Екологічні проблеми використання атомної енергії

Участь України у міжнародному проекті «реактора природної безпеки» та будівництво в ній цього реактора зумовили б такі позитивні наслідки:

• Запровадження передового безпечного методу виробництва електроенергії, яким можна було б замінити діючі сьогодні екологічно шкідливі теплові (насамперед вугільні[1]) електростанції.

• Незалежність від постачальників збагаченого урану[2]. Перше закладення палива в реактор БРЕСТ вимагає уран-плутонієвої композиції, якої у нас нема, але це одноразова залежність – на відміну від постійної залежності щодо палива для теплових реакторів.

• Значне послаблення проблеми РАВ. По-перше, вже сама організація роботи реактора БРЕСТ дає менше РАВ (до того ж підготовлених до утилізації з дотриманням принципу радіаційно-еквівалентного поховання), а по-друге, БРЕСТ здатний допалювати РАВ, отримані на теплових реакторах.

• Виникнення додаткових робочих місць, зокрема для висококваліфікованих українських фахівців (інженер має займатися своєю справою, а не торгувати на базарі).

Беручи участь у проекті реактора природної безпеки, треба зважати на суспільно-політичні реалії життя Росії: загальновідомі події в Чечні, протистояння центру і регіонів, хиткі економіка і політика тощо. Ці та/або інші обставини можуть у будь-який момент спричинити внутрішньополітичну дестабілізацію Росії і як наслідок – невиконання нею своїх зобов’язань, зокрема і по міжнародних програмах. На випадок подібного розвитку ситуації Україна повинна подбати про запобіжні заходи, основними з яких, гадається, мають бути:

• Участь українських фахівців у проекті на всіх його етапах розробки та реалізації, одержання українською стороною усієї технічної документації одночасно з Мінатомом Росії.

• Будівництво дослідного блоку в Україні паралельно з будівництвом блоку на Білоярській станції. У нас блок можна розмістити поблизу Чорнобильської станції, що сполучить його в єдиний комплекс із підприємством переробки РАВ (яке там зараз будується) і надасть змогу значно пом’якшити проблему працевлаштування атомників Славутича.

В атомній галузі Росії працює багато фахівців українського походження. Частина з них потрапила туди ще за радянські часи, частина – зовсім недавно[3]. Деякі з них хотіли б повернутись в Україну, але тут їх поки що ніхто не чекає, їхня кваліфікація не знаходить застосування. У випадку сильної дестабілізації становища в Росії бажання повернутись буде тільки зростати, але через несприятливий стан в Україні вони змушені будуть їхати у США, Францію чи ще кудись. Тому Кабінет міністрів України повинен мати підготовлений план прийому переселенців з Росії – фахівців високотехнологічних сфер (ракетно-космічної, комп’ютерної, авіаційної і, звичайно ж, ядерної), їхньої адаптації та розгортання за їхньою участю науково-технічного виробництва у нашій країні.

 

 

Разом з тим подальший розвиток атомної енергетики залежить від виконання таких програм:

1. Підвищення рівня безпеки АЕС, які вимагають докорінної реконструкції автоматизованої системи управління технологічними процесами, системи діагностики, введення додаткових систем безпеки, проведення комплексу робіт щодо надійності і безпеки експлуатації, модернізації протипожежних систем та ін.

2. Створення ядерно-паливного циклу в Україні на базі передових технологій, який забезпечить гарантовану незалежність АЕС від імпорту ядерного палива і знизить потреби України в його закупівлі.

До складу ядерно-паливного циклу повинні входити підприємства по видобутку і переробці уранової руди, виробництву цирконієвого сплаву та його прокату, тепловиділяючих елементів та підприємства по переробці відпрацьованого ядерного палива і по його похованню.

Основа ядерного палива – уран, який, крім атомної енергетики, не має іншого конструктивного застосування. Природно-біологічні процеси спираються на кисень, водень, вуглець та азот. Використання урану не втручається до жодного з них і, таким чином, залишає цінні ресурси для інших застосувань. Україна має власні поклади урану. Також уранові родовища є в багатьох політично стабільних країнах. Величезна кількість урану міститься у морській воді. За оцінками фахівців, його світових запасів вистачить на декілька тисячоліть.

