Проблемы переработки ядерных отходов

Содержание

Введение...................................................................................................................3

Глава 1. Особенности радиационной обстановки в России................................4

Глава 2. АЭС и их воздействие на окружающую среду....................................10

Глава 3. Проблемы переработки ядерных  отходов............................................19

Заключение.............................................................................................................28

Список  использованной литературы...................................................................30 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

     Радиоактивное загрязнение биосферы - это любое  превышение естественного радиационного  фона. При измерении загрязнения следует учитывать, что естественный фон значительно различается для разных территорий, в основном за счет горных массивов и содержащихся в них излучающих элементов, а также песков с высоким содержанием тория и радоновых пластов.

     Радиоактивные вещества занимают особое место среди загрязняющих окружающую среду агентов, чем обусловлена несомненная актуальность выбранной темы.

     Цель  работы – описать проблемы радиоактивного загрязнения территории России и  проблемы переработки ядерных отходов. Согласно сформулированной цели в работе поставлены и решаются следующие задачи:

- выявить  особенности радиационной обстановки в России;

- охарактеризовать  специфику воздействия АЭС на  окружающую среду;

- обозначить  проблемы переработки ядерных  отходов в РФ.

     Методом исследования был выбран описательно-аналитический метод.

Работа  состоит из введения, трех глав, заключения расчетной части и списка использованной литературы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Глава 1. Особенности радиационной обстановки в России

     Анализ  поступающей информации показывает, что радиационная обстановка на территории России в целом не претерпела существенных изменений и была обусловлена техногенными, аварийными и естественными источниками ионизирующего излучения.

     Структура коллективных доз облучения населения  России складывается из следующих основных источников:

- природные  источники ионизирующего излучения:  радон и долгоживущие продукты  распада радона - ДПР (вклад в  коллективную дозу - 56%), космическое  излучение 14% (всего 70%);

- медицинские  источники ионизирующего излучения: рентгенодиагностика и радионуклидная диагностика (всего 29%);

- техногенные  источники ионизирующего излучения  (всего 1%).

     Специфика радиационной обстановки на территории России обусловлена либо особенностями  региона, либо загрязнением аварийного характера.

     В ряде субъектов Российской Федерации  особенности радиационной обстановки определялись радиоактивными загрязнениями, обусловленными Чернобыльской аварией (1986 г.), Восточно-Уральским следом, сбросами ПО “Маяк”. Основными дозообразующими  радионуклидами в настоящее время являются стронций-90 (90Sr) и цезий-137 (137Cs).

     В структуре коллективной дозы населения  Брянской области, наиболее загрязненной после аварии на ЧАЭС, ведущее место  занимают естественные источники (51%), вклад в дозу аварийных загрязнений составил 10,77%.

     Обращают  на себя внимание высокие уровни гамма-фона на территории 6 районов Брянской области, загрязненных в результате аварии на ЧАЭС.

     Повышенный  гамма-фон в 6 районах Брянской области  связан с загрязнением почв цезием-137 (137Cs) в результате аварии на ЧАЭС, с плотностью от 5 до 15 Ки/км2 свыше 15 Ки/км2. Территории с плотностью загрязнения почв цезием-137 (137Cs) от 15 до 40 Ки/км2 и свыше 40 Ки/км2 выявлены только в Брянской области.

     За  пределами загрязненных территорий в результате Чернобыльской и Кыштымской аварий средние концентрации в воздухе таких радионуклидов, как 137Cs и 90Sr составили соответственно 0,03ґ10-15 и 0,005ґ10-15 Ки/м3, т.е. практически вышли на уровни, наблюдавшиеся до аварии на ЧАЭС.

     На  остальных территориях гамма-фон близок к уровню естественного. Мощность экспозиционной дозы гамма-излучения на местности была выше фоновых значений в районах, загрязненных в результате Чернобыльской и Кыштымской аварий, а также в отдельных местах добычи и переработки полезных ископаемых, местных очагах в результате локальных аварий.

     Случаи  превышения допустимого содержания радионуклидов в продуктах питания  местного производства отмечались в  двух областях - Брянской и Калужской, в основном, в частном секторе, что связано с резким увеличением потребления грибов и лесных ягод, а также молока из личных подсобных хозяйств.

     Специфика внутреннего облучения населения  за счет потребления продуктов в  ряде случаев обусловлена особенностями  региона. Примером региональных особенностей являются районы Крайнего Севера, в том числе в европейской части России, Мурманская, Архангельская области и Республика Коми. Ввиду специфики высокого концентрирования ряда естественных и искусственных радионуклидов в цепочке лишайник - северный олень у оленеводов - коренного населения - содержание свинца-210 в костной ткани и цезия-137 во всем организме превышает средние значения для населения России в 10-30 раз.

