170184 (742748), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Вплив радіоактивних відходів на людину та навколишнє середовище
атомний електростанція відходи радіоактивний
На відміну від виробництв в інших галузях промисловості ядерний технологічний цикл (ЯТЦ) має ряд особливостей. Він характеризується утворенням радіоактивних відходів, появою нових радіоактивних елементів (АЕС) з високим рівнем активності, неможливістю відразу знешкодити відходи виробництва, які потребують спеціального поводження. На сучасному рівні розвитку науки та техніки радіоактивні відходи, особливо ті які містять штучні радіонукліди, в більшості своїй не знайшли поки що застосування.
Основна маса радіоактивних відходів, що містять природні радіонукліди, утворюється при добуванні та переробці уранових руд (відвали, шахтні води, хвости гідрометалургійних заводів), а штучні радіонукліди – при переробці опроміненого палива на радіохімічних заводах (рідкі та тверді відходи ). Значну частину радіоактивних відходів збирають та зберігають з дотриманням відповідних вимог, та лише невелика їх кількість, не зважаючи увагу на прийняті заходи по їх утриманню потрапляють в біосферу. Таким чином, в ЯТЦ значну частину радіоактивних відходів спеціально збирають для наступного довготривалого зберігання під контролем та захоронення в навколишньому середовищі при дотриманні санітарно-гігієнічних вимог. Однак надходження до біосфери навіть невеликої кількості радіоактивних відходів зустрічає все більше нарікань. Потрапляючи в повітря, землю, в воду морів та інших водойм, радіонукліди які довго живуть створюють практично незворотні умови зараження навколишнього середовища. Таке забруднення, як допускають вчені, може в майбутньому змінити деякі аспекти складного життєвого циклу людини, флори та фауни. Розв’язання проблеми охорони навколишнього середовища може бути здійснено: зменшенням кількості відходів аж до повної їх ліквідації або максимальної утилізації (маловідходні або безвідходні технології); правильним поводженням, зберіганням та контролем відходів.
Звісно, перед тим як вирішити проблему зберігання відходів, необхідно детально розглянуто шляхи їх використання та утилізації як безпосередньо в виробництвах (ЯТЦ), так і в народному господарстві країни.
На заходах по вдосконаленню технологічних процесів важливе місце займає введення часткового або повного обороту води, рециркуляції технологічних газів.
Концентрацію шкідливих речовин в відходах можна зменшити додатковою очисткою відходів від радіоактивних речовин.
Вибір способу поводження, видалення, зберігання та контролю відходів визначається багатьма факторами, з яких в першу чергу необхідно відмітити наступні: кількісний та якісний склад відходів, агрегатний стан, особливості місцеположення підприємства, можливість використання відходів в майбутньому та ін.
При аварійних ситуаціях в ЯТЦ, вірогідність котрих невелика, додаткове опромінення населення, яке проживає навколо підприємств може збільшитись. Однак внаслідок дуже маленької вірогідності цього таке додаткове опромінення населення практично не підвищує середню дозу опромінення людини.
При розвитку ядерної енергетики буде здійснюватись технологія на всіх операціях ЯТЦ. Тому очікується, що дози опромінення будуть знижуватись та не перевищать 3 – 6 люд*рад на 1МВт (ел.) / рік.
Вчені США оцінили вірогідність смертельних випадків при роботі АЕС, порівняли з небезпекою смерті людини від інших факторів (див. нижче) та прийшли до висновку, що небезпека смерті людей що живуть поблизу АЕС, стихійних лих, автокатастроф та ін. на три та більше порядки менше, ніж від інших факторів, наприклад від стихійних лих, автокатастроф та ін. на три та більше порядки менше, ніж від інших факторів.
| Небезпека | Вірогідність небезпеки, люд /рік |
| Рак всіх видів | 1,6*10-3 |
| Автомобільні катастрофи | 2,3*10-4 |
| Отруєння | 1,2*10-6 |
| Небезпека вдавитися їжею | 5*10-7 |
| Удар блискавкою | 8*10-7 |
| Стихійні лиха | 6*10-7 |
| Проживання поблизу АЕС | 1*10-10 |
В порівнянні з іншими факторами небезпеки смерті ступінь ризику проживання поблизу АЕС мізерна, навіть якби не було ніякої вигоди, а в даному випадку ми маємо очевидну вигоду – отримання електроенергії.