Технологічні відходи електростанцій або упаковують у контейнери, або «розсіюють». Досить малі за об’ємами відходи ядерної енергетики ніколи не викидали в повітря, у тепловій же енергетиці велика частина відходів розпорошується в атмосфері. При цьому оксиди сірки й азоту з’єднуються з атмосферною вологою і спричинюють кислотні дощі; вуглекислий газ сьогодні визнаний головною складовою парникових газів; а важкі метали і арсен (миш’як) осідають на ґрунт. Усі ці шкідливі речовини ми вдихаємо, споживаємо їх разом з овочами, годуємо забрудненим сіном домашніх тварин, отруюючи їхнє молоко і м’ясо. Окрім цього, треба пам’ятати, що тоді як рівень радіації з часом понижується і врешті-решт зникає зовсім, токсичні матеріали (важкі метали) існують вічно. 

Тип електростанціїАЕСВугільна*

Об’єм відходів 1000-мегаватної електростанції за рік 20 тонн відпрацьованого палива 900 тонн SO2

4500 тонн NОx **

6, 5 млн тонн CO2

400 тонн важких металів (включаючи ртуть) і небезпечних елементів (включаючи арсен) 

* Тут наводяться показники для найчистішої на сьогодні вугільної технології. Але велика частина вугільних електростанцій і досі працює за «дідівською» технологією, часто без елементарних пиловловлювачів.

** Маються на увазі різні оксиди азоту

При економічній оцінці будь-якої технології енерговиробництва необхідно враховувати повні зовнішні та соціальні витрати, зокрема екологічні ефекти для паливного циклу, вплив на суспільство (в т. ч. на зайнятість, здоров’я тощо) у локальному, регіональному та глобальному вимірах. Широкомасштабний проектExtrnE, здійснений Європейською комісією спільно з Департаментом Енергії США, вивчав зовнішні фактори для повних енергетичних циклів (див. таблицю).

Повна вартість виробництва електроенергії у центах євро за кВтґг

ТехнологіяЗовнішні витрати1. 1. Фінансові витратиЗагалом

Вугілля2, 05, 07, 0

Нафта1, 64, 56, 0

Газ0, 363, 53, 9

Вітер0, 226, 06, 2

Гідроенергія0, 224, 54, 7

Ядерна енергія0, 043, 53, 5

 

Однак у сучасної атомної енергетики є й істотні недоліки. Вона дає значно менше відходів, ніж інші енергогенеруючі технології (а потім ще й ізолює їх), але відходи все ж такі існують. Безпека поховання великої кількості радіоактивних відходів (РАВ[4]) на десятки і сотні тисяч років викликає сумнів через надійність таких довготривалих фізично-геологічних прогнозів. [5] Невідомо також, яку роль ці штучні поклади небезпечних речовин відіграють у життєдіяльницьких процесах наступних земних цивілізацій.

Більшість АЕС у світі використовують теплові легководні реактори (LWR). До цього класу належать усі нині діючі українські енергоблоки. LWR вимагають збагаченого урану, що зумовлює залежність неядерних країн[6] від постачальників ядерного палива. Тому деякі держави (зокрема Румунія) будують важководні реактори (HWR), де використовується паливо з природного (незбагаченого) урану. Однак глибина вигоряння палива у HWR у 4-6 разів менша, ніж у LWR, а це збільшує об’єми відпрацьованого (опроміненого) ядерного палива (ОЯП) та зумовлює відповідну потребу у місткіших сховищах.

Далі: існуючі на сьогодні технології переробки ОЯП передбачають вилучення з нього плутонію, а створення власних збагачувальних комбінатів і потужностей для переробки ОЯП у неядерних країнах дає їм можливість напрацьовувати збройовий уран і плутоній на основі цілком легальних каналів атомної енергетики.

Ще одним недоліком LWR є те, що в якості палива в них використовується 235U, а його запасів у розвіданих на сьогодні родовищах вистачить лише на 50-100 років. Тому треба ширше запроваджувати в енергогенеруючі процеси 238U, запасів якого вистачить на кілька тисячоліть.

 

 

За всю історію атомної енергетики світу були дві аварії-катастрофи: Виндскейл (7 жовтня 1957 р.) і Чорнобиль (26 квітня 1986 р.). Першу з них фактично вдалося «зам’яти», друга ж завдала величезного удару по самій ідеї «мирного атома».

Головним психологічним наслідком Чорнобиля стала масова радіофобія, коли все пов’язане з ядерною енергетикою почало сприйматися некритично, різко негативно. Доходило до «чорного» комізму. Так, через рік після чорнобильської аварії лікарі у Німеччині повідомляли про серйозні випадки фізичного виснаження людей, котрі харчувалися тільки консервами з датою виготовлення до 26 квітня 1986 р.

• Велика енергетика потребує поступової відмови від теплових електростанцій і переходу на екологічно чистіші (зокрема ядерні) методи отримання енергії.

• Орієнтація ядерної енергетики тільки на теплові реактори не вирішує багатьох проблем, як-от: залежності від постачальників збагаченого урану, переробки і збереження відходів, обмеженості світових запасів 235U.

• Уявляються необхідними участь України в міжнародному проекті Мінатома Росії «реактор природної безпеки» та запровадження в Україні передових ядерних технологій, насамперед швидких реакторів.

• Беручи участь у вищезгаданому проекті, Україна повинна мати програму превентивних заходів на випадок невиконання Росією своїх міжнародних зобов’язань під час її можливої внутрішньополітичної дестабілізації.

 

 

1. Бадев В. В., Егоров Ю. А., Козаків С. В. Охорона навколишнього середовища при експлуатації АЕС. – Москва, Енергоатомиздат, 1990.

2. Ізраель Ю. А. Проблеми всебічного аналізу навколишнього середовища і принципи комплексного моніторингу. – М., 1988.

3. Нікітін Д., Новиков Ю. Навколишнє середовище і людина. – М., 1986 р.

4. Розміщення продуктивних сил України / За ред. Качана Є. П. – К., 2002.

5. Основи екології. Посібник. – К., 2000.

[1] У розрахунку на одиницю згенерованої електроенергії, у процесі її вироблення на основі вугілля руйнується здоров’я приблизно в 1000 разів більше людей, ніж під час її вироблення на АЕС (див. «Ядерна альтернатива» // Перехід-IV, 2-2000).

[2] Нагадаємо, що паливо для LWR вимагає збагаченого урану. Заводи зі збагачення природного урану є стратегічними об’єктами, необхідними для виробництва ядерної зброї.

[3] Так, наприклад, після закриття Чорнобильської АЕС почалося активне вербування українських висококваліфікованих фахівців для роботи на російських АЕС з реакторами РБМК (із 29 російських працюючих енергоблоків 11 є блоками РБМК, тобто “чорнобильського типу”). Підготувати фахівця такого рівня – справа тривала й дорога. Росія належним чином оцінює наших фахівців, а Україні вони виявилися начебто непотрібними.

[4] У кінці статті подані специфічно-професійні абревіатури, вживані у сфері ядерної енергетики.

[5] Нинішня атомна енергетика орієнтується на відкритий паливний цикл, у якому задля зниження активності відпрацьованого палива воно 30-50 років витримується у спеціальних проміжних сховищах, а вже після цього ховається під землею на дуже тривалий термін. Окремі компоненти РАВ зберігатимуть радіоактивність протягом тисяч років.

[6] “Ядерними” прийнято називати країни, що володіють атомною зброєю. Саме в них є заводи зі збагачення урану, бо для ядерної зброї потрібний уран із вмістом 235U біля 80-90%. В природному урані його 0,07%, а в ядерному паливі для LWR – близько 4%.