Экологические проблемы эксплуатации аэс антонова А. М., доцент




Скачать 251.5 Kb.
НазваниеЭкологические проблемы эксплуатации аэс антонова А. М., доцент
страница3/4
Дата01.10.2012
Размер251.5 Kb.
ТипДокументы
1   2   3   4

Основные экологические проблемы эксплуатации АЭС


Главная проблема в развитии АЭС – разработка экономичных, надёжных способов захоронения больших количеств радиоактивных отходов и отработавшего ядерного топлива.

Концептуальные основы обращения с РАО



Специфика РАО требует применения специфичных методов обеспечения безопасности для человека и биосферы.

Обращение с жидкими радиоактивными отходами подразумевает хранение в специальных емкостях-хранилищах, нахождение в открытых водоёмах и специальных бассейнах, подземное захоронение в пластах-коллекторах, сбрасывание на специально выделенных участках морей и океанов. Технологии обращения с жидкими РАО требуют весьма высоких затрат. Стоимость переработки и хранения жидких РАО составляет 5 – 10 тыс. долларов/м3.

Обращение с твёрдыми радиоактивными веществами включает в себя хранение в металлических ёмкостях, цементирование, битумирование, прессование, сжигание, остекловывание.

Надёжная защита биосферы от жидких РАО возможна со значительно меньшими затратами, если использовать геологические барьеры безопасности. В мире накоплен опыт эксплуатации десятков тысяч скважин, через которые в глубинные горизонты, залегающие на глубинах от нескольких сотен до нескольких тысяч метров, закачивались различные промышленные, токсические и радиоактивные отходы. При подборе благоприятных геологических условий недра планеты способны удерживать в ограниченных объёмах различные вещества в твёрдом и жидком виде, сохраняя стабильность своих структур в течение миллионов лет. Благодаря высоким сорбционным характеристикам песчаных и глинистых пород подземные потоки воды только в слабой степени способны выщелачивать и переносить химические элементы. Поглощающая способность пластов-коллекторов, мощность и низкая проницаемость покрывающих глинистых слоёв служат надёжными барьерами безопасности закаченных жидких РАО.

В России действуют 17 глубоких хранилищ, в том числе 3 для удаления жидких РАО. В США эксплуатируются 560 нагнетательных скважин для удаления 46 млн. м3 ежегодно жидких токсичных промышленных стоков, имеются такие установки в странах Европы, Азии, Австралии. Широкое развитие получила закачка отходов бурения на морских платформах (Северное море, Мексиканский залив, Аляска).

Изоляцию жидких РАО от биосферных процессов в глубинных пластах-коллекторах следует рассматривать как инновационную природоохранную технологию.

Выбор места строительства новых АЭС в оптимальных для этой технологии геологических условиях повысит экологическую безопасность и позволит значительно снизить экономические затраты на всех этапах «жизни» АЭС.

Отработавшее ядерное топливо

Отработавшее ядерное топливо (ОЯТ) – это облученное топливо. Оно получается при плановом (обычно от двух до семи лет) облучении ядерного топлива в активной зоне реактора. По сравнению со свежим топливом в его составе меньше содержание урана-235 (поскольку он выгорает), зато накапливаются изотопы плутония, другие трансурановые элементы, а также осколки, или продукты деления – ядра средних масс. С течением времени изменяются также и физические характеристики конструкционных материалов тепловыделяющих сборок. В определенный момент они становятся функционально непригодны для нормальной работы реактора и подлежат удалению из него. Реактор ВВЭР мощностью 1000 МВт является источником 30 т ОЯТ ежегодно. Отработавшее топливо обычно перегружается из активной зоны с помощью специальной перегрузочной машины в бассейны выдержки, где хранится в течение 3–5 лет, при этом существенно снижается радиоактивность и тепловыделение, становится возможным вывоз ОЯТ с площадки АЭС. ОЯТ транспортируется на завод РТ-1 или РТ-2 для переработки или длительного хранения.

Таблица 5

Тепловыделение и активность 1 т ОЯТ, выгруженного из ВВЭР мощностью 1000 МВт (э)

Выдержка, годы

Тепловыделение, кВт

Активность, МКи

0,4

21

4,6

1

10

2,3

2

4,7

1,3

5

1,2

0,5

10

1,0

0,3

Совокупность технологических операций, которые начинаются с выгрузки и промежуточного хранения ОЯТ, зависит от вида ядерного топливного цикла (ЯТЦ). Конечной стадией в разомкнутом ЯТЦ является захоронение ОЯТ, которые в данном случае классифицируются как радиоактивные отходы (РАО), в стабильные геологические формации. Захоронение высокоактивных РАО предполагает размещение их в хранилище без по­следующего изъятия при условии полной изоляции от биосферы. Концепция захоронения основана на сочетании природных и искусственных защитных барьеров.

В замкнутом ЯТЦ осуществляется переработка ОЯТ, которая заключается в извлечении урана и плутония. При выгрузке из реактора в 1 от ОЯТ содержится 950—980 кг U-235 и U-238, 5,5—9,6 кг плутония, а также 26 кКи других трансурановых радионуклидов (нептуний, америций, кюрий).

Переработку ОЯТ в качестве официальной концепции выбрали Франция, Великобритания, Франция и Россия.

По концепции, принятой в России, отработавшее ядерное топливо не относится к РАО, кроме ОЯТ РБМК, которое «пока не предлагается перерабатывать».

