Экология и атомная энергетика

Атомная энергетика до недавнего времени рассматривалась как наиболее перспективная. Это связано как с относительно большими запасами ядерного топлива, так и со щадящим воздействием на среду. К преимуществам относится также возможность строительства АЭС, не привязываясь к месторождениям ресурсов, поскольку их транспортировка не требует существенных затрат в связи с малыми объемами. Достаточно отметить, что 0.5 кг ядерного топлива позволяет получать столько же энергии, сколько сжигание 1000 тонн каменного угля [5, с. 38].

До середины 80-х годов человечество в ядерной энергетике видело один из выходов из энергетического тупика. Только за 20 лет (с середины 60-х до середины 80-х годов) мировая доля энергетики, получаемой на АЭС, возросла практически с нулевых значений до 15−17%, а в ряде стран она стала превалирующей. Ни один другой вид энергетики не имел таких темпов роста [5, c. 45].

До недавнего времени основные экологические проблемы АЭС связывались с захоронением отработанного топлива, а также с ликвидацией самих АЭС после окончания допустимых сроков эксплуатации. Имеются данные, что стоимость таких ликвидационных работ составляет от 1/6 до 1/3 от стоимости самих АЭС [7, с. 23−29].

При нормальной работе АЭС выбросы радиоактивных элементов в среду крайне незначительны. В среднем они в 2−4 раза меньше, чем от ТЭС одинаковой мощности. К маю 1986 г. 400 энергоблоков, работавших в мире и дававших более 14% электроэнергии, увеличили природный фон радиоактивности не более чем на 0,02% [7, с. 53].

До Чернобыльской катастрофы не только в мире, но и в России никакая отрасль производства не имела меньшего уровня производственного травматизма, чем АЭС. За 30 лет до трагедии при авариях, погибло 17 человек (не по радиационным причинам) [8, с. 27]. После 1986 г. Главную экологическую опасность АЭС стали связывать с возможностью аварий. Хотя вероятность их на современных АЭС и невелика, но и она не исключается. К наиболее крупным авариям такого плана относится вышеупомянутая авария, случившаяся на четвертом блоке Чернобыльской АЭС.

По различным данным, суммарный выброс продуктов деления от содержащихся в реакторе составил от 3,5% (63 кг) до 28% (50 т). Для сравнения отметим, что бомба, сброшенная на Хиросиму, дала только 740 г радиоактивного вещества [1].

В результате аварии на Чернобыльской АЭС радиоактивному загрязнению подверглась территория в радиусе более 2 тыс. км, охватившая более 20 государств. В пределах бывшего СССР пострадало 11 областей, где проживает 17 млн. человек. Общая площадь загрязненных территорий превышает 80 000 км² [1].

После аварии на Чернобыльской АЭС отдельные страны приняли решение о полном запрете на строительство АЭС. В их числе Швеция, Италия, Бразилия, Мексика. Швеция, кроме того, объявила о намерении демонтировать все действующие реакторы (их 12), хотя они и давали около 45% всей электроэнергии страны [8, с. 29]. Резко замедлились темпы развития, данного вида энергетики в других странах. Приняты меры по усилению защиты от аварий существующих, строящихся и планируемых к строительству АЭС. Вместе с тем человечество осознает, что без атомной энергетики на современном этапе развития не обойтись. Строительство и ввод в строй новых АЭС постепенно увеличивается.

В настоящее время в мире действует 436 атомных реакторов[9]. В процессе ядерных реакций выгорает лишь 0,5−1,5% ядерного топлива [4, с. 296]. Ядерный реактор мощностью 1000 МВт за год работы выделяет около 60 т радиоактивных отходов [4, c. 302]. Часть их подвергается переработке, а основная масса требует захоронения.

Технология захоронения довольно сложна и дорогостояща. Отработанное топливо обычно перегружается в бассейны выдержки, где за несколько лет существенно снижается радиоактивность и тепловыделение. Захоронение обычно проводится на глубинах не менее 500−600 шурфах [4, c. 127]. Последние располагаются друг от друга на таком расстоянии, чтобы исключалась возможность атомных реакций.

Неизбежный результат работы АЭС — тепловое загрязнение. На единицу получаемой энергии здесь оно в 2−2,5 раза больше, чем на ТЭС, где значительно больше тепла отводится в атмосферу [6, с. 101]. Выработка 1 млн. кВт электроэнергии на ТЭС дает 1,5 км³ подогретых вод, на АЭС такой же мощности объем подогретых вод достигает 3−3,5 км³ [6, с. 102]. Следствием больших потерь тепла на АЭС является их более низкий коэффициент полезного действия по сравнению с ТЭС. На последних он равен 35%, а на АЭС — только 30−31% [6, с. 102].

Таким образом можно выделить следующие воздействия АЭС на среду:

• — разрушение экосистем и их элементов (почв, грунтов, водоносных структур т. п.) в местах добычи руд (особенно при открытом способе);
• — изъятие земель под строительство самих АЭС. Особенно значительные территории отчуждаются под строительство сооружений для подачи, отвода и охлаждения подогретых вод. Для электростанции мощностью 1000 МВт требуется пруд-охладитель площадью около 800−900 га. Пруды могут заменяться гигантскими градирнями с диаметром у основания 100−120 м и высотой, равной 40-этажному зданию [4, c. 215−219];
• — изъятие значительных объемов вод из различных источников и сброс подогретых вод. Если эти воды попадают в реки и другие источники, в наблюдается потеря кислорода, увеличивается вероятность цветения, возрастают явления теплового стресса у гидробионтов;
• — не исключено радиоактивное загрязнение атмосферы, вод и почв в процессе добычи и транспортировки сырья, а также при работе АЭС, складировании и переработке отходов, их захоронениях.