Реферат
Викиди АЕС
Змiст
Вступ
2. Вплив АЕС на навколишнє середовище i особливостi санiтарно-гiгiєнiчних вимог до їхньої роботи
3. Контроль викидiв АЕС. Досвiд експлуатацiї
Висновок
Список використаних джерел
Вступ
Актуальнiсть. Забруднення навколишнього середовища - небажана змiна її властивостей в результатi антропогенного надходження рiзних речовин i з'єднань. Воно призводить або може призвести в майбутньому до шкiдливого впливу на лiтосферу, гiдросферу, атмосферу, на рослинний i тваринний свiт, на будiвлi, конструкцiї, матерiали, на саму людину. Воно пригнiчує здатнiсть природи до самовiдновлення своїх властивостей.
Забруднення навколишнього середовища людиною має тривалу iсторiю. Ще жителi Древнього Риму скаржилися на забруднення вод рiчки Тiбр. Жителiв Афiн i Древнiй Грецiї турбувало забруднення акваторiї порту Пiрей. Вже в середнi столiття з'явилися закони про охорону навколишнього середовища.
"на вiтер" мiльярди тонн твердих i газоподiбних частинок. Основнi забруднювачi атмосфери - окис вуглецю (СО) i сiрчистий газ (SO2), що утворюються, перш за все, при спалюваннi мiнерального палива, а також оксиди сiрки, азоту, фосфору, свинець, ртуть, алюмiнiй i iншi метали. При цьому рушiйною силою будь-якого виробництва є енергiя.
та виробництво, i споживання енергiї стає потенцiйно небезпечним. Поряд з локальними екологiчними наслiдками, якi супроводжуються забрудненням повiтря, води i ґрунту, iснує небезпека змiни свiтового клiмату в результатi дiї парникового ефекту.
Ми стоїмо перед дилемою: з одного боку, без енергiї не можна забезпечити благополуччя людей, а з iншого - збереження iснуючих темпiв її виробництва та споживання може призвести до руйнування навколишнього середовища, i як наслiдок - до зниження життєвого рiвня i навiть завдати серйозної шкоди людської популяцiї, впливаючи на генетичний код людини.
Мета даної роботи - розглянути вплив атомних електростанцiй на екологiю.
Вiдповiдно до поставленої мети, визначаємо наступнi завдання:
- Розглянути рiзнi типи ядерних реакторiв i визначити їх вплив на екологiю;
- Визначити можливi способи зниження екологiчної шкоди, що завдається дiяльнiстю АЕС.
1. Основнi типи атомних електростанцiй та їх радiоактивнi викиди
реакцiї подiлу ядер деяких важких елементiв, потiм так само, як i на звичайних теплових електростанцiях (ТЕС), перетворюється в електроенергiю. АЕС працює на ядерному пальному (в основному 233U, 235U. 239Pu). Встановлено, що свiтовi енергетичнi ресурси ядерного пального (уран, плутонiй i iн) iстотно перевищують енергоресурси природних запасiв органiчного палива (нафта, вугiлля, природний газ та iн.) Це вiдкриває широкi перспективи для задоволення швидко зростаючих потреб у паливi. Крiм того, необхiдно враховувати всi збiльшується обсяг споживання вугiлля i нафти для технологiчних цiлей свiтової хiмiчної промисловостi, яка стає серйозним конкурентом теплових електростанцiй. Незважаючи на вiдкриття нових родовищ органiчного палива i вдосконалення способiв його видобутку, в свiтi спостерiгається тенденцiя до вiдносного збiльшення його вартостi. Це створює найбiльш важкi умови для країн, що мають обмеженi запаси палива органiчного походження. Очевидна необхiднiсть якнайшвидшого розвитку атомної енергетики, яка вже посiдає помiтне мiсце в енергетичному балансi ряду промислових країн свiту.
