Оценка экологической опасности осколков деления

Активность - мера радиоактивности какого-либо количества радионуклида, находящегося в данном энергетическом состоянии в данный момент времени.

Загрязнение радиоактивное - присутствие радиоактивных веществ на поверхности внутри материала, в воздухе, в теле человека или в другом месте, в количестве, превышающем уровни.

Запроектная авария - авария, вызванная не учитываемыми для проектных аварий исходными событиями или сопровождающаяся дополнительными по сравнению с проектными авариями отказами систем безопасности, реализацией ошибочных решений персонала, которые могут привести к тяжелым повреждениям или к расплавлению активной зоны. Уменьшение последствий достигается управлением запроектной аварией и/или реализацией планов мероприятий по защите персонала и населения. Примером запроектной аварии может служить разрыв корпуса ядерного реактора.

Нуклид - общее название атомов, различающихся числом нуклонов в ядре или, при одинаковом числе нуклонов, содержащих разное число протонов и нейтронов.

Предел годового поступления (ПГП) - допустимый уровень поступления данного радионуклида в организм в течение года, который при монофакторном воздействии приводит к облучению условного человека ожидаемой дозой, равной соответствующему пределу годовой дозы.

Радиационная авария - потеря управления источником ионизирующего излучения, вызванная неисправностью оборудования, неправильными действиями работников (персонала), стихийными бедствиями или иными причинами, которые могли привести или привели к облучению людей выше установленных норм или радиоактивному загрязнению окружающей среды.

Обозначения и сокращения

АЭС - атомная электростанция;

а. е. м. - атомные единицы массы;

бэр - биологический эквивалент рентгена;

ГЭС - гидроэлектростанция;

ДОА - допустимая среднегодовая объемная активность;

КК - коэффициент качества;

ОБЭ - относительная биологическая эффективность;

РФ - Российская Федерация;

А - атомное число;

Есв - энергия связи;

Екин - энергия кинетическая;

N - количество образовавшихся ядер на 1 МВт мощности, яд./МВт;

n - нейтрон;

p - протон;

Т - период полураспада, с;

q - активность нуклида на МВт мощности, Бк/МВт;

Z - заряд ядра;

λ - постоянная распада (вероятность распада ядра в единицу времени), 1/с;

γ - кумулятивный выход осколков деления в относительных единицах;

τ - время работы реактора;

Ядерная энергетика - отрасль энергетики, занимающаяся производством тепловой и электрической энергии путем преобразования ядерной энергии.

Ядерный сектор энергетики наиболее значителен в промышленно развитых странах, где недостаточно природных энергоресурсов - в Японии, Франции, Бельгии. Эти страны производят до 80% электроэнергии на АЭС. В РФ на долю ядерной энергетики приходится порядка 16%

Атомная энергетика - активно развивающаяся отрасль. Очевидно, что ей предназначено большое будущее, так как запасы нефти, газа, угля постепенно иссякают, а уран - достаточно распространенный элемент на Земле. Так же на ее развитие будут влиять неконтролируемый рост численности населения (за счет развивающихся регионов) и нарастающий дефицит энергии. Но следует помнить, что атомная энергетика связана с повышенной опасностью для людей, которая, в частности, проявляется в крайне неблагоприятных последствиях аварий с разрушением атомных реакторов.

Положительное значение атомных электростанций в энергобалансе очевидно. Гидроэнергетика для своей работы требует создание крупных водохранилищ, под которыми затапливаются большие площади плодородных земель по берегам рек. Вода в них застаивается и теряет свое качество, что в свою очередь обостряет проблемы водоснабжения, рыбного хозяйства и индустрии досуга.

Теплоэнергетические станции в наибольшей степени способствуют разрушению биосферы и природной среды Земли. Они уже истребили многие десятки тонн органического топлива. Для его добычи из сельского хозяйства и других сфер изымаются огромные земельные площади. А повышенное содержание золы в топливе является основной причиной выброса в воздух десятков миллионов тонн загрязняющих веществ.

Все тепловые энергетические установки мира выбрасывают в атмосферу за год до 250 млн. т золы и около 60 млн. т сернистого ангидрида.