     При изменении форм собственности или  владельца предприятия источники  ионизирующего излучения в ряде случаев не передаются новому собственнику, а предыдущий владелец по разным причинам (отсутствие финансирования, дороговизна захоронения отходов на спецкомбинатах “Радон”, снижение дисциплины и т.п.) также не обеспечивает контроль над источниками или их захоронение.

     Аварии, связанные с потерей контроля над источником, регистрировались в  Москве, Республике Горный Алтай, Республике Карелия, Республике Саха (Якутия), Республике Татарстан, Калининградской, Камчатской, Читинской областях. Основная часть  аварийных ситуаций связана с выявлением радиоактивных источников в ломе цветных и черных металлов.

     Основную  часть выявленных в металлоломе  источников ионизирующего излучения  составляют источники из различных  радиоизотопных приборов и изделий  со светосоставами постоянного действия (СПД) на основе радия-226, загрязнения природным радием-226 металлолома с предприятий нефтегазоперерабатывающего комплекса, а также загрязнения с объектов Минатома, Минсудпрома и Минобороны.

     В ряде регионов страны отмечались факты  хищения источников ионизирующего излучения.

     Повышенному техногенному облучению подвергалось население проживающее на ряде территорий, пострадавших в результате радиационных аварий, происшедших в предыдущие годы.

     В зонах аварийного радиоактивного загрязнения (от Чернобыльской и Уральской аварий, деятельности ПО “Маяк”, Семипалатинских ядерных испытаний) существенных изменений радиационной обстановки не произошло.

     ПО  “Маяк” до настоящего времени продолжает оставаться потенциальным источником радиоактивного загрязнения прилегающих территорий.

     На  территории бассейна реки Теча, в районе сел Муслюмово, Бродокалмак, Русская  Теча регистрируются повышенные уровни МЭД гамма-излучения до 100-400 мкР/час. В воде реки Теча в ряде проб регистрировалось повышенное содержание стронция-90.

     Уровни  радиоактивного загрязнения Алтайского края в настоящее время не отличаются от других территорий Сибири.

     Второй  по величине вклад в суммарную  дозу облучения населения обусловлен применением источников ионизирующей радиации в медицинских целях, среди которых главным дозообразующим фактором была и остается рентгеновская диагностика. Состояние дел здесь в последнее десятилетие характеризуется постоянным спадом общего числа ежегодно проводимых рентгеновских исследований, в результате чего средний годовой уровень медицинского облучения населения России уменьшился с 1,2 до 1,0 мЗв. В основном это связано с двукратным сокращением частоты профилактических флюорографических обследований населения, что явилось следствием сверхрадикальных мер по “упорядочению” массового скрининга туберкулеза. Однако в перспективе здравоохранение вынуждено будет восстанавливать систему массового флюорографического скрининга в прежних или даже больших объемах. Существует опасность, что при этом устаревший парк флюорографической аппаратуры в стране не будет своевременно обновлен современными низкодозовыми установками, и средняя доза медицинского облучения населения России неизбежно увеличится примерно в 1,5 раза.

     На  ряде территорий, в результате реализации территориальных программ “Радон”, осуществления центрами Госсанэпиднадзора радиационно-гигиенического мониторинга выявляются группы населения, подвергающиеся повышенному облучению от природных источников ионизирующего излучения.

     Систематическая информация об уровнях облучения  населения природными источниками ионизирующего излучения пока отсутствует. Однако разрозненные измерения, выполненные в различных регионах, свидетельствуют о том, что эта проблема для ряда регионов крайне актуальна. Проведенные исследования показали, что наиболее высокие уровни облучения жителей отмечены в Алтайском и Ставропольском краях, в Читинской и Тульской областях, г. С.-Петербурге. Жители некоторых домов получают только за счет радона эффективные дозы в десятки мЗв за год.

     Предварительные расчеты показывают, что более 1 млн жителей России получают за счет радона эффективные дозы, превышающие 20 мЗв в год, а на большинстве рудников и других подземных сооружениях происходит облучение работников, превышающее установленные нормативы.

     Перспективы обеспечения радиационной безопасности населения России таковы. Оценить и проанализировать дозы облучения населения по субъектам федерации и России в целом позволит радиационно-гигиеническая паспортизация.

