Атомная энергетика и экологические последствия аварий на АЭС. 2

Министерство образования и науки РФ

  ГОУ ВПО «Марийский государственный технический университет» 
 
 
 
 
 
 
 
 

Кафедра БЖД 
 
 
 
 
 
 
 

Реферат на тему:

«Атомная энергетика и экологические последствия аварий на АЭС» 
 
 
 
 
 

Выполнила:  

Проверила:

Скорикова Л.А.

                                                 Йошкар-Ола, 2012год 
 

Содержание 

      1.Введение.

     Еще не так давно слова “атомная энергетика”  и “научно-технический прогресс”существовали как одно выражение, это все потому, что молодая отрасль развивалась из целого ряда новых направлений в физике, химии, биологии. Более того, открывалась перспектива решения энергетических проблем, в первую очередь замены обычных видов топлива другим– более компактным, “бездымным” и, что очень важно, практически неисчерпаемым. Именно поэтому атомная энергетика сразу получила высокое развитие во многих промышленно развитых странах. Но, как мы уже знаем ситуация стала меняться в худшую сторону. Наступило время, когда энергетики, ученые и политики признали наличие серьезных проблем в атомной отрасли и выделили самые важные из них:

– существующие АЭС потенциально опасны: ни один из современных энергоблоков не гарантирован от тяжелых аварий;

– использование  энергии атома привело к радиационному  и экологическому загрязнению огромных территорий, воды, воздуха и материалов, используемых в атомной энергетике;

– взрывы ядерных устройств, аварии и обычная  работа АЭС повысили радиационный фон  планеты и оказывают плохое влияние на здоровье человечества;

– как  показывает опыт, аварийно-спасательные службы после масштабной аварии и сегодня оказываются не готовыми к эффективной работе по защите персонала АЭС и населения прилегающих территорий, особенно в начальном периоде.

     Каково  же теперь реальное место атомной  энергетики в жизни общества? Каковы ее перспективы?

     Сегодня разговор о проблемах атомной  энергетики будет явно неполным, если не исследовать экологические последствия  радиоактивного загрязнения. Общество интересуют последствия широкого строительства  АЭС, их влияние на природу и человека.  

     На  сегодняшний день примерно 15% энергии, вырабатываемой на нашей планете, используется атомными электростанциями. По сравнению с другими странами, больше электроэнергии на АЭС вырабатывают США, Франция, Япония, ФРГ, Россия, Канада.Есть государства, в которых производство энергии на АЭС выражается очень значительными цифрами: например, во Франции оно достигает примерно 70% общей выработки. И никаких изменений в сторону уменьшения там не предвидится. Наоборот, население очень трезво оценивает вопросы, связанные с развитием атомной энергетики, справедливо рассматривая свои АЭС как стимулятор хозяйственной жизни.

     Но  вместе с тем существуют государства, принявшие решение о полном прекращении  строительства новых АЭС: Швеция, Италия. Кто прав? Однозначного ответа, по-моему, здесь вообще нет. Показательна в этом отношении позиция США. Прекратив строительство новых АЭС, там широко развернули научно-исследовательские и конструкторские работы в области атомной энергетики. Таким образом, создается хороший задел, чтобы в нужный момент активно приступить к развитию атомной энергетики на качественно ином уровне. 

     Одни  из самых крупнейших аварий на АЭС это взрыв на Чернобыльской АЭС.

     26 апреля 1986 года произошла одна  из крупнейших техногенных аварий  в истории человечества. В результате халатности при проведении технологического эксперимента, произошёл взрыв на четвёртом энергоблоке Чернобыльской АЭС. Разрушение носило взрывной характер, реактор был полностью разрушен, и в окружающую среду было выброшено большое количество радиоактивных веществ. Авария расценивается как крупнейшая в своём роде за всю историю атомной энергетики, как по предполагаемому количеству погибших и пострадавших от её последствий людей, так и по экономическому ущербу. Облако, образовавшееся от горящего реактора, разнесло различные радиоактивные материалы, и прежде всего радионуклиды йода и цезия, по большей части территории Европы. Наибольшие выпадения отмечались на значительных территориях в Советском Союзе, расположенных вблизи реактора и относящихся теперь к территориям Беларуси, Российской Федерации и Украины.