Вследствие того, что ядерные реакторы фактически не производят парниковых газов, их использование для генерации электроэнергии может помочь остановить рост угрозы глобального потепления и радикального изменения климата. Любая реалистическая стратегия с целью предотвратить эту угрозу требует использования ядерной энергетики (ядерная энергия не загрязняет воздух и поверхность земли). Реакторы не производят выхлопов дыма, который вызывает смог и затрудняет дыхание, а также не выделяют газы, создающие кислотные дожди, так вредящие лесам, озерам и рекам.

К плюсам, несомненно, относится транспортировка ядерных материалов - свежего топлива, отработавшего топлива и ядерных отходов - ни разу за последние четыре десятилетия не привела к опасной «утечке» радиации. Ядерные вещества безопасно перевозились по автомобильным трассам, железным дорогам и морским путям. Строгие национальные и международные правила регулирования требуют при транспортировке радиоактивных веществ использования прочных и надежно сконструированных контейнеров, способных выдержать любые удары и внешнее вмешательство. Так как огромное количество энергии производится из малого количества уранового топлива, ядерной энергетике необходимо минимальное число транспортировок, в то время как перевозки органического топлива являются существенной нагрузкой на всемирную транспортную систему, причиняя вред окружающей среде по всему миру, особенно прибрежным зонам.

Ядерное топливо дешевле по сравнению с органическими видами топлива (его теплотворная способность в миллионы раз выше, чем у органического: при распаде одного грамма урана может образоваться столько же тепла, что и при сгорании почти трех тонн угля.)

В случае безаварийной работы атомные электростанции не производят практически никакого загрязнения окружающей среды, кроме теплового. Правда в результате работы АЭС (и предприятий атомного топливного цикла) образуются радиоактивные отходы, представляющие потенциальную опасность. Однако объем радиоактивных отходов очень мал, они весьма компактны, и их можно хранить в условиях, гарантирующих отсутствие поступление в окружающую среду.

Но, наряду с положительными, существуют и отрицательные стороны использования ядерной энергии.

Ядерная энергетика остаётся предметом острых дебатов. Сторонники и противники ядерной энергетики резко расходятся в оценках её безопасности, надёжности и экономической эффективности. Опасность связана с проблемами утилизации отходов, радиационными авариями, приводящими к экологическим и техногенным катастрофам, а также с возможностью использовать повреждение этих объектов (наряду с другими: ГЭС, химзаводами и т.п.) обычным оружием или в результате теракта - как оружие массового поражения.

"Двойное применение" предприятий ядерной энергетики, возможная «утечка» ядерного топлива (как санкционированная, так и преступная) из сферы производства электроэнергии и его использовании для производства ядерного оружия служит постоянным источником общественной озабоченности, политических интриг и поводов к военным акциям (например, Иракская война, операция «Опера»).

В связи с крупными катастрофами, связанными с ядерной энергетикой, а в особенности с предшествующими в недавнем прошлом драматичными событиями на территории Японии, всех очень беспокоит вопрос того, когда радиоактивные осколки деления станут более или менее безопасны для живых организмов и для окружающей среды в целом. Это не простая задача, но я была удостоена чести решить ее.

Целью дипломной работы является оценка экологической опасности осколков деления, как при аварийных ситуациях, так и при штатном захоронении.

К поставленным задачам относятся:

отслеживание активности осколков деления через различные промежутки времени после остановки реактора (2, 24, 180 дней, 1, 10, 100, 300, 1000 лет)

оценка опасности выброса радиоактивных осколков, отнесенная к пределам допустимого годового поступления для населения во времени.

Еще статьи по экологии

Экологические процессы и методы их исследования
Актуальность темы исследования состоит в том, что проблема предотвращения отрицательных воздействий материально-производственной деятельности человечества на естественное окружение, ставш ...

Проект установки для очистки выбросов в атмосферу, образующихся при сжигании топлива
Предприятия, вырабатывающие электрическую и тепловую энергию на базе органического топлива, называются теплоэлектроцентралями (ТЭЦ). Почти 2/3 тепловой энергии и остатков бывшего топлива в ...

Оценка негативного влияния работы шахты на природу
Бурное развитие промышленности во всех странах мира поставило перед человечеством острую проблему - охраны окружающей природной среды, с целью сохранения экологических систем, исторически сформировавш ...