CC BY
107
ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГЕТИКА В СВЕТЕ ЭКОЛОГИИ
М.А. КРАШЕНИННИКОВ, З.М. ХАСАНОВ Казанский государственный энергетический университет
Проанализирована структура развития атомной энергетики. Рассмотрены экологические проблемы на стадиях проектирования, строительства,
эксплуатации и вывода из эксплуатации АЭС. Показаны проблемы с отходами ОЯТ и РАО. Определены основные направления развития атомной энергетики РФ.
Атомная энергетика - важная, неотъемлемая часть российской энергетики. Достаточно отметить, что действующие мощности АЭС являются
системообразующими в европейской части России с долей поставки
электроэнергии на Федеральный оптовый рынок электрической энергии и мощности (ФОРЭМ) 41% (таблица).
Таблица
Производство электроэнергии в целом по РФ
Электростанции Производство электроэнергии, млрд кВт*ч
1998 г. 1999 г. 2000 г. 2001 г.
Всего 827,2 846,3 876,0 887,8
В том числе:
ТЭС 564,0 564,6 581,0 575,9
ГЭС 159,5 161,5 164,7 175,5
АЭС 103,7 120,2 130,3 136,4
На ядерную энергию приходилось в 2000 г. 6% мирового топливноэнергетического баланса и 17% производимой электроэнергии. В целом в Западной Европе атомные электростанции вырабатывают 43% всей произведенной электроэнергии, во Франции - 76, в Японии - 36, в Северной Америке - 19%. Россия производит всего 5,5% мирового производства электроэнергии на АЭС.
Обзор литературы [1,2,3] показал, что атомная энергетика обладает важными принципиальными особенностями по сравнению с другими энерготехнологиями:
- ядерное топливо имеет в миллионы раз большую концентрацию энергии и неисчерпаемые ресурсы, в случае применения реакторов на быстрых нейтронах;
- отходы атомной энергетики имеют относительно малые объемы и могут быть надежно локализованы, а наиболее опасные из них можно перерабатывать в ядерных реакторах.
По мнению ряда ученых [2, 4, 5] это открывает принципиально новые возможности и перспективы, прежде всего, в осуществлении такого замкнутого технологического цикла, при котором воздействие атомной энергетики на окружающую среду будет существенно меньше, чем воздействие других традиционных энерготехнологий.
Таким образом, обеспечение экологической безопасности действующих АЭС - основное условие функционирования атомной энергетики, где ключевым звеном является обращение с облученным ядерным топливом и образующимися радиоактивными отходами.
Рассмотрим экологические проблемы на стадиях проектирования, строительства, эксплуатации и вывода из эксплуатации АЭС.
© М.А. Крашенинников, З.М. Хасанов Проблемы энергетики, 2008, № 1-2
Проектирование АЭС обуславливается проведением изыскательных работ, из которых наиболее опасным является бурение скважин.
На этапе строительства АЭС происходит изменение ландшафта, загрязнение окружающей среды строительным мусором, отходами, связанными с работой транспорта. Также отчуждается большое количество земель, увеличивается потребление водных ресурсов.
На этапе эксплуатации атомных электростанций возникает
электромагнитное излучение при передаче электроэнергии. Также в окружающую среду сбрасывается теплота при охлаждении конденсаторов турбин. Образование твердых отходов связано с системой водоподготовки, в процессе которой накапливается шлам. Часть металлического лома и строительного мусора, а также отработавшие фильтры вентиляционных систем загрязнены
радионуклидами и относятся к твердым радиоактивным отходам, которые концентрируются и накапливаются в хранилищах твердых радиоактивных отходов, что полностью исключает возможность их поступления в окружающую среду.
Жидкие отходы, возникающие при эксплуатации АЭС, формируются из:
- канализационных стоков, которые включают в себя хозфекальные сбросы, воды душевых и прачечных;
- дебалансных вод, образующиеся при опорожнении конденсатного тракта после остановки турбины;
- нефтепродуктов, которые попадают в сточные воды в результате протечек масла турбины, насосов, трансформаторов и т.д.;
- вод продувки систем охлаждения турбин;
- жидких радиоактивных отходов, которые образуются в результате проведения технологических операций с теплоносителями первого контура: при поддержании водно-химического режима, перегрузке топлива, опорожнении технологических контуров и т.д. Жидкие радиоактивные отходы переводятся в твердые радиоактивные отходы и хранятся в хранилищах.
Газоаэрозольный выброс АЭС состоит из воздуха, удаляемого из производственных помещений, и газовых смесей, прошедших устройства спецгазоочистки. Он содержит инертные радиоактивные газы, радиоактивные изотопы йода и радиоактивные аэрозоли.
На этапе вывода из эксплуатации атомной станции возникает проблема ликвидации и захоронения энергоблока станции. Ликвидация энергоблока подразумевает ее полный демонтаж, концентрирование всех радиоактивных и нерадиоактивных отходов и их транспортировку в региональный могильник. Захоронение энергоблока АЭС подразумевает демонтаж и удаление оборудования трубопроводов технологических контуров и систем энергоблока, а также строительных конструкций. Выгружаемое из ядерных энергетических установок топливо в основном находится на хранении, так как перерабатывается в относительно небольших масштабах. Проблема хранения облученного ядерного топлива в России все более обостряется с учетом увеличения его выгрузки из выводимых из эксплуатации энергетических, транспортных и исследовательских ядерных установок.
Организация технологических процессов при выводе из эксплуатации атомных станций, а также надежность изоляции радионуклидов от окружающей среды является в настоящее время актуальным направлением исследований ученых. Необходимо отметить, что все оборудование, находящееся внутри зоны контролируемого доступа, является радиоактивным отходом разных категорий, а © Проблемы энергетики, 2008, № 1-2
при окончательном захоронении радиоактивных отходов теряется прямой контроль за защитными барьерами, обеспечивающими экологическую безопасность.
Результаты аналитического обзора литературы показывают, что основным направлением развития атомной энергетики РФ должно быть замыкание ядерного топливного цикла, и, как следствие, обеспечиение более полного использования природного ядерного топлива и искусственных делящихся материалов, образующихся при работе ядерных реакторов; минимизации образования радиоактивных отходов от переработки ядерного топлива и приближения к радиационной эквивалентности захораниваемых отходов и извлеченного природного топлива; надежной изоляции радионуклидов от окружающей среды в пределах защитных барьеров при захоронении радиоактивных отходов.
Summary
The structure of nuclear power engineering development has been analyzed. Ecological problems of designing, building, maintenance and utilization of Nuclear Power Plant are figured out. Negative ecological aspects with waste (spent fuel and radioactive atomic waste) are illustrated. Basic directions of nuclear power industry development of Russian Federation are covered out.
Литература
1. Бадяев В.В., Егоров Ю.А., Казаков С.В. Охрана окружающей среды при эксплуатации АЭС. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 224 с.
2. Егоров Ю.А. Экология атомных электростанций // Теплоэнергетика. -1991. - № 12. - С.7-13.
3. Носков А.А., Перевезенцев В.В. Экологические проблемы воздействия атомных электростанций на окружающую среду // Безопасность жизнедеятельности. - № 11. - 2005. - С. 8-13.
4. Родионов П.И. Топливно-энергетический комплекс России. - М.: Наука,
1999.
5. Экология энергетики: Учебное пособие // Под общей ред. В. Я. Путилова.
- М.: Изд. МЭИ, 2003. - 716 с.
Поступила 17.04.2007
© Проблемы энергетики, 2008, № 1-2