     Минздравом  России совместно с заинтересованными  ведомствами разработана и утверждена форма радиационно-гигиенического паспорта объекта, территории, разработана методика заполнения радиационно-гигиенических паспортов. Санкт-Петербургским институтом радиационной гигиены подготовлена компьютерная программа по заполнению и ведению радиационно-гигиенических паспортов.

     В связи с введением в действие норм радиационной безопасности (НРБ-99) и ужесточением гигиенических нормативов по облучению персонала и населения  на предприятиях, использующих источники  ионизирующего излучения, в министерствах и ведомствах, органах исполнительной власти проводилась плановая работа по переходу на НРБ-99 в полном объеме.

     В соответствии с Федеральным законом  “О радиационной безопасности населения” (Федеральный закон от 09.01.1996 N 3-ФЗ (ред. от 23.07.2008) "О радиационной безопасности населения" (принят ГД ФС РФ 05.12.1995)) в Российской Федерации введена радиационно-гигиеническая паспортизация организаций и территорий. Указанные паспорта включают в себя:

- оценку радиационной безопасности населения (персонала);

- информацию о территориях и группах риска населения (персонала), подверженных повышенным уровням воздействия ионизирующего излучения;

- прогноз радиационной ситуации в организациях, использующих источники ионизирующих излучений, и на территориях;

- рекомендации, необходимые для планирования, проведения мероприятий и принятия решений, связанных с обеспечением радиационной безопасности населения (персонала);

- анализ эффективности проводимых мероприятий, связанных с обеспечением радиационной безопасности населения (персонала);

- информацию, необходимую для принятия решений органами управления.

     Минздравом  России (Департаментом Госсанэпиднадзора) совместно с заинтересованными  министерствами и ведомствами проводится работа по подготовке нормативно-правовой базы по созданию единой государственной системы учета индивидуальных доз.[1.,с.12] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Глава 2. АЭС и их воздействие на окружающую среду

     Техногенные воздействия на окружающую среду  при строительстве и эксплуатации атомных электростанций многообразны. Обычно говорят, что имеются физические, химические, радиационные и другие факторы техногенного воздействия эксплуатации АЭС на объекты окружающей среды.

     Отметим наиболее существенные факторы: локальное механическое воздействие на рельеф - при строительстве, повреждение особей в технологических системах - при эксплуатации, сток поверхностных и грунтовых вод, содержащих химические и радиоактивные компоненты, изменение характера землепользования и обменных процессов в непосредственной близости от АЭС, изменение микроклиматических характеристик прилежащих районов.

     Возникновение мощных источников тепла в виде градирен, водоемов- охладителей при эксплуатации АЭС обычно заметным образом изменяет микроклиматические характеристики прилежащих районов. Движение воды в системе внешнего теплоотвода, сбросы технологических вод, содержащих разнообразные химические компоненты оказывают травмирующее воздействие на популяции, флору и фауну экосистем.

     Особое  значение имеет распространение  радиоактивных веществ в окружающем пространстве. В комплексе сложных вопросов по защите окружающей среды большую общественную значимость имеют проблемы безопасности атомных станций (АС), идущих на смену тепловым станциям на органическом ископаемом топливе. Общепризнанно, что АС при их нормальной эксплуатации намного - не менее чем в 5-10 раз "чище" в экологическом отношении тепловых электростанций (ТЭС) на угле. Однако при авариях АС могут оказывать существенное радиационное воздействие на людей, экосистемы. Поэтому обеспечение безопасности экосферы и защиты окружающей среды от вредных воздействий атомных электростанций - крупная научная и технологическая задача ядерной энергетики, обеспечивающая ее будущее.

     Отметим важность не только радиационных факторов возможных вредных воздействий АС на экосистемы, но и тепловое и химическое загрязнение окружающей среды, механическое воздействие на обитателей водоемов-охладителей, изменения гидрологических характеристик прилежащих к АС районов, т.е. весь комплекс техногенных воздействий, влияющих на экологическое благополучие окружающей среды.

     Видно, что все вопросы защиты окружающей среды составляют единый научный, организационно- технический комплекс, который следует  называть экологической безопасностью. Следует подчеркивать, что речь идет о защите экосистем и человека, как части экосферы от внешних техногенных опасностей, т.е. что экосистемы и люди являются субъектом защиты. Определением экологической безопасности может быть утверждение, что экологическая безопасность - необходимая и достаточная защищенность экосистем и человека от вредных техногенных воздействий

     Обычно  выделяют защиту окружающей среды как  защищенность экосистем от воздействий  атомных станций при их нормальной эксплуатации и безопасность как  систему защитных мер в случаях аварий на них.