Ядерная энергетика, базирующаяся на полностью топливном цикле, имеет перспективу широкого развития при вовлечении в топливный цикл реакторов на быстрых нейтронах.

Следует сказать, что за 50 лет исследований в нашей стране на уровне опытно-промышленного обоснования достигнуто подтверждение возможности не только обеспечения безопасности, но и промышленной переработки, обезвреживания и захоронения радиоактивных отходов с учётом требований экологии. Таким образом, замкнутый топливный цикл с расширенным воспроизводством топлива является основой долгосрочного развития ядерной энергетики.

В настоящее время в большинстве стран темпы наработки ОЯТ как по техническим, так и по экономическим причинам превосходят мощности его радиохимической переработки. И поэтому большая часть ОЯТ после выгрузки из реактора и выдержки в пристанционном хранилище направляется на длительное (десятки лет) хранение. Такой подход к организации ЯТЦ называется «отложенным».

Поскольку в результате радиохимической переработки ОЯТ образуется большой объем РАО, ряд стран – США, Канада, Швеция, Испания и др., используют долговременное (до 50 лет) хранение ОЯТ, что дает возможность подготовиться к захоронению, но не исключает в дальнейшем возможности переработки. Эксперты США и Канады считают, что современный уровень химической технологии регенерации ОЯТ не соответствует требованиям экологической безопасности.

Концепция прямого захоронения ОЯТ пока нигде не реализуется.

Проблемы обеспечения безопасного хранения ОЯТ:

  • поддержание подкритичности в местах его массового хранения

  • обеспечение теплоотвода и водно-химического или газохимического режима с наружной стороны оболочек твэлов, поскольку оболочки представляют собой основной барьер на пути выхода радиоактивных продуктов в о.с.

В США, Канаде, Швеции, Швейцарии, Финляндии разработана концепция удаления отработавшего ядерного топлива в глубокие геологические формации, в вертикальные буровые скважины (или штреки) в кристаллических породах, соляных пластах. Захоронение планируется на глубинах не менее 500-600 м в шурфах, которые располагаются друг от друга на таком расстоянии, чтобы исключалась возможность ядерной реакции.

В целом способы, относящиеся к этому варианту, могут быть объединены в три группы: хранение в поверхностных сооружениях, захоронение в глубокие геологические формации, захоронение на дно морей и океанов. Каждое из этих направлений в свое время считалось надежным. Однако последнее из них в настоящее время уже запрещено, поскольку ненадежность его стала очевидной.

1   2   3   4

Похожие:

Экологические проблемы эксплуатации аэс антонова А. М., доцент iconКурс лекций «Глобальные эколого-экономические проблемы» Лекция Экологические проблемы на разных этапах развития общества
Экологические проблемы по значимости не имеют аналогов в истории человечества. Сегодня только осознание их и деятельность, направленная...
Экологические проблемы эксплуатации аэс антонова А. М., доцент icon«Испытание блока при ложном срабатывании аз» запуск алгоритма «преодоление аварии с течью из первого контура во второй»
Цель данной статьи: еще раз обратить внимание на необходимость тщательного анализа результатов ввода в эксплуатацию и первых лет...
Экологические проблемы эксплуатации аэс антонова А. М., доцент icon«Жизнь на территориях, пострадавших при аварии на Чернобыльской аэс» Тема 1
Экологические, радиологические и медицинские последствия аварии на Чернобыльской аэс, условия жизни на пострадавших территориях
Экологические проблемы эксплуатации аэс антонова А. М., доцент iconРешение глобальных проблем, с которыми столкнулось человечество на рубеже 20-21 веков, дало мощный толчок развитию науки. Проблемы здоровья общества, экологические и продовольственные проблемы можно решить с помощью открытий в области биологии.
Проблемы здоровья общества, экологические и продовольственные проблемы можно решить с помощью открытий в области биологии. Поэтому...
Экологические проблемы эксплуатации аэс антонова А. М., доцент iconИ трехмерных инженерных моделей при эксплуатации
«Обмен опытом применения технологий автоматизированной идентификации, электронных архивов проектно-конструкторской документации и...
Экологические проблемы эксплуатации аэс антонова А. М., доцент iconАктуальные проблемы гражданского и семейного права Васильев В. В
...
Экологические проблемы эксплуатации аэс антонова А. М., доцент icon«Российский государственный концерн по производству электрической и тепловой энергии на атомных станциях»
Курской, Ленинградской и Смоленской аэс, ОАО «Ордена Ленина Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники им....
Экологические проблемы эксплуатации аэс антонова А. М., доцент iconРабочая программа учебной дисциплины «автоматизированные системы управления аэс»
Целью дисциплины является изучение общих принципов автоматизированного управления объектами аэс, изучение автоматизированных систем...
Экологические проблемы эксплуатации аэс антонова А. М., доцент icon136. Путин В. В. Развитие атомной энергетики и атомного энергетического комплекса
Совещание на Ростовской аэс 18. 03. 2010. Пуск блока на Ростовской аэс первый по национальной программе развития атомной энергетики....
Экологические проблемы эксплуатации аэс антонова А. М., доцент iconЭлектролитической дезактивации отходов нержавеющих сталей при выводе аэс из эксплуатации
Способ электролитической дезактивации отходов нержавеющих сталей при выводе аэс из эксплуатации
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница