Навігація
Головна
ПОСЛУГИ
Авторизація/Реєстрація
Реклама на сайті
 
Головна arrow Екологія arrow Техноекологія
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Забруднення довкілля атомними електростанціями

Основні процеси взаємодії ТЕС і АЕС з навколишнім середовищем однотипні в частині перетворення теплової енергії в електричну. Основне тепловиділення АЕС у навколишнє середовище відбувається в конденсаторах турбін. Однак, питомі тепловиділення в охолоджуючу воду в АЕС більше, ніж у ТЕС через більшу витрату пари, що визначає великі питомі витрати охолоджуючої води. Тому

на більшості нових АЕС передбачається будівництво градирень, у яких теплота виділяється безпосередньо в атмосферу. Охолодження в градирні відбувається за рахунок випаровування частини води, що стікає зрошувачем під дією сили тяжіння (випаровування 1% води знижує її температуру приблизно на 6°С).

Прямий вихід радіоактивних відходів ядерних реакцій у навколишнє середовище запобігається багатоступінчастою системою радіаційного захисту. За нормальної експлуатації АЕС радіоактивність контуру ядерного реактора обумовлена активацією продуктів корозії, проникненням продуктів ділення в теплоносій. Наведеній радіації піддаються практично всі речовини, які взаємодіють з радіоактивними випромінюваннями.

В процесі експлуатації АЕС утворюються газоподібні, рідкі та тверді відходи. Газоподібні викиди через вентиляційну трубу дуже малі – не перевищують декількох відсотків від гранично допустимого рівня, оскільки на АЕС використовується високоефективне очищення газів. Рідкі відходи – вода, забруднена низькоактивними речовинами очищається і використовується вдруге, невеликі її кількості зливаються в побутову каналізацію. Більш складна ситуація з високоактивними рідкими та твердими відходами. Рідким високоактивним відходом може бути теплоносій першого контуру у випадку протікання чи порушення герметичності устаткування, вода басейнів витримки ТВЕЛів і т.д. За рік роботи утворюється 0,5 – 1,5 м3 середньоактивних рідких відходів на 1 МВт електричної потужності. Тверді високоактивні відходи – елементи устаткування, інструменти, відпрацьовані фільтри очищення повітря, спецодяг, сміття. Ці відходи не можуть бути штучно дезактивовані. Єдиний спосіб – природний розпад. Рідкі відходи піддають "затвердженню" шляхом нагрівання та випаровування і заховують у спеціальних контейнерах. Тверді – спалюють, пресують, заховують у металевих контейнерах.

В процесі роботи реактора концентрація ядер, що поділяються, у ТВЕЛах поступове зменшується, тобто ТВЕЛи вигорають. Близько 1/3 ТВЕЛів вимагає щорічної заміни. Витягнуті ТВЕЛи зберігають у воді в межах реактора кілька тижнів (150 днів) до розпаду радіоактивних елементів з коротким періодом напіврозпаду.

АЕС – складова ядерного паливного циклу (ЯПЦ) чи повного ядерного циклу (ПЯЦ). Цей цикл складається з:

