Атомная энергетика

Чернобыльская АЭС будет окончательно закрыта и демонтирована к 2065 году. Президент Украины Виктор Ющенко 28 января подписал закон Украины № 886-VI “Об Общегосударственной программе снятия с эксплуатации Чернобыльской АЭС и преобразования объекта “Укрытие” в экологически безопасную систему”.

(далее…)

На сегодняшний день ядерная энергетика и её влияние на окружающую среду являются самыми актуальными вопросами на международных съездах и собраниях. Особенно остро этот вопрос стал звучать после аварии на Чернобыльской атомной электростанции (ЧАЭС). На подобных съездах решаются вопросы, связанные с монтажными работами на АЭС. А также вопросы, затрагивающие состояние рабочего оборудования на данных станциях. Как известно работа атомных электростанций основывается на расщеплении урана на атомы. Поэтому добыча этого топлива для станций также является не маловажным вопросом на сегодняшний день. Многие вопросы, касающиеся атомных электростанций, так или иначе связаны с окружающей средой. Хотя работа атомных электростанций приносит большое количество полезной энергии, но, к сожалению, все «плюсы» в природе компенсируются своими «минусами». Атомная энергетика не исключение: в работе атомных электростанций сталкиваются с проблемами утилизации, хранения, переработки и транспортировки отходов.

Описанные в этой главе опасности ядерной энергетики не должны заслонять от нас ее преимущества. Сейчас на Земле живет более 5 миллиардов человек, скоро их станет 8 миллиардов. Всем им необходима энергия. Хищническое сжигание ископаемого топлива погубило бы окружающую среду, неизбежно привело бы к изменениям климата, лишило бы наших потомков запасов этого ценного сырья.

Наиболее чистый и, к сожалению, малопопулярный источник - солнечная энергетика - лишь начинает развиваться. Энергия воды, ветра и приливов явно недостаточна для удовлетворения растущих потребностей многомиллиардного населения.

Ядерные реакторы при нормальной эксплуатации, когда соблюдаются все необходимые правила, являются экологически безопасными. Они расходуют сырье (уран и плутоний), которое ни для чего другого не пригодно. К тому же из малого количества урана можно получить большое количество энергии, что дает возможность создать долгосрочные запасы ядерного топлива без значительных складских расходов. Итак, перед нами огромные преимущества ядерной энергии против возможности крупномасштабного радиоактивного заражения. Вообще-то вероятность такого несчастного случая можно свести к ничтожному уровню, если все страны согласятся принять немецкий стандарт безопасности, что совершенно неизбежно после предупреждения, которое получил весь мир после катастрофы на атомном реакторе в Чернобыле. Более того, отметим, что дальнейшее хищническое сжигание ископаемого топлива может привести к экологической катастрофе, последствия которой поистине непредсказуемы для всего живого на земле.

В конечном счете уголь и нефть, также как и уран с плутонием, в перспективе должны уступить место более надежным и экологически безопасным технологиям в энергетике, разработке которых ученые должны посвятить свои будущие проекты и научные исследования.

Ядерная мировая война - ужаснейшая из возможных катастроф, куда хуже, чем любые эпидемии чумы, землетрясения, извержения вулканов и химические экологические катастрофы вместе взятые. Конечно, все правительства на Земле сейчас делают все возможное, чтобы предотвратить такой конфликт, поскольку, в отличие от прежних завоевательных войн, в этой войне победителей не будет, будут только потерпевшие.
Однако абсолютно исключить возможность такой войны при сегодняшней напряженности в международных отношениях нельзя, тем более что она может разразиться из-за технической неисправности или по воле сумасшедшего диктатора. Результатом был бы не только счет жертвам на миллионы и миллиарды, но и радиоактивное заражение всего уцелевшего, особенно генофонда растений, животных и людей. Многие виды вымрут, поскольку поднятая ядерными взрывами пыль на многие месяцы закроет Солнце, поглотит часть солнечного излучения, вызовет новый ледниковый период. Вся человеческая цивилизация, от транспорта до здравоохранения, будет разрушена, если вообще в этой войне будут выжившие. Пройдут многие столетия, прежде чем Земля сможет хотя бы частично восстановиться после страшной катастрофы.

Водородная бомба - еще более страшное оружие, чем атомная бомба. В ней за счет взрыва урана или плутония достигаются температуры порядка нескольких миллионов градусов. При этих условиях находящиеся внутри бомбы изотопы водорода сливаются в ядра гелия и освобождают неописуемое количество энергии. Здесь мы видим дьявольскую комбинацию расщепления ядер и ядерного синтеза. Сравнительно небольшая атомная бомба, разрушившая японский город Хиросиму в 1945 году, обладала взрывной силой в 20 килотонн тринитротолуола (тротила) - обычной взрывчатки, используемой в качестве эталона. Мощность же самой большой из взорванных водородных бомб составила 58 мегатонн, что примерно соответствует 3000 таких бомб, как та первая, взорванная в Хиросиме.