Перша в свiтi АЕС дослiдно-промислового призначення потужнiстю 5 Мвт була пущена в СРСР 27 червня 1954 у м. Обнiнську. До цього енергiя атомного ядра використовувалася переважно у вiйськових цiлях. Пуск першої АЕС ознаменував вiдкриття нового напряму в енергетицi, що отримав визнання на 1-й Мiжнароднiй науково-технiчнiй конференцiї з мирного використання атомної енергiї (серпень 1955, Женева).
3) важководяний з водяним теплоносiєм i важкою водою як сповiльнювач ; 4) графiтi-газовi з газовим теплоносiєм i сповiльнювачем графiтовим.
Вибiр переважно застосовуваного типу реактора визначається, головним чином, накопиченим досвiдом у реакторобудування, а також наявнiстю необхiдного промислового устаткування, сировинних запасiв i т. д.
На АЕС, теплової реактор якої охолоджується водою, зазвичай користуються низькотемпературними паровими циклами. Реактори з газовим теплоносiєм дозволяють застосовувати щодо бiльш економiчнi цикли водяної пари з пiдвищеними початковими тиском i температурою. При роботi реактора концентрацiя дiляться iзотопiв в ядерному паливi поступово зменшується. Тому з часом їх замiнюють свiжими. Ядерне пальне перезавантажують за допомогою механiзмiв i пристосувань з дистанцiйним управлiнням. Вiдпрацьованi ТВЕЛи переносять в басейн витримки, а потiм направляють на переробку.
При аварiях в системi охолодження реактора для виключення перегрiву i порушення герметичностi оболонок ТВЕЛiв передбачають швидке (протягом кiлька секунд) глушiння ядерної реакцiї; аварiйна система розхолоджування має автономнi джерела живлення.
економiки АЕС характерно, що частка паливної складової в собiвартостi електроенергiї, що виробляється 30-40% (на ТЕС 60-70%).
Через аварiю в Чорнобилi в 1986 роцi програма розвитку атомної енергетики було скорочено. Пiсля значного збiльшення виробництва електроенергiї в 80-i роки темпи зростання сповiльнилися, а в 1992-1993 рр.. почався спад. При правильнiй експлуатацiї, АЕС - найбiльш екологiчно чисте джерело енергiї. Їх функцiонування не призводить до виникнення "парникового" ефекту, викидiв в атмосферу в умовах безаварiйної роботи, i вони не поглинають кисень.
Радiоактивнi вiдходи з'являються на АЕС з двох джерел: головним є основний технологiчний контур АЕС, iншим джерелом є допомiжнi установки, наприклад, газовий контур, контур охолодження. Джерела радiоактивних вiдходiв активацiйного походження, наприклад, радiоактивнi продукти корозiї або утворюється в процесах подiлу тритiй (надважкий iзотоп водню), мають активнiсть, суворо мiнливу в часi по вiдомому закону. Випадковим джерелом є продукти подiлу, що попадають в теплоносiй. Їх активнiсть в теплоносiї в кожен момент часу залежить вiд того, скiльки негерметичних ТВЕЛiв в цей момент експлуатується в активнiй зонi, яка ступiнь їх негерметичностi. Оскiльки цей процес є випадковим, даний факт враховується на АЕС при органiзацiї постiйного радiацiйного контролю за станом теплоносiя, кiлькiстю i темпом утворення радiоактивних вiдходiв.
Технологiчний процес на атомнiй станцiї передбачає постiйне видалення з теплоносiя присутнiх i утворюються в ньому газiв. Газоподiбнi вiдходи утворюються i при дегазацiї рiзних протiкань теплоносiя, в басейнах витримки вiдпрацьованого палива, при дегазацiї розчинiв в баках витримки.
Вiдводяться з контуру i технологiчного обладнання гази складаються звичайно з азоту i водню, мiстять домiшки водяної пари i мiстять газоподiбнi продукти подiлу - радiонуклiди Kr, Xe, Ar. Перед викидом в атмосферу гази спочатку пiддають витримцi, протягом якої їх активнiсть зменшується за рахунок розпаду радiоактивних нуклiдiв. Для виключення утворення вибухонебезпечних сумiшей з воднем гази розбавляють азотом i спалюють у спецiальних пристроях.
