы. Так, излучение стронция - 90, замещающего кальций в костях, вызывает раковые заболевания. Криптон - 85 воздействует на кожу и легкие.

Тяжелые короткоживущие а - излучатели исключительно вредны с точки зрения радиоактивного отравления. Попадание внутрь организма всего лишь нескольких микрограммов этих веществ может вызвать опасные заболевания.

Опасность внутреннего облучения возникает при попадании источников ионизирующих излучений в организм через дыхательные пути, через желудочно-кишечный тракт или кожу. При этом в зависимости от поглощенной дозы первыми происходят сначала изменения в крови и структуре клеток, а затем развивается лучевая болезнь. При внешнем облучении действие источника ионизирующих излучений прекращается после удаления источника.

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ЯДЕРНОЙ И АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

Авторы недавно выпущенного Массачусетским технологическим институтом (МТИ) доклада об атомной энергетике утверждают, что ядерная энергия может играть большую роль в энергетической политике будущего, нацеленной на сокращение выбросов углекислого газа и сохранение глобального климата. Однако они предупреждают, что высокие затраты, нерешенная проблема радиоактивных отходов, противоречивые подходы к топливным циклам и растущий риск ядерного распространения могут привести к полному исчезновению атомной индустрии из энергетической системы человечества.

Кончина мировой атомной промышленности может наступить уже в конце 21 века, говорят авторы доклада, если только серьезные проблемы атомной энергетики не будут эффективно решены в течение ближайших десяти лет. атомный ядерный энергетический

Основными из этих проблем являются высокие расходы, с которыми связано использование ядерной энергии, и неразрешимые вопросы обращения с радиоактивными отходами. Внимания также требует и проблематика так называемого «закрытого топливного цикла» - экологически опасной практики, при которой отработавшее ядерное топливо (ОЯТ) перерабатывается с целью получения энергетического плутония и урана для последующего использования в качестве топлива, или для обогащения.

Таким образом, предсказываемый специалистами МТИ скачок в потреблении электроэнергии окрашивает в довольно сумрачные тона будущее самой ядерной энергетики, если только мировое сообщество не решит те самые четыре проблемы, дамокловым мечом висящие над атомной индустрией:

Затратность: Ядерная энергетика требует гораздо более значительных расходов на всем протяжении срока эксплуатации объектов использования атомной энергии, по сравнению с природным газом;

Небезопасность: После того, как в 1979 году едва удалось предотвратить оплавление активной зоны реактора - и неминуемую экологическую катастрофу - на американской атомной электростанции (АЭС) Три Майл Айленд (Three Mile Island), но не удалось избежать Чернобыльской аварии в 1986 году, опасности, связанные с применением атомной энергии, для окружающей среды и здоровья человека стали хорошо известны и доказаны документально, однако эффективные решения для того, чтобы исключить возникновение подобных рисков, отсутствуют;

Распространение ядерных материалов: Использование атомной энергии влечет за собой потенциальный риск применения ее в преступных целях либо в целях ядерного устрашения, прежде всего, риск использования коммерческих ядерных предприятий с криминальными намерениями с целью получения технологий и материалов, пригодных для производства ядерного оружия. Особенную тревогу вызывает эксплуатация топливных циклов, связанных с химической переработкой отработанного топлива с целью выделения применяемого в оружии плутония и урана, особенно, учитывая тот факт, что эти технологии продолжают оказываться на вооружении государств, представляющих риск ядерного распространения;

Отходы: Ядерная энергетика продолжает накапливать проблемы долгосрочного обращения с радиоактивными отходами. Эффективные и реализуемые решения найдены пока не были, и вряд ли будут в ближайшем будущем. Даже если проект строительства могильника в горе Юкка Маунтин покажет свою целесообразность как метод безопасного обращения с высокорадиоактивными отходами и ОЯТ, работа могильника сможет только облегчить - но не решить окончательно - ситуацию с хранением отходов с Соединенных Штатах, особенно, если объемы использования атомной энергии в США и других странах продемонстрируют в будущем значительный рост.Безопасная атомная энергетика - не больше чем миф Согласно исследователям МТИ, в мире не существует ни одной атомной электростанции, которая была бы абсолютно безопасной - их просто не может быть. Причин тому две: ограниченные технические возможности и человеческий фактор. Безопасная эксплуатация любого источника атомной энергии, утверждается в докладе, требует эффективного надзора, управления, считающего обеспечение безопасности своей первоочередной задачей, а также высокопрофессионального штата сотрудников.

Однако самым большим риском в обращении с атомной энергией, возможно, является то обстоятельство, что в мире до сих пор отсутствуют успешные методы избавления от высокорадиоактивных отходов. ОЯТ, остающееся от отработки топлива на атомных электростанциях, содержит радиоактивные материалы, которые остаются опасными для здоровья человека и благосостояния окружающей среды тысячи лет, а принятым на данный момент в мире методам хранения отработанного топлива вынести такой ядерный багаж столь долгое время не по силам.

Задачу безопасной изоляции радиоактивных отходов от биосферы земли могут выполнять геологические могильники - такие как могильник в горе Юкка Маунтин в Соединенных Штатах, проект строительства которого осуществляется в данное время. Однако, как уже доказывает проект Юкка Маунтин, выбор подходящего места и само строительство геологических могильников - предприятие дорогостоящее и требующее чрезвычайных усилий, которое возлагает огромную ношу на надзорные ведомства и политические организации, а также и на те организации и должностные лица, в чьей ответственности будет поддержание этих могильников на безопасном уровне.

Однако, если проводимая сегодня политика в сфере обращения с отходами, дорогостоящие исследования в области закрытого топливного цикла, непоследовательная практика ядерного надзора и широкомасштабное распространение ядерных материалов и технологий не прекратятся, атомная энергетика, скорее всего, уже в этом столетии придет к упадку и, возможно, полностью исчезнет как составляющая мирового потенциала производства электроэнергии, предупреждают специалисты МТИ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В конечном итоге можно сделать следующие выводы:

Факторы «За» атомные станции:

Атомная энергетика является на сегодняшний день лучшим видом получении Ядерной энергии. Экономичность, большая мощность, экологичность при правильном использовании.

Атомные станции по сравнению с традиционными тепловыми электростанциями обладают преимуществом в расходах на топливо, что особо ярко проявляется в тех регионах, где имеются трудности в обеспечении топливно-энергетическими ресурсами, а также устойчивой тенденцией роста затрат на добычу органического топлива.

Атомным станциям не свойственны также загрязнения природной среды золой, дымовыми газами с CO2, NOх, SOх, сбросными водами, содержащими нефтепродукты.

Факторы «Против» атомных станций:

Последствия аварий на АЭС.

Локальное механическое воздействие на рельеф - при строительстве.

Повреждение особей в технологических системах - при эксплуатации.

Сток поверхностных и грунтовых вод, содержащих химические и радиоактивные компоненты.

Изменение характера землепользования и обменных процессов в непосредственной близости от АЭС.

Изменение микроклиматических характеристик прилежащих районов.