     Как видно, при таком определении  понятия "безопасность" круг возможных  воздействий расширен, введены рамки  для необходимой и достаточной  защищенности, которые разграничивают области незначимых и значимых, допустимых и недопустимых воздействий, о чем разговор пойдет ниже. Отметим, что в основе нормативных материалов по радиационной безопасности лежит идея о том, что слабейшим звеном биосферы является человек, которого и нужно защищать всеми возможными способами. Считается, что если человек будет должным образом защищен от вредных воздействий АС, то и окружающая среда также будет защищена, поскольку радиорезистентность элементов экосистем как правило существенно выше человека.

     Атомные электростанции оказывают на окружающую среду тепловое, радиационное, химическое и механическое воздействие. Для обеспечения безопасности биосферы нужны необходимые и достаточные защитные средства. Под необходимой защитой окружающей среды будем понимать систему мер, направленных на компенсацию возможного превышения допустимых значений температур сред, механических и дозовых нагрузок, концентраций токсикогенных веществ в экосфере.

     Итак, санитарные нормативы предельно-допустимых концентраций (ПДК), допустимые температуры, дозовые и механические нагрузки должны быть критерием необходимости проведения мероприятий по защите окружающей среды. Система детализированных нормативов по пределам внешнего облучения, пределам содержания радиоизотопов и токсичных веществ в компонентах экосистем, механическим нагрузкам могла бы нормативно закрепить границу предельных, критических воздействий на элементы экосистем для них защиты от деградации. Другими словами должны быть известны экологические емкости для всех экосистем в рассматриваемом регионе по всем типам воздействий.

     Разнообразные техногенные воздействия на окружающую среду характеризуются их частотой повторения и интенсивностью. Например, выбросы вредных веществ имеют некоторую постоянную составляющую, соответствующую нормальной эксплуатации, и случайную компоненту, зависящую от вероятностей аварий, т.е. от уровня безопасности рассматриваемого объекта. Ясно, что чем тяжелее, опаснее авария, тем вероятность ее возникновения ниже. Эти воздействия и соответствующие им последствия могут быть разбиты на незначимые, допустимые и недопустимые области.

     По-видимому, разумно ввести некоторые относительные  коэффициенты вредности воздействий  на данные элементы экосистем по отношению  к некоторым эталонам. Разумеется, в качестве эталона мог бы быть взят человек. Например, нам известно сейчас по горькому опыту Чернобыля, что сосновые леса имеют радиочувствительность похожую на то, что характерно для человека, а смешанные леса и кустарники - в 5 раз меньшую. Учитывая, что воздействия АС на биосферу не ограничиваются лишь радиационными факторами, ясно, что реальную защиту окружающей среды следует строить на основе нормативного эшелонирования защит от всех воздействий, влияющих на состояния экосистем. Меры предупреждения опасных воздействий, их предотвращения при эксплуатации, создания возможностей для их компенсации и управления вредными воздействиями должны приниматься на стадии проектирования объектов. Это предполагает разработку и создание систем экологического мониторинга регионов, разработку методов расчетного прогнозирования экологического ущерба, признанных методов оценивания экологических емкостей экосистем, методов сравнения разнотипных ущербов. В пределе эти меры должны создать базу для активного управления состоянием окружающей среды.

     В настоящее время принято обосновывать экологическую безопасность атомных электростанций при их проектировании в несколько стадий[3].

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

- согласуется с природоохранным и санитарно-гигиеническим законодательством;

- учитывает социальные аспекты экологической безопасности - сохранность ценных природных комплексов, возможные изменения в жизненном укладе населения, структуре землепользования региона, а также предполагаемую реакцию населения;

- обеспечивает отсутствие значительного вмешательства в природные процессы и серьезных воздействий на биогеоценозы на прилежащих к АС территориях.

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

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

     Исходными событиями, которые развиваясь во времени, в конечном счете могут привести к вредным воздействиям на человека и окружающую среду, являются выбросы  и сбросы радиоактивности и токсических  веществ из систем АС. Эти выбросы  делят на газовые и аэрозольные, выбрасываемые в атмосферу через трубу, и жидкие сбросы, в которых вредные примеси присутствуют в виде растворов или мелкодисперсных смесей, попадающие в водоемы. Возможны и промежуточные ситуации, как при некоторых авариях, когда горячая вода первого контура выбрасывается в атмосферу и разделяется на пар и воду.

