Реферат: Экологическая безопасность
Практика показывает, что требования к безопасности перевозок ОЯТ более высоки, чем требования к надежности космической техники. За всю историю перевозок ОЯТ не произошло ни одной аварии, приведшей к выходу радиоактивных материалов из контейнера.
Безопасность обеспечивается и физико-химическими характеристиками ядерного топлива. Оно включено в так называемую топливную матрицу, которая заключена в герметичную оболочку тепловыделяющего элемента (ТВЭЛа), а сборка ТВЭЛов окружена стенками несущей конструкции. Даже при механическом разрушении сборки не создаются условия для распространения подавляющей части содержащейся радиоактивности в окружающей среде. Для того, что бы это распространение стало возможным, надо превратить ядерное топливо в мелкодисперсную аэрозоль. Это можно сделать только при соблюдении двух условий – высокой температуры и наличия избыточного содержания кислорода. Реальные испытания контейнеров для перевозки ОЯТ показывают, что их конструкция не допускает возникновения таких условий.
При длительном хранении активность продуктов деления снижается, хотя темпы снижения основных продуктов деления – цезия и стронция малы (30 лет). Тем не менее, длительная технологическая выдержка способствует распаду некоторых радионуклидов, не дающих значимого вклада в радиоактивность, но усложняющих переработку ОЯТ. Поэтому, чем более длителен период хранения, тем более проста переработка ОЯТ.
При переработке ОЯТ тепловыделяющая сборка разрезается и поступает на радиохимическую переработку, в результате которой происходит выделение ценных компонент – урана, плутония, части продуктов деления для производства изотопной продукции, ценные материалы. Подавляющая часть материалов тепловыделяющих сборок в результате процессов регенерации и рефабрикации возвращается в ядерный топливный цикл и хозяйственное использование, и лишь малая часть в виде реальных радиоактивных отходов уже не подлежит дальнейшему использованию.
Конечная стадия обращения с отходами предполагает их отвержение и включение в высокопрочные (остекловывание, битумирование или иные способы) матрицы и захоронение их в таком виде в надежные геологические формации.
РАДИАЦИОННЫЕ РИСКИ, СВЯЗАННЫЕ С ОБРАЩЕНИЕМ С ОЯТ
Возможные радиационные риски для населения и окружающей среды связанны с операциями по обращению с ОЯТ. Это транспортировка ОЯТ, мокрое хранение, а затем и сухое долговременное хранение, переработка, обращение с РАО.
Транспортировка ОЯТ. При перевозках могут использоваться уже испытанные и лицензированные за рубежом контейнеры иностранного производства, которые должны быть лицензированы в Российской Федерации. В случае использования российских контейнеров, последние также должны быть лицензированы за рубежом. С точки зрения безопасности выбор контейнера не столь важен, поскольку в любом случае они должны удовлетворять правилам перевозки МАГАТЭ, о которых уже упоминалось.
Помимо упаковочного контейнера и специального вагона в обеспечение безопасности перевозки ОЯТ железнодорожным транспортом существенный вклад дает литерный характер перевозок специальными вагон-контейнерными поездами. Он предусматривает особый маршрут и график пропуска, особый режим работы железной дороги во время прохода поезда, дополнительный контроль пути и оборудования.
Безопасность перевозок ОЯТ и радиоактивных материалов, осуществляемых в соответствии с правилами МАГАТЭ, подтверждена практикой. В мире было осуществлено свыше 1 млн. перевозок упаковок с радиоактивными материалами. При этом не произошло ни одной аварии со значимыми радиационными последствиями.
Отечественный и мировой опыт показывает, что доза облучения персонала и населения при транспортировке упаковок с ОЯТ весьма малы. Так дозы облучения персонала ПО МАЯК и ГХК, осуществлявшего перевозку ОЯТ, находились в диапазоне 1.5 –3.0 мЗв в год, то есть в более, чем в десять раз меньше допустимой. Эти дозы связаны не с нахождением поезде, а с присутствием персонала при операциях по загрузке и выгрузке ОТВС. Таким образом, дозы персонала, осуществляющего перевозки ОЯТ, равны дозам облучения населения России от природных источников.
На основе масштабной практики оценено, что все работы по перевозке 20 тыс. тонн ОЯТ могут дать коллективную дозу от 0.2 до 15 чел.Зв. Причем более правдоподобными представляются более низкие оценки. Радиологические риски для населения, связанные с транспортировкой ОЯТ находятся в области пренебрежимо малого риска (индивидуальные риски ниже 10-8).