           Также последняя  авария в Японии навела много шума в прошлом году.Фукусима-1 — крупная радиационная авария (по заявлению японских официальных лиц — 7-го уровня по шкале INES), произошедшая 11 марта 2011 года в результате сильнейшего землетрясения в Японии и последовавшего за ним цунами. Землетрясение и удар цунами вывели из строя внешние средства электроснабжения и резервные дизельные электростанции, что явилось причиной неработоспособности всех систем нормального и аварийного охлаждения и привело к расплавлению активной зоны реакторов на энергоблоках 1, 2 и 3 в первые дни развития аварии. 

      2.Атомная  энергетика. Ядерный энергетический комплекс.

     Одной из главных целей Госкорпорации «Росатом» является  устойчивое обеспечение электроэнергией промышленности и населения России при поступательном наращивании доли электроэнергии, вырабатываемой на АЭС. 

   Госкорпорация «Росатом» сегодня — это:

• 16% производства электрической энергии в России,
• 8% мировой добычи урана, 40% мирового рынка услуг по обогащению урана,
• 17% мирового рынка ядерного топлива для АЭС,
• 16 % мирового рынка строительства атомных станций.

   Госкорпорация «Росатом» — это российская компания мирового уровня, обладающая всеми ядерными технологиями. Одна из значимых составляющих Госкорпорации «Росатом» — ОАО «Атомэнергопром», объединяюшее все гражданские активы атомной отрасли (Росатому принадлежит  100% акций холдинга). Кроме того, в состав ядерного энергетического комплекса Госкорпорации входят инжиниринговая компания «Атомстройэкспорт» и национальный оператор по экспорту-импорту электроэнергии — компания «Интер РАО ЕЭС».  

   В состав Госкорпорации «Росатом»  входит сформированная на базе ОАО  «ТВЭЛ» — топливная компания  Росатома это один из мировых лидеров по производству свежего ядерного топлива. Компания производит тепловыделяющие сборки для водо-водяных реакторов как российского (ВВЭР-1000, ВВЭР-440), так и западного дизайна (PWR, BWR), а также для уран-графитовых реакторов (РБМК-1000, ЭГП-6), реакторов на быстрых нейтронах (БН-600), исследовательских и судовых реакторов, сопутствующую неядерную продукцию. На топливе, произведенном Топливной компанией Росатома «ТВЭЛ», работает каждый шестой реактор в мире. Компания является монопольным поставщиком ядерного топлива на все российские АЭС, а также на все транспортные, промышленные и исследовательские реакторы в нашей стране. 

Производство  ядерного топлива. 

     ОАО «ТВЭЛ» было образовано в 1996 году, на базе основанного в 1991 годуГосударственного концерна «ТВЭЛ» (ранее - Третье Главное технологическое управление Министерства атомной энергетики и промышленности СССР). Компания объединила все предприятия, производящие топливные сборки и их компоненты.  
             Вместе с этим продукция компании «ТВЭЛ» известна и за рубежом — топливо от российского производителя поставляется на 76 атомных реакторов в 14 стран мира, география которых постоянно расширяется. Так, ТВЭЛ является единственным поставщиком свежего ядерного топлива для АЭС Болгарии, Венгрии и Словакии, а также поставляет его во все страны Европы, где были построены АЭС, работающие на реакторах российского дизайна. Ежегодный объем экспорта компании превышает $1 млрд. 

