Человек и прогресс

В настоящее время в 26 странах мира существует более 400 действующих атомных электростанций, причем 211 из них расположены в Европе. В процессе работы атомных реакторов выделяются огромные количества радиоактивных отходов. При этом они не только никому не нужны, но и чрезвычайно вредны и опасны. Высокорадиоактивные отходы будут излучать радиацию в течение еще многих тысяч лет. Но в мире до сих пор не найдено надежного могильника, пригодного для их захоронения.

Радиоактивные отходы – это все радиоактивные или загрязненные (зараженные радиацией) материалы, являющиеся продуктом использования человеком радиоактивности и не находящие дальнейшего применения.

В зависимости от концентрации радиоактивных элементов различают:

а) слаборадиоактивные отходы (с концентрацией радиоактивных элементов менее 0,1 Кюри/м3),

б) среднерадиоактивные отходы (0,1-1 000 Кюри/м3) и

в) высокорадиоактивные отходы (более 1 000 Кюри/м3).

Основную часть этих отходов составляют топливные стержни, необходимые для производства электроэнергии. Сюда же относится загрязненная радиацией рабочая одежда сотрудников атомных электростанций.

Многие отходы будут излучать радиацию в течение еще многих сотен или тысяч лет.

Радиоактивные отходы являются источником радиоактивного заражения, т.е. загрязнения предметов, помещений или окружающей среды ядовитыми и радиоактивными химикатами. Люди, имевшие непосредственный контакт с радиоактивными веществами и материалами, например, при посещении зараженных помещений, также считаются зараженными.

Обеззараживание является очень сложным процессом: загрязненная радиацией вода не должна попадать в сточные воды, зараженная почва подлежит удалению и утилизации. Людей можно обеззараживать путем соскабливания наружного слоя кожи, благодаря чему снижается поглощение радиоактивных веществ через кожу, кроме того, продолжительность их нахождения в организме человека можно сократить путем приема соответствующих продуктов питания или химических препаратов. Радиоактивное заражение людей происходит главным образом в случае аварий на атомных электростанциях.

Радиоактивные отходы образуются везде, где производятся работы с радиоактивными веществами:

1. на атомных электростанциях (главный источник отходов):

а) при эксплуатации электростанции,

б) при регенерации ядерного топлива и

в) в топливном цикле;

2. в сфере научных исследований,

3. в промышленности (в технологии облучения продуктов питания для уничтожения микроорганизмов, бактерий, вирусов или насекомых, в производстве радиолюминесцентных красок),

4. в медицине (ядерной медицине, лучевой терапии),

5. в производстве ядерного оружия.

Что же делать с ядерным «мусором»?

I. Он должен быть законсервирован так, чтобы радиоактивные вещества не попадали в окружающую среду, и исходящее от них излучение не достигало людей и биосферы; предусмотренные для этой цели сооружения называются могильниками.

Перед захоронением в могильнике ядерные отходы предварительно должны быть приведены в соответствующую форму. Форма предварительной консервации зависит от уровня радиоактивности конкретных отходов.

1. Жидкие высокорадиоактивные отходы заливаются расплавленным стеклом в стальных формах. Эти формы называются кокилями.

2. Средне- и слаборадиоактивные отходы сжигаются в специальных печах. Оставшаяся зола смешивается с цементным раствором и заливается в бочки, после чего эти бочки складируются в старых шахтах и соляных штоках.

3. Газообразные отходы переводятся в твердое состояние путем специальной обработки.

4. Прочие радиоактивные отходы прессуются с помощью прессов высокого давления, а затем подвергаются такой же обработке.

Захоронение ядерного мусора сопряжено со следующими проблемами:

Если контейнеры (кокили) станут хрупкими или вовсе разрушатся под действием лучевой нагрузки и высокой температуры, то может произойти заражение окружающей среды. При этом радиоактивные газы способны улетучиться из соляного штока. Наибольшая угроза возникнет в случае попадания радиоактивных веществ в грунтовые воды. Возможность подобной катастрофы зависит от геологической устойчивости соляного штока, от окружающих его потоков грунтовых вод и от возможных изменений структуры соли под действием излучения и сильной теплоотдачи радиоактивных отходов. Так, например, на объектах этого типа в США и Германии, которые долгое время считались надежными и безопасными, всего через несколько лет проявились проблемы заражения грунтовых вод. Поэтому в 21-м веке многие страны будут вынуждены на протяжении многих десятков лет хранить ядерные отходы в надземных промежуточных хранилищах отработанного топлива.

Захоронение радиоактивных отходов в могильниках является нерешенной глобальной проблемой. Ни одна из 26 стран, эксплуатирующих ядерную энергию, до сих пор не нашли безопасное, долговечное и политически приемлемое решение проблемы уничтожения ядерных отходов.

Их затапливание в море было во всем мире прекращено в 1984 году, так как используемые для этого контейнеры обеспечивали безопасность лишь на несколько десятилетий.

Контейнеры с радиоактивными отходами должны захораниваться в таких местах, где они не могут быть повреждены ни водой, ни землетрясением, ни какими-то другими силами.

Однако любая атомная электростанция имеет в своем распоряжении лишь промежуточное хранилище отработанного топлива, позволяющее временно хранить ядерные отходы.

Их захоронение глубоко под землей называется комбинированным:

1. Отходы переводятся в твердое состояние и загружаются в металлические бочки.

2. Затем эти бочки складываются внутрь контейнера из бетона или металла.