Слід відмітити, що небезпека смерті нижче 10-6 на людину в рік (1 з 100000) ледве сприймається людиною.
Основними факторами впливу підприємств ЯТЦ на довкілля згідно даним ЮНЕП є:
-
забруднення повітря та води радіоактивними та хімічними речовинами з відповідними наслідками для людини, флори та фауни;
-
скид тепла;
-
порушення земельних ділянок;
-
неповернення після експлуатації підприємств використаних земельних ділянок.
Загальна кількість радіонуклідів що викидаються в атмосферу від всіх операцій ЯТЦ приблизно в 2 рази більша, ніж тих що скидаються в водойми.
Багато вчених вважають, що найбільш вразливою ланкою в екологічному ланцюзі рослина – тварина – людина є людина. Однак дослідження показали, що навіть невеликі концентрації радіонуклідів в скидних водах, коли вода задовольняє санітарно-гігієнічні вимоги для людини, викликають зміни в швидкості розмноження гідро біонтів та навіть їх загибель. Особливо небезпечним є накопичення радіонуклідів в донних відкладеннях.
З усіх операцій ЯТЦ основна кількість теплоти, яка скидається в довкілля припадає на АЕС. Сучасні ТЕС, що працюють на вугіллі, мають тепловий ККД приблизно 40%. Приблизно 15% теплоти ТЕС викидається в атмосферу через витяжні труби. На АЕС практично все надлишкове тепло скидається з водою, і відповідно, на одиницю встановленої потужності з АЕС його надходить в водойма в 1,5 рази більше, ніж с ТЕС.
Досвід експлуатації теплових та атомних електростанцій показує, що скид тепла з водою в водойми та прокачування її крізь агрегати станції впливає на якість води та екологічний режим водоймищ. Основні фактори впливу прокачування крізь системи скиду підігрітої води в водоймі наступні:
механічне травмування та загибель гідробіонтів, температурний шок у молодняка риби та гідробіонтів під час проходження води крізь загороджувальні решітки, насосні установки та конденсаційні трубки. Нижче місця водоскиду зазвичай накопичується багато мертвих або померлих планктонних тварин ;
підвищення температури води в водоймі в районі скиду вод та впливу підігрітої води на всю гідрофауну та флору. Теплове навантаження до 5000 ккал/добу на 1 м2 площі водоймища стимулює інтенсивність розвитку бактеріальної мікрофлори, підвищує процеси хімічного окислення та сприяє самоочищенню водоймища, а вище 5000 ккал/ (добу* м2 ) погіршує санітарний стан водоймищ;
збільшення темпів та коефіцієнтів накопичення радіоактивних та токсичних речовин у гідро біонтів. Крім того, зростає синергетичний ефект впливу токсичних речовин.
При відсутності достатньої кількості води для охолодження на АЕС можна застосовувати градирні. Однак при потужності АЕС 1 ГВт (ел.) градирні випарюють приблизно 2000 м3 /год води, що підвищує локально абсолютну вологість повітря на 10 – 15 % та сприяє утворенню туманів. Збільшення вологості повітря призводить до погіршення розсіювання радіонуклідів в атмосфері та цілого ряду негативних явищ.
В цілому вплив скиду підігрітої води в водоймища є недостатньо вивченим, тому відповідно оцінити масштаби та глибину її екологічного впливу на природи поки що важко. Разом з тим вже зараз вимагається розробка науково обґрунтованих норм теплового впливу на водні системи та екологічного нормування складу радіонуклідів в підігрітій воді. Для обґрунтування екологічних норм необхідно вивчити закономірності міграції та накопичення критичних радіонуклідів, виявити найбільш чуттєві ланки водних біоценозів і т. д.