протiкання теплоносiя. Радiоактивнi аерозолi та iзотопи радiоактивного йоду, якi також можуть виникати при закiнченнi теплоносiя, видаляються з примiщень вентиляцiйними системами. Перед викидом в атмосферу повiтря, що мiстить гази та аерозолi, проходить очищення на аерозольних i йодних фiльтрах, а також на вугiльних фiльтрах-адсорбера. Дозиметричний контроль за вмiстом радiонуклiдiв в видаляється повiтрi, контроль за роботою систем вентиляцiї та ефективнiстю фiльтрiв обов'язково супроводжує процес виведення газiв з примiщень АЕС.
2. Вплив АЕС на навколишнє середовище i особливостi санiтарно-гiгiєнiчних вимог до їхньої роботи
Основний вплив АЕС на живi органiзми позначається через канцерогенну вплив, що виникли i якi розповсюджуються вiд неї радiонуклiдiв. Загальна властивiсть радiонуклiдiв - потужне мутагенну дiю. Вони можуть викликати мутацiї, тобто змiнювати генетичне будову клiтини, порушувати протягом бiохiмiчних процесiв та iнiцiювати раковi захворювання.
Багато як i ранiше вважають важливим лише загальний рiвень опромiнення, тобто коли енергiя атома розглядається з точки зору швидкого ураження живих органiзмiв. Дiйсно, у випадку з АЕС таке швидке поразка трапляється лише при аварiях та катастрофах, проте при звичайних умовах експлуатацiї станцiї вiдбувається поступове накопичення щодня невеликих доз опромiнення. радiонуклiдiв здатнi накопичуватися в органах, тканинах, ґрунтах, водоймах i т. п. При цьому їх концентрацiя може зростати в тисячi, i навiть сотнi тисяч разiв. Це добре вивчене в екологiї явище так званої бiоакумуляцiї радiоактивностi.
Додаткову складнiсть з'ясування ефекту бiоакумуляцiї надає той факт, що всерединi органiзму радiонуклiдiв розподiленi зазвичай нерiвномiрно. Однi (наприклад, тритiй, радiоводень, рубiдiй-87, цезiй-137) розподiляються бiльш-менш рiвномiрно, iншi концентруються в певних органах (наприклад, стронцiй - в скелетi, йод - у щитовиднiй залозi).
небезпечними.
Один iз самих звичайних у викидах АЕС радiонуклiд цезiй-137. Вiн швидко "рухається" в харчових ланцюжках, i, потрапляючи в органiзм людини, затримується в м'язових клiтинах, будучи причиною одного з рiзновидiв ракових захворювань саркоми.
Крiм того, до недолiкiв АЕС можна вiднести труднощi, пов'язанi з похованням ядерних вiдходiв, катастрофiчнi наслiдки аварiй i теплове забруднення використовуються водойм.
Безпечна робота АЕС може бути забезпечена при дотримання наступних вимог:
1) дотримання принципу глибоко ешелонованої захисту, заснованої на застосуваннi систем i бар'єрiв на шляху можливого виходу радiоактивних продуктiв в навколишнє середовище i системи технiчних i органiзацiйних заходiв iз захисту бар'єрiв i збереження їх ефективностi;
2) iснування система локалiзацiї аварiї, яка включає в себе герметичнi огорожi - захисну оболонку (гермооболонки) та спринклерної систем. Захисна оболонка являє собою будiвельну конструкцiю з необхiдним набором герметичного обладнання для транспортування вантажiв при ремонтi i проходу через оболонку трубопроводiв, електрокабелiв i людей (люки, шлюзи, герметичнi проходки труб i кабелiв i т. д.).
