Анализ текущей ситуации в энергетике Российской Федерации Наука в атомной сфере

Атомная промышленность и наука в атомной сфере

Следует сказать, что за 50 лет исследований в нашей стране на уровне опытно-промышленного обоснования достигнуто подтверждение возможности не только обеспечения безопасности, но и промышленной переработки, обезвреживания и захоронения радиоактивных отходов с учётом требований экологии. Таким образом, замкнутый топливный цикл с расширенным воспроизводством топлива является основой долгосрочного развития ядерной энергетики.

Ядерная энергетика положительно решает многие экологические проблемы, не потребляет ценного природного сырья и атмосферного кислорода, не выбрасывает в атмосферу парниковых газов и ядовитых веществ, и стабильно обеспечивает получение самой дешевой энергии.

При истощении запасов органического топлива использование ядерного топлива – пока единственно реальный путь надёжного обеспечения человечества необходимой ему энергией, менее опасный для здоровья человека и окружающей среды.

Атомная энергетика, замещая тепловую энергетику, сможет сыграть существенную роль в сокращении выбросов углекислого газа, разрешении других экологических проблем. Все российские АЭС имеют явно выраженные экологические преимущества в сравнении с другими видами промышленной деятельности.

Здесь следует сделать оговорку – общепризнанно, что АЭС при их нормальной эксплуатации в экологическом отношении чище тепловых электростанций на угле, однако при авариях АЭС могут оказывать существенное радиационное воздействие на людей и экосистемы. Право на существование атомная энергетика имеет только в случае обеспечения предельно высокого уровня безопасности её предприятий, недопущение какого либо выноса радиоактивных продуктов из технологического оборудования за пределы, ограниченные технологическими помещениями (барьеры безопасности) при любых обстоятельствах.

Требование безаварийности

Поступление в окружающую среду радиоактивных загрязнителей вследствие проектных аварий на АЭС ограничено санитарно-гигиеническим законодательством. Локализующие системы АЭС обеспечивают непревышение этих нормативов, обычно с запасом.

За последние 10 лет в российской ядерной отрасли не произошло ни одного события уровня 4 и выше по международной восьмибалльной шкале INES (International Nuclear Event Scale). Событий третьего уровня за это время было шесть, причем ни одно из них не имело последствий для населения. Количество ядерных аварий высоких уровней за более чем 60 лет атомной истории в мире исчисляется единицами. Авария 7-го уровня была лишь одна – Чернобыльская (1986 г.).

После Чернобыльской аварии были осуществлены меры по повышению безопасности АЭС, особенно по безопасности реакторов типа РБМК-1000, имеющие положительные результаты. Введены в действие многоступенчатые системы аварийной защиты, срабатывающие при малейших сбоях в работе оборудования станций. Анализ вероятностных показателей безопасности показал, что частота повреждений активной зоны от внутренних исходных событий для действующих АЭС составляет ~10-5 1/(реактор*год), а для проектируемых перспективных – менее 10-5 1/(реактор*год).

Найдены и использованы надёжные методы защиты от ядерного «разгона», основывающиеся на самогашении реакции деления при отклонении эксплуатационных режимов от регламента за счёт отрицательной связи мощностного возмущения и реактивности системы и использования внутренне присущих физических свойств конструкции активной зоны и материалов без необходимости введения энергии извне для срабатывания системы аварийной защиты. При этом определены условия отвода тепла, обеспечивающие нерасплавление активной зоны даже при отказе оборудования принудительной циркуляции теплоносителя.

В настоящее время доказано, что атомные электростанции могут быть созданы с высокими показателями надежности и безопасности, обеспечивающими выполнение самых строгих требований по снижению загрязнения окружающей среды радиоактивными и другими вредными веществами. Самый яркий пример обеспечения экологической безопасности – транспорт ядерного топлива и радиоактивных веществ. За сорок лет этой широкомасштабной деятельности не было ни одного происшествия с тяжелыми пострадавшими от радиации. За те же годы транспорт жидкого и газообразного органического топлива сопровождался авариями, унесшими многие десятки, если не сотни тысяч человеческих жизней, включая, по крайней мере, четыре ужасных катастрофы (три взрыва на трубопроводах и одна авария автоцистерны), в каждой из которых погибли примерно по пятьсот человек.

Концепция экологической безопасности АЭС

В настоящее время принято обосновывать экологическую безопасность атомных электростанций при их проектировании в несколько стадий.

В начале работ, до реального проектирования АЭС разрабатывается Концепция экологической безопасности АС, в которой оценивается состояние окружающей среды в районе предполагаемого строительства АС и определяется уровень допустимых воздействий на природное окружение.

Затем, в рамках Технико-экономического обоснования (ТЭО) разрабатывается Оценка воздействий АС на окружающую среду, а далее, уже на стадии проекта АС разрабатывается Обоснование экологической безопасности, в котором подтверждается соответствие технических решений требованиям Концепции охраны окружающей среды в регионе.

Эти материалы тщательно анализируются в рамках Экологической экспертизы, проводимой независимыми экспертами.

Нормирование воздействия АЭС на окружающую среду

Малое радиационное воздействие АЭС на окружающую среду обусловлено тем, что санитарно-гигиеническое законодательство (НРБ и СП АС) установило дозовую квоту АЭС в размере 5 % ПД – 0,25 мЗв/год, что равно 1/4 - 1/5 естественного фона.

Структурная схема расчета предельно допустимых выбросов и сбросов АЭС


Виды ионизирующего излучения и его характеристики.

В измерительной технике в основном используются следующие виды ионизирующего излучения: α,β,γ, нейтронное и рентгеновское излучения.

α – излучение – это положительно заряженные частицы (ядра гелия), обладают слабой проникающей способностью. Их задерживает лист бумаги;

β – излучение – это электроны и позитроны, обладают средней проницающей способностью, проходят через пластину алюминия в несколько миллиметров;

γ – излучение – это высокочастотное электромагнитное излучение с высокой проницающей способностью, проходят через пластину свинца в несколько сантиметров;

Распад ядер происходит по экспоненте Nt=N0e-λt ,

где N0 – число ядер в начале распада;

 λ – постоянная распада.

Переработку ОЯТ в качестве официальной концепции выбрали Франция, Великобритания, Франция и Россия. Концепция прямого захоронения ОЯТ пока нигде не реализуется. Проблемы обеспечения безопасного хранения ОЯТ: поддержание подкритичности в местах его массового хранения обеспечение теплоотвода и водно-химического или газохимического режима с наружной стороны оболочек твэлов, поскольку оболочки представляют собой основной барьер на пути выхода радиоактивных продуктов в о.с.
Источником энергии реактора служит процесс деления тяжелых ядер