     Выбросы могут быть как постоянными, находящимися под контролем эксплуатационного  персонала, так и аварийными, залповыми. Включаясь в многообразные движения атмосферы, поверхностных и подземных потоков, радиоактивные и токсические вещества распространяются в окружающей среде, попадают в растения, в организмы животных и человека. Могут иметь место воздушные, поверхностные и подземные пути миграции вредных веществ в окружающей среде. Вторичные, менее значимые для нас пути, такие как ветровой перенос пыли и испарений, как и конечные потребители вредных веществ.

     Атомные станции и другие промышленные предприятия  региона оказывают разнообразные  воздействия на совокупность природных  экосистем, составляющих экосферный регион АС. Под влиянием этих постоянно действующих или аварийных воздействий АС, других техногенных нагрузок происходит эволюция экосистем во времени, накапливаются и закрепляются изменения состояний динамического равновесия. Людям совершенно небезразлично в какую сторону направлены эти изменения в экосистемах, насколько они обратимы, каковы запасы устойчивости до значимых возмущений. Нормирование антропогенных нагрузок на экосистемы и предназначено для того, чтобы предотвращать все неблагоприятные изменения в них, а в лучшем варианте направлять эти изменения в благоприятную сторону. Чтобы разумно регулировать отношения АС с окружающей средой нужно конечно знать реакции биоценозов на возмущающие воздействия АС. Выше весьма схематично были обрисованы задачи моделирования таких воздействий. Ясно, что критические значения экологических факторов должны быть предметом специальных исследований биологов.

     Подход  к нормированию антропогенных воздействий  может быть основан на эколого-токсикогенной концепции, т.е. необходимости предотвратить "отравление" экосистем вредными веществами и деградацию из-за чрезмерных нагрузок. Другими словами нельзя не только травить экосистемы, но и лишать их возможности свободно развиваться, нагружая шумом, пылью, отбросами, ограничивая их ареалы и пищевые ресурсы.

     Чтобы избежать травмирования экосистем  должны быть определены и нормативно зафиксированы некоторые предельные поступления вредных веществ  в организмы особей, другие пределы  воздействий, которые могли бы вызвать неприемлемые последствия на уровне популяций. Другими словами должны быть известны экологические емкости экосистем, величины которых не должны превышаться при техногенных воздействиях. Экологические емкости экосистем для различных вредных веществ следует определять по интенсивности поступления этих веществ, при которых хотя бы в одном из компонентов биоценоза возникнет критическая ситуация, т.е. когда накопление этих веществ приблизится к опасному пределу, будет достигаться критическая концентрация. В значениях предельных концентраций токсикогенов, в том числе радионуклидов, конечно, должны учитывать и синергетические, т.е. перекрестные эффекты. Однако этого, по-видимому, недостаточно. Для эффективной защиты окружающей среды необходимо законодательно ввести принцип ограничения вредных техногенных воздействий, в частности выбросов и сбросов опасных веществ.

     По  аналогии с принципами радиационной защиты человека, упомянутыми выше, можно сказать, что принципы защиты окружающей среды состоят в том, что :

- должны быть исключены необоснованные техногенные воздействия,

накопление  вредных веществ в биоценозах, техногенные нагрузки на элементы экосистем  не должны превышать опасные пределы;

- поступление вредных веществ в элементы экосистем, техногенные нагрузки должны быть настолько низкими, насколько это возможно с учетом экономических и социальных факторов.

     Ущерб от эксплуатации АС есть количественна  характеристика вредных последствий  эксплуатации АС, в том числе в  результате аварийных воздействий. Обычно различают материальные, радиационные, социальные и экологические компоненты ущерба. Наиболее сложной является задача определения экологического ущерба, под которым следует понимать неблагоприятные изменения в экосистемах - потери их продуктивности, свойств саморегулирования, существенные изменения их видового разнообразия. Можно говорить о радиоэкологическом ущербе как результате облучения элементов экосистем, приводящего к потерям популяций, сдвигам в экологическом равновесии или жизненных циклах компонентов.

     Наиболее  зримый ущерб - это физические потери, гибель компонентов популяций. К  таким последствиям можно относить и болезни, приводящие к потерям  функции воспроизводства. В живой  природе связи между воздействиями  и последствиями формируются  под влиянием многочисленных факторов, которые с трудом поддаются детерминированному выявлению. Поэтому исходы следует считать величинами случайными и использовать для их описания методы теории вероятностей. В этой связи часто используют такую вероятностную категорию, как экологический риск, определяемый как вероятность гибели элементов популяций в результате некого воздействия.