Городской интеллектуальный конкурс

Учащейся молодежи и школьников

«Шаг в будущее, Электросталь»

МОУ «СОШ № 19»

«Экология и здоровье населения на территориях расположения предприятий атомной отрасли».

Уровень гамма излучения в ядерном реакторе

Автор: ученица 9 «А» класса

Сырица Елена

Руководитель: Марченко Марианна Анатольевна

учитель физики.

Г.о. Электросталь

2012 г.

Содержание.

Мифы об аварии на Чернобыльской АЭС.

Миф первый.

Миф второй.

Миф третий.

Миф червертый.

Миф пятый.

Миф шестой.

Миф седьмой.

Миф восьмой.

Миф девятый.

Миф десятый.

Радиоактивное излучение в нормальном режиме работы АЭС.

Предотвращение аварий на ядерных реакторах.

Радиоактивность реактора.

Потенциальная опатность ядерного реактора.

Материалы и конструкции биологической защиты.

Глава 4 Безопасность реакторов (статистика).

Глава 5 Общая статистика аварий на электростанциях.

Глава 6 Воздействие на среду обитания энергетических установок.

Использование угля как топлива.

Использование урана как топлива.

Парниковый эффект.

Экологические аспекты использования возовнавляемых источников энергии.

Глава 7 Природный аналог ядерного реактора.

Глава 8 международная ядерная безопасность.

Глав 9 Заключение.

литература.

Экология и здоровье населения на территориях расположения предприятий атомной отраслт.

Мифы об аварии на Чернобыльской АЭС.

Миф первый: Авария на Чернобыльской АЭС оказала катастрофическое влияние на здоровье от десятков тысяч людей до сотен тысяч.

Реальность: Российский медико-дозиметрический регистр представил на международном форуме в Вене (Австрия), приуроченном к 20-летию аварии, данные по более чем 500 тысячам наблюдаемых людей. Фактически данный регистр — самый большой в мире,  его данные совершенно четкие, их невозможно опровергнуть. Регистр фиксирует единственное серьезное последствие аварии — рак щитовидной железы среди детей. Причиной этого явилось непринятие определенных мер -  йодной профилактики и введение ограничений на  потребление продуктов местного производства (в регионе аварии). Из 400 раковых заболеваний щитовидной железы, наблюдаемых медиками по наиболее загрязненным районам, 200 они считают относящимися к последствиям Чернобыльской аварии. Из них один — смертельный случай.

Приведу цитату из доклада Всемирной организации здравоохранения за 2006 год: «Значительное увеличение заболеваемости раком щитовидной железы произошло у людей, которые были детьми и подростками во время аварии и проживали в наиболее зараженных районах Беларуси, Российской Федерации и Украины. Это было вызвано высокими уровнями радиоактивного йода, который вырвался из реактора Чернобыльской атомной электростанции в первые дни после аварии. Радиоактивный йод осел на пастбищах, где паслись коровы, и затем сконцентрировался в их молоке, впоследствии употребляемом детьми. К тому же, положение усугублялось общим дефицитом йода в местном рационе питания, что привело к еще большему аккумулированию радиоактивного йода в щитовидной железе. Поскольку срок жизни радиоактивного йода является коротким, если бы люди прекратили давать местное зараженное молоко детям в течение нескольких месяцев после аварии, вероятно, в большинстве случае не произошло бы увеличения рака щитовидной железы, индуцированного радиацией».

Никаких других последствий для населения не зафиксировано, что полностью опровергает все сложившиеся мифы и стереотипы о последствиях аварии для здоровья населения.

Мера воздействия — дозы радиации, полученные населением. Если сегодня анализировать радиационные дозы жителей чернобыльских зон за прошедшие 20 лет, то из 2,8 миллионов россиян, оказавшихся в районе воздействия аварии, — 2,5 миллиона получили за 20 лет дополнительную дозу меньше 10 миллизиверт, что в пять раз меньше среднемирового фона облучаемости. Менее 2 тысяч человек получили дозы больше 100 миллизиверт, что в 1,5 раза меньше дозы, накапливаемой ежегодно жителем таких стран как Финляндия или российской Республики Алтай именно по этой причине среди населения не наблюдается и не может наблюдаться каких-либо радиологических последствий кроме уже отмеченных выше раков щитовидной железы. При этом нужно понимать, что среди 2,8 млн. людей не зависимо от места их проживания ежегодно от раковых заболеваний не связанных с радиационным фактором смертность составляет от 4000 до 6000 чел. ежегодно, т.е. за 20 лет от 80 до 120 тыс. смертей.    

Еще одна цитата из доклада ВОЗ: «Для сравнения, высокая доза радиации, которую обычно получает пациент в результате компьютерной томографии всего тела, приблизительно эквивалентна суммарной дозе, аккумулированной за 20 лет жителями слабо зараженных районов после Чернобыльской аварии».

Мировой пример — трагедия Хиросимы и Нагасаки, на которые в 1945 году США сбросили ядерные бомбы. В Хиросиме и Нагасаки из 86 тысяч людей выживших после ядерного взрыва (погибло 210 тысяч человек) и наблюдавшихся в японском медицинском регистре с 1950 года,  только 480 человек умерли от раковых заболеваний, связанных с облучением.

Миф второй: Генетические последствия для человечества аварии на ЧАЭС ужасны.

Реальность: Вся мировая наука за 60 лет подробных научных исследований никогда не наблюдала на человеке каких-либо генетических последствий вследствие радиационного облучения. Более того, Международная комиссия радиологической защиты по прошествии 20 лет, понимая, что нет никаких оснований говорить о генетических рисках, понизила их риски практически в 10 раз. Поэтому разговоры о генетических последствиях Чернобыльской катастрофы можно с полной уверенностью назвать фантастикой, или ложью, что будет более точно.

Миф третий: Переселение людей из города Припять и прилегающих территорий было плохо организовано, людей возвращать обратно в зону нельзя.

Реальность: Эвакуация почти 120 тысяч человек была проведена, конечно, не без ошибок, но быстро, профессионально. Информация о том, что люди получали серьезные дозы радиационного облучения в ходе эвакуации — неправда. Я уверен, что население можно было вернуть обратно, но для этого необходимо было провести соответствующие мероприятия по дезактивации и очистке территории, чего сделано не было.

Миф четвертый: Природа, окружающая среда пострадали от аварии на атомной станции еще сильнее, чем человек.

Реальность: Парадигма радиоэкологии такова, что если защищен человек, то окружающая среда защищена с огромным запасом. Если влияние на здоровье человека радиационного происшествия минимально, то ее влияние на природу  будет еще меньшим. Говоря о Чернобыле, воздействие на природу наблюдалось только рядом с разрушенным энергоблоком, где было облучение до 2000 рентген облучение деревьев в так называемом «рыжем лесу». На данный момент вся природная среда даже в этом месте полностью восстановилась, чего не было бы, к примеру, при химической аварии.

Миф пятый: На ликвидацию последствий аварии в силу ее масштабности, колоссальности воздействия, были затрачены огромные деньги.

Реальность: Начиная с 1992 года, Россия потратила 3,5 млрд. долларов на ликвидацию последствий аварии. Деньги шли в основном  на социальные выплаты. Деньги на самом деле мизерные — около 1000 долларов на каждого человека за 20 лет, но они адекватны фактическим рискам. Другое дело, что в результате аварии произошло замедление развития атомной энергетики в Советском союзе и др. странах.

Миф шестой: В России самые высокие нормативы по радиационному облучению среди всех стран, развивающих атомную энергетику.

Реальность: Наши стандарты облучения одни из самых жестких в мире. Мерой радиоактивности служит активность, которая  измеряется в Беккерелях (Бк). Например, в России есть норма содержание цезия 137 в молоке не должно превышать 100 Бк на литр. В Норвегии для детского питания норма — 370 Бк на кг. То есть, если у нас молоко со 110 Бк уже считается радиоактивным отходом, то в Норвегии это более чем в 3 раза ниже нормы.

Миф седьмой: Первая крупная авария на АЭС была именно на Чернобыльской атомной станции.

Реальность: Первой крупной аварией АЭС была авария на атомной станции  «Три Майл Айленд» (штат Пенсильвания, США)  в 1979 году.  В результате технических отказов и ошибок персонала на станции произошло расплавление активной зоны реактора.

Миф восьмой: Власти скрывали ситуацию от населения и общественности с первых минут аварии на ЧАЭС, хотя сами все прекрасно знали.

Реальность:  Все гораздо сложнее, чем хочется представить некоторым «экспертам». Безусловно, власти скрывали полную информацию но, в первую очередь, сама система оказалась не способной быстро и адекватно оценить обстановку. К тому же в то время в стране не существовало надежной, а тем более независимой системы контроля радиационной обстановки. Невозможно было в реальном времени получить информацию о том, какой радиационный фон наблюдается вблизи, в отдалении от ЧАЭС. Если бы такая система была, то удалось бы избежать употребления населением продуктов питания  из зон поражения в первые дни катастрофы. Власти сами первое время не понимали, что произошло и какова ситуация.

Это сейчас вокруг АЭС раскинута сеть Автоматизированной системы контроля радиационной обстановки (АСКРО), позволяющей местным властям и любому желающему зайти в Интернет и на специальном сайте выяснить реальную радиационную обстановку вокруг любой АЭС. Тогда подобной системы просто не было и для принятия решений требовалось провести анализ ситуации, а это занимало драгоценное время.

Миф девятый: В аварии виноват «мирный атом», потому что им нельзя управлять, он обязательно вырвется наружу и уничтожит все вокруг.

Реальность: Есть три урока аварии на ЧАЭС, или три причины:

- Персонал атомной станции нарушил все инструкции и правила при проведении программы испытаний. Такая ситуация сейчас категорически невозможна. Кроме того что в настоящее время действие персонала жестко регламентировано в соответствии с международными признанными подходами и документами с каждого блока всех АЭС в кризисный центр концерна «Энергоатом» передаются в реальном времени сотни параметров безопасности. Это обеспечивает полный независимый от персонала контроль. 

- Конструкция реактора АЭС допускала при ошибочном поведении персонала разворачивание аварии. После 1986 года системы безопасности атомных станций в нашей стране и за рубежом были максимально усовершенствованы, чтобы максимально исключить фактор человека.

- Решение о передаче атомных станций в Минэнерго СССР было ошибочным. Были нарушены практически все заповеди культуры безопасности в атомной энергетике. Персонал Минэнерго состоял из людей неподготовленных для эксплуатации АЭС.

Миф десятый: Мир отказывается от атомной энергетики, потому что память о Чернобыле напоминает, об опасности радиационной катастрофы.

Реальность: 10 ведущих стран мира производят более 80% атомного электричества. Россия в этом отстает от всех развитых стран, которые в настоящее время приняли программы дальнейшего развития атомной энергетики. Еще более масштабные программы развития атомной энергетики приняты в развивающихся странах. В мире начался «ядерный ренессанс», потому что практически всем ведущим странам мира стало понятно – проблемы устойчивого энергообеспечения развития, в том числе экологические и изменения климата можно решить только за счет развития атомной энергетики.

Мы напугали себя Чернобыльской катастрофой так сильно, что предстоит еще разобраться — как же мы так сумели, не имея на то никаких веских причин?

Радиоактивное излучение в нормальном режиме работы АЭС.

Ядерный реактор является мощным источником ионизирующих излучений. Активная зона реактора излучает нейтроны, альфа– и бета–частицы, гамма–излучение и протоны. Первый контур реактора и циркулирующий в нем теплоноситель, конструктивные элементы ядерной установки и биологическая защита также являются источниками ионизирующих излучений.

Из всех видов ионизирующих излучений наибольшую опасность представляют нейтроны и гамма–излучение. Они могут проходить через толстый слой вещества, сохраняя при этом свои свойства (это называется проникающей способностью излучения). Проникающая способность aльфа- и бета-частиц намного меньше. Поэтому биологическая защита, рассчитанная только с учетом действия нейтронов и гамма–излучения, обеспечит надежную защиту и от альфа– и бета–частиц.

При конструировании биологической защиты от нейтронов и гамма–излучения следует учитывать конкретные свойства этих излучений.

Нейтроны, образующиеся при делении ядерного топлива, можно разделить на мгновенные и запаздывающие. Мгновенные нейтроны с энергией 0,01–10 МэВ составляют более 99% всех нейтронов деления. Принцип действия биологической защиты от нейтронного излучения состоит в том, что в одном веществе защиты мгновенные нейтроны замедляются до низких скоростей, а другое защитное вещество поглощает замедленные и запаздывающие нейтроны.

Гамма-излучение при работе реактора также неоднородно. Следует различать:

мгновенное гамма – излучение , которое возникает во время реакции деления ядра на два осколка;

гамма – излучение радиоактивных осколков деления;

гамма – излучение , которое возникает при ядерных реакциях, например, при реакциях захвата нейтронов ядрами вещества (теплоносителя, топлива, замедлителя, конструкционных материалов реактора)

наведенное (вторичное) излучение – излучение радиоактивных ядер, которые образовались в результате захвата нейтронов ядрами вещества.

Так, например, при делении ядер урана-235 появляются три разных гамма–излучения с различной энергией:

мгновенное излучение во время реакции – 5 МэВ,

гамма–излучение продуктов деления – 6 МэВ,

вторичное гамма – излучение – 10 МэВ.

Наибольшую наведенную активность конструкционных материалов имеют радионуклиды Cr-51, Mg-56, Fe-59,Co-60.

Кроме активной зоны реактора, вторичное (наведенное) гамма–излучение возникает в теплоносителе, включая в себя его собственную активность и активность примесей. К активирующим примесям теплоносителя относятся минеральные соли, растворенные газы, радиоактивные продукты деления (йод, ксенон, криптон), которые могут попасть в теплоноситель из топлива; продукты коррозии в виде оксидов металлов.

В водо–водяных реакторах гамма–излучение возникает при реакциях захвата нейтрона кислородом:

Уровень гамма излучения в ядерном реакторе -излучение

и водородом:

Уровень гамма излучения в ядерном реакторе -излучение.

В реакторах с натриевым теплоносителем гамма–излучение возникает при реакциях захвата нейтрона натрием:

Уровень гамма излучения в ядерном реакторе -излучение.

Ядерный реактор в нормальном режиме работы является источником альфа- и бета-частиц, мгновенных и запаздывающих нейтронов, первичного и наведенного гамма–излучения. Состав радиоактивного излучения ядерного реактора хорошо изучен. Свойства всех компонент этого излучения, такие как энергия частиц и их проникающая способность, учитываются при конструировании биологической защиты реактора. Эта защита должна быть такой, чтобы воздействие этих видов излучения на персонал АЭС, население и окружающую среду не превышало уровней, допускаемых Нормами радиационной безопасности (НРБ). Эти уровни устанавливаются ниже естественного фона всех видов излучения. НРБ – это государственный закон для строителей и работников АЭС.

Предотвращение аварий на ядерных реакторах.

Радиоактивность реактора.

В атомной энергетике существует понятие реактивности реактора. Оно характеризует протекающий в реакторе процесс: идет ли расширяющаяся ядерная реакция (с нарастающей мощностью) — тогда реактивность положительна, или мощность реакции уменьшается, и тогда реактивность реактора отрицательна.

Очевидно, что при положительной реактивности число возникающих нейтронов больше числа полезно расходуемых, поглощаемых и теряемых в результате утечки нейтронов. При отрицательной реактивности – наоборот.

Если число возникающих и расходуемых нейтронов одинаково, то мощность реактора будет оставаться неизменной. Он будет работать в установившемся режиме. Нужный уровень реактивности реактора устанавливается с помощью регулирующих стержней.

 Между атомной бомбой и ядерным реактором существует принципиальная разница. Атомная бомба страшна ядерным взрывом и его последствиями. В ней цепная реакция происходит в веществе, которое почти на 100 процентов состоит из делящегося вещества (U-235 или Pu-239), неуправляемо и мгновенно. Реактивность такого процесса очень велика, и регулировать ее невозможно.

В ядерном реакторе ядерный взрыв произойти не может. На АЭС цепная реакция происходит в веществе, содержащим не более 4% U-235, а цепной реакцией управляют с помощью стержней, сделанных из сильного поглотителя нейтронов. Извлечение стержней из зоны реакции усиливает ее, погружение – ослабляет.

Потенциальная опасность ядерного реактора

Потенциальная опасность ядерного реактора – в накопленных в нем за время длительной эксплуатации радиоактивных веществах . Поэтому последствия аварии на совершенно новом ядерном реакторе относительно невелики. Для долго работавшего реактора последствия могут быть более серьезными.

Обеспечение безопасной эксплуатации реактора предполагает создание таких условий, при которых находящиеся в реакторе радиоактивные вещества не попадают в окружающую среду, а извлекаются из реактора в плановом порядке с соблюдением вcех правил техники безопасности и направляются на переработку на специальные предприятия. Поэтому необходимо знать природу всех физических эффектов, нарушающих нормальную эксплуатацию ядерного реактора. Условно эти эффекты можно разделить на три группы:

самопроизвольный разгон реактора,

искажение распределения тепловыделения в объеме реактора,

механические повреждения.

Рассмотрим их.

Самопроизвольный разгон реактора.

Такая авария может привести к наиболее сильному разрушению реактора, и, следовательно, к наиболее крупной утечке радиоактивности в окружающую среду.

При нормальной эксплуатации ядерного реактора коэффициент размножения нейтронов должен равняться единице (с учетом утечки нейтронов из реактора). Но в процессе работы состав топлива в реакторе изменяется: исчезают делящиеся ядра, образуются продукты деления. Поэтому приходится дополнительно регулировать реактор с помощью регулирующих стержней, не допуская резкого возрастания потока нейтронов. За уровнем нейронных потоков следят автоматические системы АЭС.

Искажение распределения тепловыделения.

Последствия такой аварии менее опасны, чем самопроизвольный разгон реактора. Искажение технологически допустимых норм распределения тепловыделения может привести к разрушению ТВЭЛов. Причиной такой аварии может стать выгорание ядерного топлива. Это медленный процесс, который легко контролируется и регулируется.

Нарушение теплоотвода в энергетических реакторах с графитовым замедлителем может привести к такому росту температур, что начинает гореть графит (именно это произошло на Чернобыльской АЭС). На реакторах ВВЭР вместо графитовых стержней используются другие поглотители нейтронов. В этом отношении реакторы ВВЭР надежнее реакторов РБМК.

Механические повреждения.

Из механических повреждений реактора наиболее опасно повреждение его активной зоны.

Реактор не является застывшей системой – в нем все время происходят процессы, изменяющие его физико–химические параметры, в частности, такие важные, как коэффициент размножения нейтронов и реактивность. Эти процессы могут быть крайне медленными, их время измеряется годами – например, процессы, связанные с выгоранием топлива. За протеканием таких процессов несложно следить и держать их под контролем, своевременно регулируя параметры системы.

Контролируются также процессы, протекающие за время порядка десятка часов (это процессы, связанные с накоплением ксенона и его влиянием на протекание реакций ядерного распада).

И, наконец, в ядерном реакторе возможны процессы, протекающие за секунды. Вряд ли возможно «управлять событиями», когда они развиваются так быстро. Важно, что возможные быстрые процессы связаны не с физико–нейтронными свойствами реактора, а исключительно с неправильным проведением технологических процессов. Например, если в реактор типа ВВЭР вдруг подать холодную воду – мгновенно повысится реактивность реактора. Это означает, что при работе на АЭС нельзя нарушать инструкции и не допускать действий, не предусмотренных ею – только и всего.

Возможность нестационарных процессов в ядерном реакторе требует очень тщательного управления им. Существующие системы управления по своим техническим свойствам вполне надежны, и надо только обеспечить безукоризненно правильное и грамотное их использование.

Материалы и конструкции биологической защиты.

Радиационная обстановка в обслуживаемых помещениях АЭС, расположенных вблизи реактора, в основном определяется проникающим гамма-излучением и излучением нейтронов из активной зоны реактора. Чтобы снизить интенсивность излучений до уровня, допускаемого Нормами радиационной безопасности (НРБ), создается биологическая защита, материалы для которой подбирают специально, исходя из технологических требований. Обычно используют комбинацию нескольких материалов, поскольку трудно подобрать универсальный материал для всех видов излучения. Биологическая защита является неотъемлемой частью реакторной установки.

Для замедления быстрых нейтронов обычно используется вещества с малыми атомными номерами (графит, обычная и тяжелая вода, пластмассы, парафин, полиэтилен и др.).

Для поглощения тепловых нейтронов используют специальные вещества — карбид бора, кадмий, бористую сталь, бораль, бетон и др.

Гамма–излучение эффективно ослабляется веществами, имеющими большой атомный номер и высокую плотность (сталь, свинец, свинцовое стекло и др.).

К защитным материалам предъявляются следующие требования:

они должны обладать необходимой механической прочностью,

иметь высокую радиационную и термическую стойкость,

обладать химической инертностью,

сохранять стабильные параметры в процессе эксплуатации.

Материалы, наиболее часто используемые в реакторной технике для биологической защиты.

Графит  достаточно прочный и дешевый материал, который используется в качестве замедлителя и отражателя нейтронов и хорошо поддается механической обработке. Он легко окисляется на воздухе, поэтому его обычно используют в среде инертного газа или смеси газов. Графит широко применяется в реакторах на тепловых нейтронах. Из графитовых блоков формируют активную зону реактора РБМК и отражатели нейтронов.

Вода – хороший замедлитель нейтронов. Высокая плотность атомов водорода обеспечивает защитные свойства воды. Быстрые нейтроны замедляются водой до тепловых скоростей, после чего поглощаются ею. Хорошим замедлителем нейтронов является также тяжелая вода, которая широко используется в реакторах на тепловых нейтронах. Поглощение тепловых нейтронов ядрами изотопов водорода сопровождается первичным гамма – излучением с энергией 2,23 МэВ и вторичным гамма–излучением значительно меньшей энергии – 0,5 МэВ. Эти излучения хорошо поглощаются ядрами бора. Поэтому в реакторах ВВЭР для снижения выхода гамма–излучения в воду добавляют борную кислоту.

Полиэтилен Cn Hn . Это термопластичный полимер, который является хорошим замедлителем нейтронов. Защитные свойства полиэтилена близки к защитным свойствам воды.

Бораль – материал, полученный горячей прокаткой алюминиевых листов. Между листами размещают порошковообразную смесь карбида бора с алюминием. Бораль хорошо поглощает тепловые нейтроны, имеет высокую плотность и хорошо обрабатывается.

Железо применяю в биологической защите в виде сплавов (сталь и чугун). Углеродистые и легированные стали широко используются в водо-водяных реакторах под давлением. Сталь является хорошей защитой от тепловых нейтронов и гамма–излучения. Однако железо становится сильно радиоактивным под действием тепловых нейтронов. Образующийся радионуклид Уровень гамма излучения в ядерном реакторе испускает гамма–кванты с энергиями 1,1; 1,29 и 7,7 МэВ. Поэтому за железом располагают дополнительную биологическую защиту. Хороший эффект можно получить добавлением в сталь бора. В этом случае следует учитывать, что бористая сталь обладает повышенной хрупкостью.

Свинец не проявляет вторичной радиоактивности. Его применяют для изготовления контейнеров для транспортировки гамма–радиоактивных предметов, а также для изготовления защитных отливок и листов. Применение свинца ограничено его относительно низкой температурой плавления. Для защиты от гамма–излучения при высоких температурах чаще используют вольфрам и тантал.

Бетон. Его используют в ядерных реакторах в качестве основного строительного материала и материала для биологической защиты. В состав бетона входят оксиды кальция, кремния, алюминия, железа, а также легкие ядра. Защитные свойства бетона можно увеличить введением в него боросодержащих материалов. Среди различных сортов бетона для радиационной защиты чаще всего используется серпентиновый бетон. Этот материал эксплуатируется при температурах до 450оС. Защитные свойства этого бетона повышены добавлением железной дроби или опилок.

Безопасность реакторов

В настоящее время имеются обширные статистические данные о безопасности ядерных установок. Цифры — очень убедительный и беспристрастный судья. Вот уже пять десятилетий ядерные технологии используется в 32 странах, а некоторые действующие сегодня реакторы были построены сорок лет тому назад. В течение более чем 9500 реакторо-лет эксплуатации ядерных установок в мире зафиксирована лишь одна серьезная авария – на Чернобыльском реакторе РБМК. Только эта, «самая тяжелая» авария (см. таблицу 8), привела к большим человеческим жертвам и серьезным экологическим последствиям. Анализ причин аварии выявил конструктивный недостаток графитовых стержней – замедлителей, который ныне устранен во всех действующих реакторах РБМК. Этот недостаток конструкции сам по себе не привел бы к аварии, если бы не были нарушены правила эксплуатации реактора. Строгое соблюдение регламента работы АЭС и выполнение всех технических стандартов полностью гарантирует от аварии, исключая случаи вроде падения метеорита. Но от этого никто не застрахован.

Большинство сценариев развития аварийных ситуаций рассматривает, прежде всего, потерю охлаждения реактора. Это может приводить к расплавлению топлива в активной зоне ядерного реактора и выбросу в окружающую среду продуктов деления. Поэтому обязательным является наличие резервных систем охлаждения реактора. В случае, если и они не срабатывают должным образом, в конструкции реакторов предусматривается система защитных барьеров, предотвращающих радиоактивное загрязнение среды. Как стало очевидно в 1986 году после аварии на Чернобыльской АЭС, не все из реакторов, разработанных ранее в СССР, имели такую «глубоко эшелонированную» защиту. После аварии нормы безопасности были ужесточены и сегодня приблизительно одну четвертую часть стоимости реакторов составляют затраты на обеспечение систем безопасности, гарантирующих защиту персонала и населения от последствий различных нештатных ситуаций. В таблице 8 показана международная шкала ядерных инцидентов.

Таблица 1.

Международная шкала ядерных аварий

Степень и описание

Последствия вне площадки АЭС

Последствия на площадке АЭС

Примеры

7.Тяжелая авария

Сильный выброс: тяжелые последствия для здоровья населения и для окружающей среды

Максимальны; тяжелые повреждения активной зоны и физических барьеров

Чернобыль, СССР, 1986

6.Серьезная авария

Значительный выброс: требуется полномасштабное выполнение плановых мероприятий по восстановлению

Тяжелые повреждения активной зоны и физических барьеров

5.Авария с рисками для окружающей среды

Ограниченный выброс: требуется частичное выполнение плановых мероприятий по восстановлению

Тяжелые повреждения активной зоны и физических барьеров

Windscale, Великобритания, 1957 (военный реактор); Три-Майл Айленд, США, 1979

4.Авария без значительных рисков для окружающей среды

Минимальный выброс: облучение населения в пределах допустимого предела

Серьезные повреждения активной зоны и физических барьеров; облучение персонала с летальным исходом

Saint-Laurent, Франция, 1980; Tokai-mura, Япония, 1999

3.Серьезный инцидент

Пренебрежимо малый выброс: облучение населения ниже допустимого предела

Серьезное распространение радиоактивности; облучение персонала с серьезными последствиями

Vandellos, Испания, 1989 (пожар, никакого радиоактивного загрязнения)

 

2. Инцидент

 

Ноль

Ноль

1.Аномальная ситуация

 

Ноль

Ноль

0.Событие с отклонением ниже шкалы

Ноль

Ноль

История развития атомной энергетики знает несколько аварийных ситуаций, происшедших на ядерных объектах. Кроме единственной — Чернобыльской катастрофы, оцененной в 7 баллов по международной шкале, тревожными оказались пятибалльные аварии в Виндскэйле (Велиобритания) в 1957 году и в Три-Майл Алэнд (США) в 1979 году.

