Специфика технологии АЭС (атомных электростанций)

Энергию для превращения воды в пар на АЭС получают путём расщепления ядер урана, плутония, тория в ядерном реакторе при проведении управляемой цепной реакции. Котёл кипящего реактора служит также для нагревания воды.

Влияние АЭС на окружающую среду рассматривается совместно с технологической схемой ядерного топливного цикла (ЯТЦ), включающего следующие производства:

§ добычу и переработку урановой руды;

§ обогащение урана;

§ изготовление тепловыводящих элементов;

§ производство тепловой и электрической энергии на АЭС;

§ регенерацию отработанного ядерного топлива, хранение, обработку и захоронение отходов;

§ транспортировку топлива и радиоактивных отходов;

§ демонтаж ядерных установок.

Каждый этап ядерного топливного цикла оказывает воздействие на окружающую среду. Ниже охарактеризованы наиболее опасные для окружающей среды этапы ЯТЦ.

На действующих АЭС образуются газообразные, жидкие и твёрдые отходы. Газообразные отходы АЭС состоят в основном из летучих веществ (трития, ксенона, криптона, йода); твёрдые представлены преимущественно отработанным топливом. Предельно допустимые выбросы регламентируются для каждой АЭС в зависимости от размера санитарно-защитной зоны, высоты вентиляционной трубы и усреднённых метеорологических условий в районе работы АЭС.

Тепловое загрязнение окружающей среды проявляется в воздействии АЭС на поверхностные воды. Расход воды для охлаждения активной зоны ядерного реактора АЭС в 1,5 раза выше, чем на ТЭС. Отработанные сбрасываемые воды условно чистые. За счёт высокой температуры они подогревают воды в водоёме-приёмнике, что вызывает рост его биологической продуктивности. Уровень экологической опасности для водоёмов наиболее высок для северных широт и в южной части умеренного пояса. Наименее уязвимы водоемы на широте 56-60^о с.ш.

При регенерации ядерного топлива, кроме пригодного для повторного использования, урана и плутония, выделяются радиоактивные отходы. Радиохимические заводы, на которых осуществляется переработка отработанного ядерного топлива, относятся к наиболее опасным этапам ЯТЦ. Для хранения высокоактивных отходов применяется метод остекловывания: растворённые в азотной кислоте продукты распада концентрируют, подвергают химической обработке, плавят при температуре 1150^оС со стеклянным порошком и сливают в ёмкости из нержавеющей стали.

АЭС рассчитаны на 30 лет работы. Демонтаж атомной электростанции предусматривает полную очистку территории до состояния «зелёной площадки» [42: 218–224].

Экологическое обоснование проектов АЭС должно включать:

§ оценку тектонического строения территории на месте создания АЭС;

§ расчёт водохозяйственного баланса и прогноз теплового загрязнения водоёмов;

§ оценку загрязнения от хвостохранилищ гидрометаллургических заводов по обработке урановой руды;

§ оценку поступающих в атмосферу и водоёмы отходов гидрометаллургических заводов по переработке урановой руды;

§ оценку выбранного места под могильники для радиоактивных отходов.

Основное требование при размещении могильника радиоактивных отходов – минимизация утечки радионуклидов. При проектировании АЭС подразумевается максимально возможное соблюдение технологии производства и мер экологической безопасности объекта.

Нормально работающую АЭС по радиационному действию на человека и окружающую среду, можно считать безотходным производством. Однако это упрощённый подход, т.к. существует чисто техническая проблема безопасности реакторов [42: 224–226].