3. Эти контейнеры помещаются в подземной штольне.

4. Штольня заливается бетоном, запечатывается и оставляется в таком виде.

Промежуточные хранилища отработавших топливных элементов являются частью цепи утилизации отходов атомных электростанций. Ежегодно при проведении на АЭС технического осмотра около четверти использованных топливных элементов заменяется на новые. Снятые топливные элементы продолжают отдавать тепло, поэтому их оставляют еще приблизительно на 5 лет на атомной электростанции в заполненном водой бассейне выдержки.

После этого тепловыделение снижается настолько, что их можно упаковать в герметичные высокопрочные контейнеры, а затем поместить их в промежуточное хранилище отработавших топливных элементов. По истечении времени затухания радиоактивности (около 40 лет) тепловая мощность оказывается настолько низкой, что становится возможным постоянное захоронение топливных элементов в подземном могильнике.

Промежуточные хранилища представляют собой специальные склады, в которые помещаются транспортные контейнеры с отработавшими топливными элементами. Наряду с контейнерами, которые первыми обеспечивают надежность промежуточного хранения радиоактивных отходов, эти хранилища создают дополнительную защиту от воздействия землетрясений, ударов молний, наводнений и пожаров.

Проблема состоит в том, что перевозка радиоактивных ядерных отходов через всю Европу к месту их окончательного захоронения в могильниках сопряжена с большим риском. Любая авария во время транспортировки может привести к катастрофическим последствиям. Эксперты постоянно предупреждают о том, что в случае пожара или столкновения на большой скорости возможно повреждение контейнеров с отработавшими топливными элементами.

II. Еще одним способом избавления от ядерных отходов является регенерация ядерного топлива, при которой отработавшие топливные элементы разделяются на регенерируемое ядерное топливо и отходы. При этом можно выделить 2-3 % расщепляемых изотопов урана 235 и плутония 239. В настоящее время европейские АЭС отправляют свои ядерные отходы в Англию или Францию. Там отработавшие топливные элементы подвергаются обработке, которая позволяет повторно использовать их. Однако данный способ также порождает проблемы: во-первых, при регенерации образуются новые радиоактивные отходы, а во-вторых, эти отходы приходится перевозить на тысячи километров.

Атомный комплекс Селлафилд в Великобритании, где производится регенерация ядерного топлива, ежегодно сливает в море около 230 млн. литров слаборадиоактивных сточных вод. В результате к настоящему времени в Ирландском море скопилось около 500-1000 кг плутония. Для сравнения: вдыхание 1 миллионной доли грамма плутония достаточно для того, чтобы вызвать развитие рака легких.

Второй осуществляющий регенерацию атомный комплекс на мысе Ла-Аг во Франции еще более опасен для окружающей среды. Здесь ежедневно сливается в море 10 млн. литров радиоактивных сточных вод.

Еще одной страной, планирующей осуществление регенерации ядерного топлива, является Россия. В 2001 году парламент нашей страны принял закон, разрешающий ввоз в страну радиоактивных отходов из-за рубежа. В будущем Россия намерена наряду с Францией и Великобританией играть ведущую роль в регенерации отработанного ядерного топлива зарубежных АЭС. Государство, ослабленное продолжающимся экономическим кризисом, надеется получить таким образом срочно необходимую иностранную валюту. Россия готова в ближайшие 20 лет ввозить до 20 тысяч тонн отработанных топливных элементов и других ядерных отходов. Ожидается, что это принесет в госбюджет в общей сложности около 15 млрд. долларов США. За счет этих средств Россия сможет заняться регенерацией собственных радиоактивных отходов.

При этом сторонники данного закона говорят о ввозе в страну отработанных топливных стержней, которые будут храниться здесь лишь временно с целью регенерации и через 30 лет должны быть снова отправлены в страны их происхождения.

Однако, по мнению критиков, Россия не готова принять на своей территории столь большие количества ядерных отходов. Они считают, что в нашей стране не обеспечен должный уровень безопасности для перевозки опасного груза на расстояния в тысячи километров.

К настоящему времени экстремальные масштабы заражения внешней среды уже привели к следующим последствиям:

1. Уровень заболеваемости лейкемией среди детей в окрестностях комплекса Селлафилд как минимум в 10 раз выше, чем в среднем по Великобритании.

2. Близ Селлафилда пришлось уничтожить всю популяцию голубей, так как они были настолько сильно облучены, что даже их помет требовал специальной утилизации.

3. На всей территории Англии в молочных зубах малолетних детей было выявлено наличие плутония. При этом, чем ближе к Селлафилду, тем выше была его концентрация. Однако плутоний образуется только при регенерации ядерного топлива.

4. В Канаде в морской воде были обнаружены радиоактивные изотопы, которые также образуются только при регенерации.

5. Уровень заболеваемости раком в окрестностях атомного комплекса на мысе Ла-Аг в 3-4 раза выше, чем в среднем по Франции.

6. Пробы сточных вод, взятые организацией Гринпис, даже не были разрешены для ввоза в Швейцарию, так как речь шла о радиоактивных отходах. Против активистов организации было возбуждено уголовное дело в связи с нарушением закона об использовании атомной энергии и предотвращении угрозы радиоактивного заражения, поскольку они практически нелегально пытались ввезти радиоактивные отходы.

Одним словом, на данный момент ситуация складывается таким образом, что грядущим поколениям достанется от нас в наследство целая гора ядерного мусора.