     Помимо  готовых тепловыделяющих сборок, компания «ТВЭЛ» экспортирует также компоненты ядерного топлива — например, поставляет в Индию топливные таблетки. Кроме того, ТВЭЛ ведет работу по созданию принципиально нового вида смешанного уран-плутониевого топлива (так называемого «МОКС-топлива»), которое позволило бы обеспечить отрасль сырьем и снизить количество отходов. В ближайших планах компании — выход на мировой рынок с топливом для АЭС западного дизайна. 
 

      3.Ресурсы  атомной энергетики. 

      Источником  энергии атомной электростанции является тепло, выделяемое при делении ядер урана или плутония. Таблетки топлива атомной станции - прессованный порошок солей урана - загружаются в трубки, которые называются тепловыделяющие элементы - ТВЭЛы. Эти трубки сделаны из очень жаропрочного материала. Множество трубок, стоящих рядом пучками, разделяют специальные стержни для регулировки скорости течения ядерной реакции деления. Когда нужно уменьшить скорость деления и тем самым снизить температуру ТВЭЛов, эти стержни опускают и они полностью перекрывают ТВЭЛы. Когда нужно поднять температуру - стержни поднимают. В пространстве между ТВЭЛами непрерывно циркулирует вода. Находясь под большим давлением она снимает тепло от ТВЭЛов и несет ее второму водяному контуру. Это нужно для обеспечения радиационной безопасности, так как вода из первого контура, контактируя с ТВЭЛами, становится радиоактивной. Вода второго, чистого контура, нагревается и, превращаясь в пар, вращает турбины электрогенераторов.

      АЭС использует ядерное горючее вместо органического топлива. Ядерное горючее получают из природного урана, который добывают либо в шахтах (Франция, Нигер, ЮАР), либо в открытых карьерах (Австралия, Намибия), либо способом подземного выщелачивания (США, Канада, Россия). Природный уран — это смесь в основном неделящегося изотопа урана ²³⁸U (более 99 %) и делящегося изотопа ²³⁵U (0,71 %), который соответственно и представляет собой ядерное горючее. Для работы реакторов АЭС требуется обогащение урана. Для этого природный уран  направляется на обогатительный завод, после переработки на котором 90 % природного обедненного урана направляется на хранение, а 10 % приобретают обогащение до нескольких процентов (3,3—4,4 % для энергетических реакторов).  

      Схема работы атомной электростанции на двухконтурном  водо-водяном энергетическом реакторе:

      4.Воздействие АЭС на окружающую среду. И уничтожение последствий.

     В настоящее время получены интересные данные о возможных экологических  последствиях этой аварии. Радиация чаще всего повреждает ДНК. Но в чернобыльской  трагедии на первый план выступают  не болезни, связанные с образованием опухолей и появлением генетических аномалий у потомства. Отдаленные повреждения, проявляющиеся через месяцы, годы или десятилетия после облучения – результат нарушения эндокринного баланса. В результате этих поражений развиваются заболевания типа воспаления легких, инфарктов, нервные заболевания. Может поражаться иммунная система, ведь во время аварии были выбросы радиоактивного йода. Этот йод, как показали эксперименты, накапливался в щитовидной железе, вызывая изменения в ее работе. Это влияло на гипофиз, который регулирует иммунные ответы организма.

     Тем не менее, есть простые средства, которые  помогут укрепить иммунную систему. Например, нужны витамины. Многие люди вообще перестали есть зелень, боясь  радиации. Это совершенно неправильно. На организм, лишенный витаминов, радиация действует сильнее. Полезно пить морковный сок и другие соки, в которых содержится каротин. Население должно располагать индивидуальными дозиметрическими приборами, как те же японцы, которые ходят на рынок со счетчиками и меряют радиоактивность капусты или рыбы. Есть значительная вероятность попадания на стол неконтролируемой загрязненной сельскохозяйственной продукции. Даже из самых удаленных районов могут поступить загрязненные продукты, например грибы. То же самое происходит с водой. Вы можете измерить уровень радиоактивности воды, и он будет в норме, но накипь в вашем чайнике будет радиоактивна. Человек должен знать, что он ест и пьет. У нас же не только нет индивидуальных средств дозиметрии, но и всякие попытки изготовить их пресекаются в уголовном порядке. Объяснение опять то же: “как бы чего не вышло”, как бы не поднялась паника. А из-за неинформированности люди сами себе повышают дозы облучения. Так, в деревнях широко распространялись случаи повышенной радиоактивности в русских печах. Топили сухим подсолнечником, а в нем как раз оказалось большое количество радионуклидов.

   Любопытные  расчеты показали ученые Могилева. Оказывается, если оставить людей на зараженной нуклидами земле и обеспечить их всем необходимым, выплачивать льготы в течение 28 лет (это период полураспада цезия-137), то это обойдется государству в 2,5-3 раза дороже, нежели переселить людей в безопасные районы. Вот почему людей постарались переселить из сильно зараженных районов.

   5.Как  человеку можно  уничтожить радиацию.

   Как только произошла Чернобыльская  авария, было сообщено, что произошло  в Чернобыле-это совершенно секретно. Сделали это люди невежественные, но имеющие власть. Невежественный человек всегда предпочитает закрывать глаза на происходящее, иллюзию выдать за реальность. Откуда эта волна инстинктивного засекречивания? Ведь пора уже давно понять, что никакой секретности в делах экологии не должно быть. Эта секретность и привела к печальным результатам. В Финляндии, например, дважды в мае 1986 года выпускали специальные бюллетени о том, как должен вести себя человек на зараженной территории. Тут и рекомендации, где можно гулять детям, когда, сколько и в каких районах пасти скот, что есть, что пить и так далее. У нас же не напечатали ничего подобного, хотя такого рода печатными рекомендациями следовало обеспечить все население пострадавшей территории. Люди же, не подозревая о смертельной опасности, гуляли по улицам, дети играли на своих площадках, многие отдыхали на природе, а 1 Мая дружно пошли на Первомайскую демонстрацию. Из-за такой “секретности” скоро пошли слухи. Стали, например, пить йод из пузырьков. Обжигали слизистую оболочку. Страх, рожденный неинформированностью, привел, например, к тому, что вовсе перестали пить молоко. А молочные продукты - главный источник кальция. Люди сразу же поставили себя в условия кальциевой недостаточности, а в этом случае организм активно усваивает радиоактивный стронций, который по своим свойствам и “поведению” в организме напоминает кальций. Нужны были альгинаты – вещества, которые помогают противостоять радиации. Во всем Советском Союзе оказалось всего 300 граммов (!) альгинатов, а нужны-то были тонны. Даже по этой части мы оказались беспомощными. Оказалось проще засекретить, чем решать проблему. Авось обойдется. Но так ведь в принципе думали и виновники чернобыльской аварии. 

      6.Уничтожение  опасных отходов.

      Серьезной проблемой остается уничтожение  радиоактивных отходов. С развитием атомной энергетики и промышленности эта задача становится все более актуальной. Следует отметить, что учеными предложен ряд способов захоронения радиоактивных отходов: в США, Англии их выбрасывают в Атлантику, во Франции — держат в туннелях, в СССР — глубоко закапывают в землю. Ныне наилучшим вариантом считается захоронение радиоактивных отходов в заброшенных соляных шахтах или в специальных укрытиях в толще соляного слоя, куда не проникает вода. 
Однако полностью устранить опасность радиоактивного заражения окружающей среды можно лишь при условии уничтожения термоядерного оружия и запрещения его производства. 
Антропогенные изменения состава атмосферного воздуха 
Промышленная революция, вырубка лесов, распахивание целинных земель, эрозия и дефляция почв, лесные и степные пожары — все это способствует загрязнению атмосферы. В результате достижений научно-технической революции из года в год увеличивается количество не существовавших ранее в природе соединений. 
Только сжигая в год 2,1 млрд. т каменного угля и 0,8 млрд. т бурого угля, человечество поставляет в атмосферу и в сферу обитания 225 тыс. т мышьяка (мировое производство 40 тыс. т), 225 тыс. т германия (производится 100 т), 153 тыс. т кобальта (производится 13 тыс. т) и т. д. (И. В. Давиденко, 1982). Кроме того, во время сжигания топлива в атмосферу поступает большое количество зольных элементов; почти пятая часть мирового производства цемента выбрасывается через заводские трубы; миллионы тонн пыли образуются на металлургических заводах во время электросварки. Распыляется в воздухе асфальт, бетон и т. д. Химизация сельского хозяйства, нерациональное использование пестицидов приводят к увеличению концентрации ядохимикатов в атмосфере. 

      7.Последствия  ни Чернобыльской  АЭС, на Фукусиме.

     Несмотря  на то, что со времени чернобыльской  трагедии прошло уже 25 лет, её последствии  до сих пор дают о себе знать. По сей день многие территории Украины, Беларуси и Российской Федерации  загрязнены на столько, что на них  невозможно проживание людей. Так же существует опасность разрушения «саркофага», которым был накрыт четвёртый энергоблок. За всё то время что «саркофаг» накрывал разрушенный энергоблок он изрядно обветшал, если он обрушится, в окружающую среду вновь начнут поступать радиоактивные элементы.

     В последнее время вновь начались дискуссии вокруг чернобыльской  катастрофы, в связи с событиями  на японской АЭС Фукусима 1.  11 марта 2011 года в результате сильнейшего  землетрясения и вызванного им цунами, было прервано электроснабжение на АЭС Фукусима |. Электроснабжение необходимо для охлаждения реакторов. Без достаточного охлаждения во всех трёх работавших до аварийной остановки энергоблоках начал снижаться уровень теплоносителя и стало повышаться давление, создаваемое образующимся паром. Чтобы гермооболочка реактора не разрушилась, пар пришлось сбрасывать в атмосферу. Давление в гермооблочке удалось сбросить, однако при этом в обстройку реакторного отделения проникло большое количество водорода, образовавшегося в результате оголения топлива и окисления циркониевой оболочки тепловыделяющих элементов паром(пароциркониевая реакция). В последствии, произошёл ещё ряд взрывов.

Обе аварии наглядно демонстрируют, что атомные  электростанции - это объекты повышенной опасности, требующие повышенного внимания и контроля. В противном случае может быть нанесён значительный вред, как человеку, так и окружающей среде.

Общая характеристика последствий радиационных аварий

     Долгосрочные  последствия аварий и катастроф  на объектах с ядерной технологией, которые носят экологический характер оцениваются, главным образом, по величине радиационного ущерба, наносимого здоровью людей. Кроме того, важной количественной мерой этих последствий является степень ухудшения условий обитания и жизнедеятельности людей. Безусловно, уровень смертности и ухудшения здоровья людей имеет прямую связь с условиями обитания и жизнедеятельности, поэтому рассматриваются в комплексе с ними.

     Последствия радиационных аварий обусловлены их поражающими факторами, к которым  на объекте аварии относятся ионизирующее излучение как непосредственно при выбросе, так и при радиоактивном загрязнении территории объекта; ударная волна (при наличии взрыва при аварии); тепловое воздействие и воздействие продуктов сгорания (при наличии пожаров при аварии). Вне объекта аварии поражающим фактором является ионизирующее излучение вследствие радиоактивного загрязнения окружающей среды. 

      Несмотря  на несомненные достижения научно-технического прогресса и так называемой «технической революции», которые обязаны успехам фундаментальной технической физики, современная цивилизация имеет совершенно недостаточные знания о физике Природы, в которой ведущее место должно отводиться наукам о планете Земля.  