Только в США и бывшем Советском Союзе вместе взятых имеется около 40 000 ядерных зарядов разной мощности. Лишь малой части этого запаса хватило бы для полного уничтожения жизни на Земле.

На атомных электростанциях энергия ядра освобождается, но тут же снова сковывается. Цепные реакции протекают здесь под полным контролем и обеспечивают равномерную подачу электроэнергии. В атомной бомбе неконтролируемые цепные реакции протекают с расщеплением такого количества ядер, что за доли секунды выделяется огромное количество энергии, способное вызвать невероятные разрушения. Для такого взрыва необходим практически чистый уран-235 или плутоний-239. Пассивный 0-238, способный предотвратить катастрофу, отделяется изотопными фильтрами.

Кроме того, необходимо наличие определенного минимального количества расщепляющегося материала, критической массы, чтобы нужное количество нейтронов могло вызвать расщепление ядер, не вылетая за пределы заряда. Эта критическая масса составляет для урана, как мы уже упоминали, 23 кг, а для плутония-239 всего 5,6 кг - шарик размером с теннисный мяч. Есть разные типы атомных бомб. Например, можно над целью соединить два куска урана с массой каждого ниже критической; соединившись, они превзойдут критическую массу. Исходный импульс для начала цепной реакции обеспечивает источник нейтронов. И тут начинается ад! Почти каждый нейтрон расщепляет новое ядро, возникающие при этом 2-3 новых нейтрона вызывают новые распады.

Никакой регулирующий стержень не остановит нарастающую нейтронную лавину. За несколько миллиардных долей секунды в результате бесчисленных ядерных распадов выделяется не только колоссальная энергия, но и смертельная радиация. Высокоактивные продукты распада, которые в мирное время заливают стеклом и хранят в соляных пластах, сыплются с неба на поля, леса и города, неся гибель всему живому.

Исчезающая при взрыве масса сравнительно невелика. При взрыве бомбы в Хиросиме превратился в энергию всего 1 г вещества, но это унесло 200 ООО человеческих жизней.

Ядерный взрыв на атомной электростанции невозможен даже при выходе из строя всех систем безопасности или оккупации станции террористами, потому что ядерное топливо в реакторе содержит всего 3% из расщепляющегося U-235, тогда как для ядерного взрыва потребовалась бы гораздо более высокая степень обогащения. Даже топливо бридеров на быстрых нейтронах не настолько обогащено, чтобы взорваться, подобно атомной бомбе, как часто утверждают противники этих реакторов. В их тепловыделяющих элементах содержится всего 20-30% расщепляющегося материала, а в атомной бомбе - почти 100%.

До недавнего времени во многих странах с радиоактивностью обращались, да и до сих пор часто обращаются весьма легкомысленно. Взрываются атомные бомбы всех типов, ядерные отходы закапывают в землю без соблюдения каких-либо правил, либо сбрасывают в море. Так, в бывшем СССР по данным футуролога Р.Юнгка еще до Чернобыльской аварии целые населенные пункты были переселены из-за радиоактивного заражения, во Франции на регенерационной установке La Hague произошла целая серия мелких аварий, повлекшая за собой более или менее значительные радиоактивные выбросы. После запрещения испытаний ядерного оружия в трех сферах (в атмосфере, в космическом пространстве и под водой; Московский договор 1963 года) загрязненность окружающей среды радиоактивными веществами пошла на убыль. Но наличие соседних стран, не обладающих такими традициями экологической безопасности, как Германия, продолжает вызывать беспокойство. Страшная авария на реакторе в Чернобыле со всей очевидностью показала нам, какая опасность исходит от атомных электростанций в других странах. А против уголовников, террористов или военной угрозы нет стопроцентной защиты и в Германии.

Градирни атомных электростанций мощностью 500 МВт каждую секунду выбрасывают в атмосферу около тонны водяного пара. За год испаряется примерно 32 миллиона тонн воды, что составляет 16% от испарения всего озера Бодензее. На озере эта влага выпаривается с большой открытой поверхности, тогда как в градирне выброс пара сконцентрирован на малом пространстве. Это при определенных метеорологических условиях может изменить локальный климат, что выражается в появлении тумана и облаков, уменьшении солнечного излучения и более частых осадках. Особенно большие проблемы возникают осенью, когда влажность воздуха особенно высока; в сухую погоду влияние выбросов несущественно. На макроси-ноптическую ситуацию градирни не оказывают влияния.

Впрочем, все сказанное относится не только к атомным электростанциям, но и к любым электростанциям, где применяются градирни.