Знешкодження та переробка рідких радіоактивних речовин
Знешкодження та переробка рідких радіоактивних відходів, особливо з високим рівнем активності, є важливим завданням. Для рідких викидів низької та середньої активності часто застосовують розрідження та витримування, особливо для відходів, що містять короткоживучі ізотопи. Рідкі радіоактивні відходи зберігають у спеціальних резервуарах або захоронюють.
Захоронення рідких радіоактивних відходів здійснюється у різних умовах. Дуже часто відходи, що містять короткоживучі ізотопи, захоронюють у спеціально відведених місцях, наприклад у мілких викопаних трашеях, бетонних ямах.
Знищення радіоактивних речовин через захоронення у мілких бетонних або земляних траншеях є звичайною практикою в деяких країнах-членах «Євроатому». Відходами можуть надавати необхідної форми або просто завантажувати у транспортні контейнери.
Нині існують загальні принципи захоронення рідких радіоактивних відходів у неглибоких траншеях:
-
умови захоронення у неглибоких траншеях повинні забезпечити ізоляцію радіонуклідів у зоні застосування протягом заздалегідь визначеного періоду;
-
умови захоронення зумовлені геологічними обставинами, однак штучні бар’єри (покриття траншеї, лінія траншеї, бетонні ями) та надання відходам належного стану зумовлюють відповідний тип захоронення;
-
на основі попередньо визначеного часу та локальних умов навколишнього середовища потрібно встановити верхні межі для загальної кількості довгоживучих ізотопів.
З 1946 і до середини 60-х років деякі країни світу (Велика Британія, США та ін. ) практикували скидання радіоактивних відходів з низьким рівнем радіації. В 1975 р. введена в дію Лондонська конвенція про запобігання забрудненню морів викидами відходів та інших матеріалів, де визначено загальні основи для запобігання недопустимому забрудненню морів як радіоактивними , так і звичайними речовинами .
Якщо говорити про переробку рідких радіоактивних відходів, то дуже ефективним є метод оскляніння. Одна із таких схем, розроблена у Росії, буде описана докладніше на малюнку. Основним елементом цієї схеми є прямокутний басейн, викладений із вогнетривких блоків у металевому корпусі. Електропіч розділена на 2 зони: варильну та виробіткові відповідно 2400 мм і 2315 мм при ширині 800 мм.
Вирбіткова та варильна зони з’єднуються донним перетіком шириною 70 мм і висотою 200 мм. Тепло для процесу виділяється у розплавленій скломасі під час пропускання змінного електричного струму між електродами, виготовленими з молібдену.
Установка працює таким чином. Перероблений розчин подають у варильну зону через трубчасті живильники без форсунок. Для отримання фосфатного скла розчин попередньо змішують з ортофосфорною кислотою. Дляотримання боросилікатного скла як флюси використовують мінерал – датолітовий концентрат і діоксин кремнію. Під живильниками на скломасі утворюється кальцинований продукт, на верхній поверхні кальцинату зневоднюється поданий розчин й кальцинується сухий залишок, нижня частина якого поступово переходить у розплавлений шар .
Якщо накопичується скломаса, рівень якої у варильній та виробітковій зонах завдяки донному перетіку стає однаковим, то готове скло із зливного отвору у виробітковій зоні стікає у приймальну циліндричну ємність. Об’єм зливної порції скла становить 200 л.
Відхідні гази з електропечі поступають у барботер – конденсатор, що складається із барботера з трубчастим холодильником і трубчастого дефлегматора. Парогазовий потік подають у нижню частину апарата, в якому завдяки барботажу через шар охолоджувальної речовини (конденсату) відбувається конденсація парів води та азотної кислоти, а також вилучення та розчиненню твердої фази і радіонуклідів у конденсаті. Додаткова конденсація парів здійснюється в трубчастому дефлегматорі. Очищення газу від аерозолю відбувається на фільтрах грубого та тонкого очищення. Для вловлювання парів тетроксиду рутенію призначена колона з піролюзитом. Кінцеве очищення газів від оксидів азоту здійснюється в абсорбційній колонці.
Висновок
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