3) наявнiсть масивних будiвельних конструкцiй, якi забезпечують надiйний захист персоналу та населення вiд iонiзуючого випромiнювання.
4) постiйний контроль параметрiв середовища в гермооболонки в процесi експлуатацiї (тиску, температури, активностi).
система використовується також для органiзацiї зв'язування йоду, що мiститься в парi та повiтрi герметичних примiщень, для чого на входi спринклерних насосiв додається спецiальний розчин з метаборат калiю. Система складається з 3-х незалежних каналiв подачi спринклерного розчину пiд оболонку, кожен з яких складається з спринклерного насоса, водоструминної насоса, бака хiмреагентiв, арматури та трубопроводiв.
6) iснування система забезпечення радiацiйної безпеки персоналу АЕС i населення.
3. Контроль викидiв АЕС. Досвiд експлуатацiї
Атомна електростанцiя - таке саме виробництво, як i iншi, тому пiд час основного технологiчного процесу - вiдводу тепла вiд активної зони реактора для вироблення електроенергiї, утворюються i радiоактивнi вiдходи. Оскiльки з теплоносiя постiйно потрiбно видаляти рiзноманiтнi домiшки, при очищеннi теплоносiя видiляються радiоактивнi гази. Захоплюючи мiкрочастинки рiдини та твердi мiкрочастинки, гази переходять у аерозольну форму. Радiоактивнi вiдходи також можуть бути i рiдкими, i твердими.
Твердi радiоактивнi вiдходи на АЕС - деталi демонтованих частин обладнання, вiдпрацьованi аерозольнi та iншi фiльтри, рiзнi пристосування з наведеною радiоактивнiстю та iн - при неправильному зверненнi могли б потрапити за межi АЕС i стати небезпечними для людей. Саме тому на АЕС так органiзуються облiк i зберiгання ТРО, щоб абсолютно виключити їх безконтрольне попадання в навколишнє середовище. Всi ТРО збирають у спецiальнi контейнери в мiсцях їх утворення. Одночасно iз завантаженням у контейнери проводиться сортування ТРО за рiвнем активностi. Великогабаритне обладнання розбирають i розрiзають на частини, частина твердих вiдходiв вiдразу ж переробляють - спалюють або пресують (як, наприклад, забруднену спецодяг). Звичайно, пiсля спалювання димовi гази нi в якому разi не викидають одразу у вентиляцiйну трубу, спочатку гази проходять систему грубих i тонких фiльтрiв. У результатi такої очистки вiд твердих частинок видаляються, гази практично вже не мiстять радiоактивних речовин. Далi ТРО помiщають в будiвлю сховища вiдходiв. Ємнiсть спецiальних сейфiв для зберiгання ТРО розраховується так, щоб вони були заповненi не ранiше, нiж через 10 рокiв пiсля початку експлуатацiї АЕС, i, крiм того, щоб була можливiсть створення додаткових осередкiв.
Існують нормативнi значення загальної активностi повiтря, що видаляється на добу через вентиляцiйнi труби АЕС. Наведемо невелику таблицю для порiвняння проектних величин для АЕС i нормативних величин, що забезпечують спокiйне життя населенню i вiдсутнiсть шкоди для навколишнього середовища. У другiй колонцi таблицi представлено у вiдсотках вiдношення проектних величин що видаляється активностi до нормативних значень.
| Радiоактивнi благороднi гази |
90% |
| Йод-131 |
5% |
| Довгоживучi нуклiди |
11% |
| Короткоживучi нуклiди |
12. 5% |
Як видно, проектованi величини викидiв АЕС набагато менше тих норм, якi забезпечують вiдсутнiсть забруднення зовнiшнього середовища. Однак цi оцiнки наведенi для проектних викидiв, якi насправдi набагато вищi за тi, якi мають мiсце в реальностi. Так, наприклад, добовi газоаерозольних викидiв на АЕС з реактором такого ж типу - ВВЕР-1000 (мова йде про Хмельницькiй, Запорiзькiй АЕС) - складають для радiоактивних шляхетних газiв лише 1. 5%, для йоду-131 - 0. 4%, для довгоживучих iзотопiв - 0. 02 % вiд нормативiв, що задаються "Санiтарними правилами проектування i експлуатацiї АЕС". Таким чином, газоаерозольних викидiв АЕС в реальностi не становлять жодної небезпеки для навколишнього середовища та населення.