Специальное рассмотрение аварийных ситуаций и диверсий с разрушением ТУК (вплоть до прострела мощными артиллерийскими зарядами) показывает, что это может привести к локальному загрязнению ограниченной территории. При этом радиологические последствия таких аварий для населения могут быть сведены к минимуму. Ни о каких либо радиационных поражениях не будет идти и речи, а величина гипотетических отдаленных эффетов будет соответствовать величине коллективной дозы порядка нескольких чел.Зв. Для сравнения - коллективная получаемая жителями крупного города составляет 1500 чел.Зв в год.
Хранение ОЯТ. Операции по долгосрочному хранению, как мокрому, так и сухому практически не приводят к облучению населения и дают сравнительно низкие дозы для персонала. Опыт работы мокрого хранилища ОЯТ на Красноярском ГХК показывает, что в выбросах обнаруживается только цезий-137, объемная активность которого в 2500 раз ниже предельно допустимой для персонала. Отсеки хранения оборудованы системой сбора и возврата протечек. Содержание загрязняющих веществ в стоках охлаждения отсеков не превышает предельно допустимых концентраций, установленных для рыбохозяйственных водоемов.
Переработка ОЯТ. Облучение персонала и населения при переработке ОЯТ во многом зависит от совершенства технологии переработки. Оценки, выполненные в консервативном предположении о том, что будут использоваться технологии не лучше уже существующих в России (хранение и переработка на РТ-1), дали суммарную коллективную дозу, связанную с переработкой и хранением ОЯТ, в пересчете на 20 тыс. тонн ОЯТ, порядка 200 чел.Зв, что составляет 0.01 чел.Зв на тонну ОЯТ. Большая ее часть приходится на переработку ОЯТ.
Французский опыт модернизации перерабатывающих заводов показал, что за десять лет (1988-1997гг.), в основном за счет модернизации завода UP2, нормированная коллективная доза профессионалов уменьшилась с 0.62 до 0.018 чел.Зв/ГВт-год, при увеличении объема переработки в 4.8 раза. При обращении с ОЯТ в России уже десятилетия обеспечивается высокий уровень радиационной безопасности работников. Так, средняя доза персонала РТ-1 (переработка) составляет 2.8 мЗв/год, завода РТ-2 (хранение) – 0.7 мЗв/год, что ниже предела дозы, установленного нормами радиационной безопасности (20 мЗв/год). Хотя резервы снижения еще существуют. Современные дозовые нагрузки на персонал РТ-1 соответствуют дозовым нагрузкам на персонал французских заводов в начале 90-х годов (до модернизации).
Оценка доз на население. При оценке доз облучения, как правило, принимаются консервативные подходы. Один из примеров - доклад Агентства по атомной энергии Организации экономического сотрудничества развитых стран (2000 г.). В докладе оценены дозы облучения населения, проживающего в зоне перерабатывающего завода в Ла Гааге (Франция). Величина максимальной дозы для критической группы населения равна порядка 0.29 мЗв/год и формируется главным образом, сбросами отходов в море и последующим потреблением морепродуктов. Доза, обусловленная выбросами в атмосферу, для критической группы оценивается величиной 0.13 мЗв/год. Данный подход крайне консервативен, поскольку реальные дозы облучения населения, проживающего вблизи перерабатывающих предприятий Франции, лежат в диапазоне от 0.005 до 0.059 мЗв/год (для ближайших деревень), а Великобритании - до 0.05 мЗв/год).
При применении такого консервативного подхода для условий Красноярского края и предполагая отсутствие сбросов жидких отходов переработки ОЯТ в открытую гидрографическую сеть можно получить, что коллективная доза для населения, обусловленная переработкой 20 тыс. тонн ОЯТ, составит порядка 50 чел.Зв (в предположении, что плотность населения в регионе ГХК будет в 5 раз ниже, чем в странах ЕС).
Аварийные ситуации в процессах переработки после длительного, в течение 30-40 лет, хранения ОЯТ, могут быть только при серьезных нарушениях технологического процесса. Можно по-разному оценивать их вероятность, но бесспорно одно – радиологические последствия будут весьма ограниченными и затронут, в основном, персонал. В качестве примера можно привести аварию в Томске в 1993 году. Наиболее серьезные последствия наблюдались на площадке комбината. Полная коллективная доза на персонал, принимавший участие в ликвидации последствий аварии составила 11.2 чел.Зв. Коллективная доза для населения не превысила 0.02 чел.Зв. Таким образом, даже крупная авария не может серьезно повлиять на выполненную оценку дозовых нагрузок связанных с обращением с ОЯТ.
Работы по захоронению отходов не приводят к значительным дозам облучения персонала. Дозы персонала, связанные с транспортированием и размещением отходов в хранилище, оцениваются на уровне 0.0001 чел.Зв/ГВт-год. Предполагается, что захоронение РАО в глубокие геологические формации обеспечит безопасность населения на многие тысячелетия. Хотя окончательных решений по захоронению РАО еще нет, нет и оснований для сомнений в возможности обеспечения столь высокого уровня безопасности.