В таких авариях главная опасность для здоровья исходит от продуктов деления, таких как йод-131 и цезий-137. Они биологически активны, и при попадании в организм вместе с пищей задерживаются в нем.

Йод-131 имеет период полураспада 8 дней и опасен в течение первого месяца после аварии. Именно йод-131 вызывает раковые образования щитовидной железы.

Цезий-137 имеет период полураспада 30 лет, и поэтому потенциально опасен в качестве примеси в травах на пастбищах и в зерновых культурах.

Также опасен и сильно радиоактивный изотоп цезия-134, который имеет период полураспада приблизительно два года.

В то время как опасное воздействие йода-131 может быть уменьшено специальными мерами (эвакуацией населения с загрязненных территорий на несколько недель, йодная профилактика), радиоактивный цезий может препятствовать производству продовольствия на загрязненных землях в течение долгого времени.

Другие радиоактивные вещества, присутствующие в активной зоне реактора, образуются не в таких больших количествах и не являются биологически активными (теллур-132, трансурановые элементы).

Промышленный ядерный реактор ни при каких обстоятельствах не может взорваться подобно ядерной бомбе. Тщательный многолетний анализ возможных аварий на АЭС показывает, что строгое соблюдение регламента работы АЭС и выполнение всех технических стандартов полностью гарантирует от аварии. Сегодня приблизительно одну четвертую часть стоимости реакторов составляют затраты на обеспечение систем безопасности, гарантирующих персонал и население от последствий различных нештатных ситуаций.

Общая статистика аварий на электростанциях.

Традиционно профессиональные риски любой деятельности оцениваются на основе коэффициентов смертности при различных инцидентах. Однако когда это касается ядерной энергетики, акцент смещается на анализ менее очевидных и более отдаленных последствий воздействия излучения, вызывающих раковые заболевания. О профессиональных заболеваниях шахтеров при этом почти всегда забывают. В этом разделе мы коснемся только статистики самих аварий в различных областях энергетики.

Сравним статистику инцидентов на ядерных реакторах с аналогичными данными для электростанций на органическом топливе. Некоторые данные систематизированы в Таблицах 9 и 10 и с очевидностью показывают, что ядерная энергетика является более надежным и безопасным способом производства электроэнергии. Это резко расходится с обыденным мнением о страшной опасности, исходящей от АЭС. Поэтому проанализируем данные таблиц подробнее.

Основная причина неблагоприятных данных для угольной энергетики состоит в том, что для обеспечения работы даже одной электростанции необходимо добыть, обработать и транспортировать огромное количество угля. Вспомним еще раз, что у угля удельная теплота сгорания равна 3 х 107 Дж/кг, а у урана — 8,2 х 1013 Дж/кг. Если разделить второе число на первое, получится 2,7 х 102, или 2 700 000. Именно во столько раз больше угля, чем урана, нужно добыть, переработать, доставить и сжечь для получения одинакового энергетического выхода. Другими словами – две тысячи семьсот тонн вместо одного килограмма. Наивно думать, что технологический риск угольной энергетики может быть настолько мал, чтобы при этом считать ее безопасной по сравнению с ядерной энергетикой. Об этом говорит здравый смысл, и подтверждают статистические данные.

Сравним статистику аварий в ядерной энергетике (таблица 9) и в отраслях, связанных с энергетикой на органическом топливе (таблица 10), начиная с 1977 года. Более ранние аварии на ядерных реакторах указаны в таблице 11.

Таблица 2

Серьезные аварии на военных, исследовательских и коммерческих ядерных реакторах с 1977 года.

Место





Дата

Смертельные случаи



Страницы: Первая | 1 | 2 | 3 | Вперед → | Последняя | Весь текст




© , 2017