1. По  сравнению с действиями по  ликвидации аварии на «Фукусиме»  действия советского правительства и специалистов атомщиков после аварии в Чернобыле выглядят образцом оперативности, ответственности и профессионализма.

2. Японцы  после аварии рассматривали ее  как внутреннюю проблему частной  компании, а их планы оповещения  и ликвидации такого рода аварий не включали общенациональные аварийные службы и силы самообороны.

3. Любая  крупная авария такого рода  требует немедленного создания  специального штаба, объединяющего  под эгидой правительства как  специалистов ведомстве, так и военных, метеорологов, связистов, ученых, медиков и так далее.

4. Неоперативное  оповещение населения, и даже  своего правительства, отмечается  как на «Фукусиме», так и во  всех достаточно крупных ядерных  инцидентах, вплоть до прямой  дезинформации. Руководители атомной промышленности – и даже МАГАТЭ – всегда пытаются представить положение в более светлых тонах, чем оно есть на самом деле.

5. И,  наконец, главное. Прогресс привел  к тому, что планета Земля, видимо, начала защищаться от бездумной  деятельности человека. Это и изменения климата, и все более мощные природные катаклизмы. Государственное устройство – как «рыночное», так и «директивное» – уже не в состоянии защитить людей от человеческой глупости и корысти при использования новейших сверхмощных технологий.

     Мы  часто слышим, что рынок – это  становой хребет современного общества, но думать спинным мозгом невозможно. «Маяк», Чернобыль и «Фукусима» доказывают, что атом и разгильдяйство не бывают «демократическими» или «тоталитарными». Это люди уже не в состоянии управлять тем, что создали сами. 

      8.Заключение.

     Как мы видим, энергетическая проблема выросла  в XXI веке в глобальную проблему всего  человечества. Как она будет решаться, каким источникам энергии будет  принадлежать главная роль в экономике, – от этого во многом будет зависеть развитие цивилизации на Земле. Ведь главная проблема современной энергетики – не истощение минеральных ресурсов, а угрожающая экологическая обстановка: еще задолго до того, как будут использованы все мыслимые ресурсы, может разразиться экологическая катастрофа, которая превратит Землю в планету, совершенно не приспособленную для жизни человека.

     В заключение хотелось бы затронуть еще  один вопрос - нравственный. Я хочу напомнить  о том, как по-разному проявили себя люди во время Чернобыльской аварии, как раскрыли свою душу. Например, как героически вели себя первые пожарники и в частности лейтенант Правик, который со своим нарядом первым прибыл к месту катастрофы и тушил кровлю машинного зала. Врач скорой помощи Валентин Белоконь оказал первую помощь облученным. Инженер-физик Ситников заглянул в самое сопло реактора и сообщил, что реактор разрушен. Валентин Перевозчиков – начальник смены реакторного цеха сам спасал людей. Это – герои, многих из которых, к сожалению, нет в живых. И как возмущают поступки мародеров, которые везли ковры и драгоценности из Припяти, поступок летчиков, которые отказались перевозить облученных больных, а жители некоторых украинских сел не хотели приютить и т. п. Это единичные случаи, но они были, и от этого становится горько и больно. Экология – это очень широкое понятие. Это не только охрана окружающей среды, но и это еще и охрана души человеческой. Человек и природа – это единое целое. Разрушая природу, человек убивает и себя. Природа не прощает халатного отношения к себе, не прощает ошибок и промахов. Об этом надо всегда помнить. 
 

      9.Список  литературы.

      1. «Атомная энергетика-что дальше?». Горемыкина М.В.

      2. Григорьев Ал.А.Экологические уроки прошлого и современности.- Л.:Наука, 1991. - 252 с.

      3. Ядерная энергетика, человек и окружающая среда. Н.С.Бабаев и др.; Под ред. Акад. А.П.Александрова. 2-е изд., перераб. и доп. – М.:Энергоатомиздат, 1984. 312 с.