рiдиною, виконання вимог радiацiйної захисту (прибирання примiщень, прання одягу, миття в душових i т. д.) також приводить до утворення рiдких радiоактивних вiдходiв.
Для зниження активностi реакторної води i пiдтримки постiйного хiмiчного складу теплоносiя частина його весь час вiдводиться на фiльтри всерединiконтурного очищення в блок Спецводоочищення. У якостi фiльтрувальних матерiалiв використовуються, наприклад, iонообмiнних смол. Перiодично їх замiнюють свiжими, а вiдпрацьованi смоли фiльтрiв Спецводоочищення, як i iншi фiльтруючi матерiали та розчини, збирають в ємкостi промiжного зберiгання. Пiсля витримки протягом певного часу, щоб встигли розпастися короткоживучi радiонуклiди, цi РРВ переводять у тверду фазу - заливають бiтумом. Далi з ними поводяться так, як i з твердими радiоактивними вiдходами. До наступної групи рiдких вiдходiв вiдноситься теплоносiй першого контуру, частина якого зливають при проведеннi ремонтних робiт у реакторному вiддiленнi або при перевантаженнi ТВЗ. Оскiльки на внутрiшнiх поверхнях обладнання утворюються радiоактивнi продукти корозiї, їх частково видаляють, використовуючи для цього дезактивацiнi i промивнi розчини. До рiдким радiоактивних вiдходiв вiдносяться i води басейнiв перевантаження, i води бакiв аварiйного запасу борної кислоти. Рiдкими радiоактивними вiдходами є i так званi трапнi води - випадковi протiкання теплоносiя i обмивочнi води та розчини, використанi для дезактивацiї зовнiшнiх поверхонь устаткування, а також пiдлог, стiн i стель примiщень. З пралень, де перуть спецодяг, миють взуття, теж надходять рiдкi радiоактивнi вiдходи. Вода з душових теж може мiстити радiоактивнi речовини, але в таких малих кiлькостях, що її не вiдносять до категорiї РРВ, хоча надходять з нею так само, як i з iншими рiдкими радiоактивними вiдходами. Всi цi води очищаються вiд радiоактивних та iнших хiмiчних речовин на установках Спецводоочищення, а потiм знову використовуються в технологiчному циклi АЕС. Так органiзується зворотний система водопостачання АЕС.
У проектi АЕС зазвичай передбачено створення двох систем господарсько-побутової каналiзацiї - роздiльно для зони вiльного i суворого режиму. Побутовi стоки вiд будiвельного майданчика, тимчасового житлового селища, пiдсобного господарства АЕС, рибоводно комплексу вiдводяться в каналiзацiю зони вiльного режиму. Стоки при цьому пiддаються повною бiологiчних очищення та знезараження.
нуклiдiв в них перевищує допустиму, душовi води спочатку направляються на Спецводоочищення.
Стоки вiд обертових частин механiзмiв, забрудненi маслами i нафтопродуктами, дренажi i гiдроуборка статi машинних залiв, дизельгенераторних примiщень, котельнi проходять спочатку через очиснi споруди. Чистий їх компонента повертається на повторне використання в системi водоочищення.
i нерадiоактивними) вiдходами всього ланцюжка операцiй переробки (очищення) на виходi отримують два продукти: перший з них задовольняє всiм вимогам чистоти (вiн i використовується в оборотному циклi водопостачання), другий же продукт - радiоактивний концентрат, як уже говорилося вище, твердiє i надходить в ємностi вузла зберiгання.
