Промышленные процессы и естественные радионуклиды

В результате некоторых промышленных процессов, таких, как использование геотермальной энергии и разработка месторождений фосфоритной руды, на поверхность Земли выносятся вещества с концентрацией естественных радионуклидов выше средней. В ряде промышленных процессов, например, при сжигании угля и производстве фосфатных удобрений, используются вещества со средним или выше среднего содержанием естественных радионуклидов. В результате таких процессов радионуклиды концентрируются в одном или нескольких конечных основных или побочных продуктах Влияние таких доз облучения на радиационную обстановку незначительно. Однако систематического измерения доз облучения не проводится, а ускоренные темпы расширения этих производств, в особенности энергетики, позволяют сделать предположение о том, что они окажут значительное влияние на окружающую среду в течение последующих десятилетий. Производство электричества за счет других источников энергии, помимо ядерного, также может привести к увеличению облучения населения (рисунок 4.3).

Рисунок 4.3 – Расчетная ожидаемая коллективная доза (в человеко-Зивертах на гигаватт в год), получаемая в результате различных способов выработки электроэнергии

Во многих странах уголь является основным топливом для развития энергетики с целью удовлетворения возрастающего энергопотребления. И, действительно, около 70% всего добытого во всем мире за год угля (2,7´10¹² эквивалентных килограммов) было использовано для производства электроэнергии, 20% – для производства кокса и 10% – на обогрев жилищ и приготовление пищи. Уголь, как и большинство природных материалов, содержит естественные радионуклиды, которые высвобождаются при его сжигании в окружающую среду. Величина выброса зависит от концентрации радиоактивности угля, его зольности, температуры сжигания, соотношения между тяжелыми шлаковыми золами, оседающими в подтопке, и легкими летучими золами, а также от эффективности устройств пылегазоочистки. В мире существуют два основных типа станций, работающих на угле: старые станции с выбросом около 10% летучих зол и современные станции с пылеулавливателями, выбрасывающие в атмосферу толь ко около 0,5% летучих зол. Если основываться на предположении, что две трети электростанций в мире принадлежат к старому поколению, то полувековая ожидаемая коллективная доза составит 4 чел.-Зв на ГВт/г произведенной электроэнергии.

Сжигание угля сопровождается и другой радиационной опасностью. Большая часть радиоактивной летучей золы, накапливающейся в пыле улавливателях, используется для производства цемента и бетона для строительных работ, что вызывает радиационное облучение. Тяжелые золы нередко хранятся в золоотвалах вблизи электростанций, что создает потенциальную радиационную опасность в результате ветрового переноса зол и загрязнения поверхности. Оценка влияния вышеперечисленных факторов на увеличение дозы облучения отсутствует.

Геотермальная энергетика является еще одним источником радиационного облучения. Хотя ее доля в общем производстве электроэнергии невелика, ожидается, что относительный вклад геотермальной энергетики будет расти. Большая часть радиоактивности, сконцентрированной в геотермальных водах, вызвана цепочками распада урана, в особенности радоном. На основе измерений содержания радона в геотермальных водах различных стран нормализованная величина полувековой ожидаемой коллективной дозы составит 2 чел.-Зв на ГВт/г произведенной электроэнергии.

В некоторых странах, в частности в Финляндии, Ирландии и Швеции, для получения энергии сжигают торф. Поверхностные и грунтовые воды заносят природные радионуклиды в торфяные болота, где они, в конечном счете, поглощаются торфяной массой. Достаточная информация о выбросах природных радионуклидов в атмосферу при использовании торфа в качестве топлива для электростанций отсутствует. Если предположить, что для получения одного гигаватта электроэнергии необходимо сжечь 5´10⁹ кг торфа, то нормализованная величина полувековой ожидаемой коллективной дозы составит 2 чел.-Зв на ГВт/г произведенной электроэнергии. С точки зрения долговременной перспективы наибольшую радиологическую опасность будет представлять хранение и захоронение торфяной золы с высоким содержанием урана.

Использование нефти и природного газа в мировой электроэнергетике играет значительно меньшую роль в радиационном облучении. Коллективные полувековые ожидаемые дозы относительно малы и, соответственно, составляют 0,5 и 0,03 чел.-Зв на ГВт/гпроизведенной электроэнергии.