  • – видобутку та переробки уранової руди з одержанням хімічних концентратів урану (рудовидобувні та рудопереробні заводи). Видобуток уранової руди здійснюється відкритим способом або вилуговуванням. На цьому етапі з надр виділяється радіоактивний радон. Збагачення руди проходить від приблизно 0,7% до 3%. Для забезпечення паливом блоку АЕС потужністю 1000 МВт потрібно 50 – 80 тис.т руди на рік. У відвалах залишається приблизно 70% природних радіоактивних речовин. Тверді відходи складують на поверхні, тому вони забруднюють навколишнє середовище через вимивання опадами U, Ро, що містяться у відходах, і через виділення радону. Утворюються рідкі відходи – шахтні, дренажні води та пилогазоподібні – вентиляційні викиди з розробок. У рідких відходах переробки містяться різні солі радіоактивних металів;
  • – одержання чистих сполук U з концентратів (афінажні заводи). В технології одержання 2кг U3O8 утворюється 3 – 3,5 м3 рідких токсичних та радіоактивних відходів;
  • – виробництво UF6 і поділ його ізотопів (заводи одержання UF6 і поділу його ізотопів) На цій стадії в атмосферу виділяються F2, HF і низькоконцентровані радіоактивні відходи;
  • – виготовлення ядерного палива і ТВЕЛів – тепловиділяючих елементів (заводи виготовлення ТВЕЛів). На цих заводах збагачене паливо пресують у гранули розміром у наперсток. Близько 200 гранул укладають у 3-х метровий стрижень діаметром 6-15 мм із нержавіючої сталі для реакторів на швидких нейтронах або сплавів цирконію для реакторів на повільних нейтронах. Блок з 200 таких стрижнів, зібраних в оболонку, утворює ТВЕЛ, а від 100 до 600 таких ТВЕЛів утворюють активну зону реактора. На цій стадії утворюються тверді відходи у виді хімічних сполук (ОН-, SO42-, F-) та органічних речовин (іонообмінні смоли). Обсяг рідких відходів невеликий, але вони висококонцентровані. Крім цього утворюються промивні води з низьким вмістом компонентів;
  • – використання палива для одержання енергії на АЕС;
  • – переробка відпрацьованого на АЕС ядерного палива (радіохімічні заводи чи заводи регенерації палива).

Після басейнів на території станції ТВЕЛи розкривають та розчиняють радіоактивні елементи у HNO3, 235U і 99,5% 239Рu, кількість якого мала, екстрагують і очищають. У HNO3 залишаються радіоактивні відходи (табл..2.5).

Таблиця 2.5

Оцінка кількості радіонуклідів, що утворюються і надходять у біосферу, у повному ядерному циклі

Виробництво

Пит.активність відходів, Ки/1000МВт/рік

Частка активності, що надходить в біосферу, %

утворюється

надходить в біосферу

Весь ПЯЦ

4,5•109

3,64-105

100

Видобуток і переробка U-их РУД

4,4•105

128

3,5•10-2

Виготовлення матеріалів і ТВЕЛів

незначно

0,144

3•10-5

Одержання енергії на АЕС

4•106

1,84•104

5

Переробка відпрацьованого ядерного палива

4,4•109

3,46•105

95

Вони зберігаються 5 років у рідкому стані, а потім переводяться у твердий. Відділеним 235U наповняють нові ТВЕЛи. Продукти ділення, що залишилися, зберігають протягом 20 періодів їхнього напіврозпаду. Одним з найбільш довго живучих та небезпечних продуктів ділення є 90Sr з періодом напіврозпаду 28,8 років, тому вважається, що ядерні відходи повинні зберігатися 600 років, у той час як період напіврозпаду 9Pu складає 24500 років, значить, його погрібно зберігати 490 000 років. Це найбільш отруйний з усіх відомих елементів, для нього ГДКмр ≤ 0,001 мг/м3.

Заводи переробки ТВЕЛів – серйозне джерело забруднення навколишнього середовища. Велика частина радіоактивних елементів міститься в стічних водах. їх збирають і зберігають у герметичних ємностях, але частина СВ скидається (1 завод у рік скидає 500-1500м3 СВ). 85Кг, 133Хе, частина І31І потрапляє в атмосферу з випарників, які використовуються для ущільнення рідких стоків. Маса речовини, що відповідає потужності 1квт, витягнута з батареї, дає дозу опромінення 700 берів/год на відстані 1 м, що відповідає ЛД90 для людини. Після 30 років постійного опромінення АЕС повинна бути закрита (табл.2.6).

Таблиця 2.6

Складові витрат для АЕС на стадіях ПЯЦ

Стадії ПЯЦ

Питомі витрати, долар/кг

Видобуток і виробництво уранових концентратів

55

Виробництво UF6

7

Розділення ізотопів

80-140

Виготовлення ТВЕЛів

200

Переробка відпрацьованого палива

650

Затвердження і осклування (без витрат на поховання)

110

Реактори-розмножувачі на швидких нейтронах більш складні в експлуатації, ніж звичайні реактори, для них вимагається більш ефективний теплоносій, який був би поганим сповільнювачем нейтронів і залишався б рідким за високих температур. Цим вимогам відповідає рідкий Na, що циркулює за температури 400 – 540°С. Він повинен бути захищеним від контакту з водою щоб уникнути бурхливої хімічної реакції. Рідкий Na стає радіоактивним, у випадку витоку створюється дуже велика небезпека в порівнянні зі звичайними реакторами.

Чорнобильська аварія стала надзвичайною ситуацією глобального масштабу. Жодна катастрофа XX ст. не мала таких

Наслідки аварії на четвертому блоці ЧАЕС

Рис. 2.7. Наслідки аварії на четвертому блоці ЧАЕС

тяжких наслідків як Чорнобильська (рис.2.7). Ця трагедія не регіонального, не національного, а глобального масштабу.

У результаті Чорнобильської аварії (катастрофи) загинуло понад 50 тисяч чоловік із 100 тис., які брали участь у ліквідації аварії. Потужним радіоактивним забрудненням уражено 5 млн. га території України (32 райони шести областей), більша частина яких сільськогосподарські угіддя, забруднено 1,5 млн. га лісів.

Після аварії на ЧАЕС у атмосферу було викинуто 450 видів радіонуклідів таких як цезій- 137 (період напіврозпаду 80 тис. років) та стронцій-90 (20 тис. років). Ці елементи за своїми хімічними властивостями подібні до калію та кальцію, які відіграють велику роль у біохімічних процесах. Рослини за нестачі в ґрунті калію та кальцію легко засвоюють ізотопи цезію і стронцію, які через трофічні ланцюги потрапляють в організми тварин і людини і можуть накопичуватись у м'яких тканинах (переважно цезій) і кістках (переважно стронцій).

Понад 15 тис. людей сьогодні мешкають у забруднених умовах, радіоактивний фон перевищує 45 Кі на 1 км (за цезієм). Ще близько 1,5 млн. чоловік проживає на території, радіоактивний фон якої у десятки разів перевищує допустимі рівні (Київська, Житомирська, Чернігівська, Рівненська, Черкаська, Вінницька, Чернівецька, Кіровоградська області). У водах Дніпра, Прип'яті, Київського водосховища концентрація радіонуклідів навіть через 6 років після аварії була в 10-100 разів вищою, ніж до аварії. Вважають, що у ґрунті заплав і дні водойм 30-кілометрової зони накопичилося близько 14400 Кі цезію-137, а в Київському водосховищі накопичилося більше 60 млн. тонн радіоактивного мулу. Велику небезпеку довкіллю завдають близько 1000 тимчасових могильників навколо АЕС, у яких знаходиться 40 млн. тонн твердих відходів з сумарною радіоактивністю понад 200 тис. Кі. У четвертому блоці (який вибухнув, рис. 2.7) залишилась велика кількість радіоактивного бруду потужністю в багато сотень тисяч Кі, надійність нерозповсюдження якого зовсім не гарантована. Наслідки аварії впливають та будуть впливати на життя 35 млн. людей. Певні групи населення потребують спеціального медичного спостереження (150 тис чоловік, які зазнали йодного впливу на щитовидну залозу).

У Житомирській, Київській областях, як і в Білорусі, за даними МОЗ України, у жінок забруднених радіонуклідами районів значно збільшилась кількість народжень недоношених дітей, кількість тяжких ускладнень вагітності (у 2,5 –3 рази), є серйозні генетичні зміни здоров'я. Загрозливо зростають захворювання на рак. Цей фактор погрібно обов'язково враховувати, ретельно аналізувати причини як техногенних, так і природних надзвичайних ситуацій і вживати заходів для їх попередження, відвернення або усунення негативних наслідків.

Вплив Чорнобильської аварії на здоров'я людей дуже значний і буде проблемою не Тільки для нас, а й для кількох прийдешніх поколінь.

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Банківська справа
БЖД
Бухоблік та Аудит
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Нерухомість
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
РПС
Соціологія
Статистика
Страхова справа
Техніка
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Інші