Контроль можливих протiчок в примiщеннях, де зберiгаються рiдкi радiоактивнi вiдходи, ведеться постiйно. Навколо будiвлi - сховища ємностей - пробуренi свердловини для постiйного контролю за станом ґрунтових вод.
Органiзацiя переробки, зберiгання i контролю стану рiдких радiоактивних вiдходiв на атомнiй станцiї дозволяє абсолютно виключити потрапляння цих вiдходiв у поверхневi i ґрунтовi води. У цьому вiдношеннi АЕС по вiдношенню до навколишнього середовища можна з повною пiдставою вважати практично безвiдходним виробництвом.
З огляду на результати iснуючих прогнозiв по виснаження до середини - кiнця наступного столiття запасiв нафти, природного газу та iнших традицiйних енергоресурсiв, а також скорочення споживання вугiлля (якого, за розрахунками, мало вистачити на 300 рокiв) з-за шкiдливих викидiв в атмосферу, а також вживання ядерного палива, якого за умови iнтенсивного розвитку реакторiв-розмножувачiв вистачить не менше нiж на 1000 рокiв можна вважати, що на даному етапi розвитку науки i технiки тепловi, атомнi i гiдроелектричних джерела будуть ще довгий час переважатиме над рештою джерелами електроенергiї. Вже почалося подорожчання нафти, тому тепловi електростанцiї на цьому паливi будуть витiсненi станцiями на вугiллi.
Деякi вченi та екологи в кiнцi 1990-х рр.. говорили про швидке заборону державами Захiдної Європи атомних електростанцiї. Але виходячи з сучасних аналiзiв сировинного ринку i потреб суспiльства в електричнiй енергiї, цi твердження виглядають недоречними.
Аварiя на Чорнобильськiй АЕС у 1986 р. свiдчить про те, що випадки радiоактивного забруднення атмосфери також не можна повнiстю виключити.
Навiть працюючи в штатному режимi, без аварiй та iнцидентiв, будь-яка АЕС завдає iстотної (i далеко ще не пiзнаний) шкода бiосферу та населенню. Цей шкоду пов'язаний з неминучими викидами що утворюються в реакторi радiонуклiдiв:
"через трубу");
• поширення радiонуклiдiв з рiдкими вiдходами (водою);
• поширення радiонуклiдiв з твердими радiоактивними вiдходами.
Часто атомники кажуть: оскiльки бiльша частина викидаються АЕС радiонуклiдiв короткоживучi (iснують кiлька годин або доби), то за цей час вони не можуть завдати iстотного збитку живiй природi i людинi.
Вважати короткоживучi радiонуклiдiв безпечними тiльки з причини їх швидкого зникнення наївно i помилково. У результатi Чорнобильської катастрофи декiлькох годин i днiв вистачило, щоб радiоактивний йод (йод-133, перiод напiврозпаду 21 годину i йод-131, перiод напiврозпаду 8 дiб) потрапив в тканини щитовидної залози у багатьох тисяч дiтей i викликав там змiни. Малi рiвнi опромiнення вiд АЕС можуть надавати великий ефект i тому, що вони дiють постiйно, протягом тривалого часу.
Список використаних джерел
1 Атомнi електричнi станцiї / За ред. Л. М. Воронiна. М.: Енергiя, 1977
2 Дементьєв Б. А. Ядернi енергетичнi реактори: Пiдручник для ВУЗiв - М.: Энергоатомиздат, 1984
4 Маргулова Т. Х., Порушко Л. А. Атомнi електричнi станцiї. - Пiдручник для технiкумiв. - М.: Энергоиздат, 1982
5 Стерман Л. С. та iн Тепловi та атомнi електричнi станцiї: Пiдручник для ВНЗ / Л. С. Стерман, В. М. Ладигiн, С. Г. Тiшин. - М.: Энергоатомиздат, 1995
| 
