Трагедія на ЧАЕС повністю розвіяла міф про дешевий і безпечний "мирний" атом.
Таблиця6. Найбільші аварії на АЕС (Преждо и др., 1996)
| Віндскале, Великобританія | СЛ-1, США | Люценс, Швейцарія | ТМІ, США | Чорнобиль, Україна | |
| Дата аварії | 10.10.1952 | 01.03.1957 | 21.01.1969 | 29.031979 | 26.04.1986 |
| Дата пуску | 1951 | 1958 | 1968 | 1978 | 1983 |
| Тепловапотужність, МВт | - | 3 | 30 | 2800 | 3200 |
| Мета використання | воєнна | воєнна | цивільна | цивільна | цивільна |
| Максимальнапотужність, МВт | - | 19000 | - | - | 320000 |
| Максимальна | |||||
| температура топливних | - | 2000 | 1300-3100 | 3100 | 4000-5000 |
| елементів, К | |||||
| Стан реактора після аварії | Знищено 150 | Знищено 20% | Знищено 1 паливний елемент | Повністю | Повністю |
| паливних | паливних | знищено | знищено | ||
| елементів | елементів | ||||
| Максимальна доза опромінення (mSv) | 160 | 0,1 | 0,05 | 0,5 | 300-500 |
| Колективна доза опромінення | 1200 | - | Дуже мала | 100 | 1600 |
У галузі практичного використання ядерної енергії сформувався такий основний напрямок, як ядерна енергетика,тобто здійснення в промислових масштабах перетворення ядерної енергії в інші види (механічну, електричну тощо), які використовуються потім для виробничих і побутових потреб.
Перетворення ядерної енергії в електричну відбувається на АЕС, основною частиною яких є ядерний реактор.У світі розроблено багато типів ядерних реакторів, що різняться за видами ядерного палива (за засобами і ступенем його збагачення), сповільнювачів, теплоносіїв, за використанням нейтронів та ін. Перевагу у використанні отримали ядерні реактори на теплових нейтронах, як більш прості. У так званій активній зоні реактора ядерне паливо під упливом нейтронів вступає в ланцюгову реакцію. Енергія, що при цьому виділяється, відводиться за допомогою теплоносія (води, органічної рідини, розплавленого металу, газу та ін.).
Навколо активної зони розміщено відображувач нейтронів. Управління ланцюговою реакцією здійснюється за допомогою стержнів-поглиначів, які підтримують виділення енергії на потрібному рівні, забезпечують рівномірність її розподілу по об'єму реактора. Ядерне паливо знаходиться в реакторі у вигляді стержнів - ТВЕЛів (тепловиділяючих елементів).
У міру "вигорання" компонента ядерного палива, що ділиться, умови, необхідні для роботи реактора, погіршуються (зникають активні атоми, накопичуються осколки поділу, поглинаються нейтрони). Щоб збільшити строк експлуатації ТВЕЛів, до активної зони реактора вводять стержні з речовин, які сильно поглинають нейтрони (Вr, Са та ін.). Спочатку їх занурюють глибоко, потім поступово виводять з активної зони. Таким чином підтримується стаціонарний ("критичний") режим. Переміщуючи стержні близько положення, що відповідає критичному стану, регулюють ланцюговий процес, посилюючи чи послаблюючи його. Таким чином регулюється потужність ядерного реактора.
Якщо видалити керуючі стержні з активної зони, реактор стане надкритичним, а значить і вибухонебезпечним. З цієї точки зору ніякий з існуючих реакторів не можна назвати абсолютно безпечним.
Як паливо для ядерних реакторів використовують уран, плутоній, торій. На шляху використання атомної енергії перед людством постає все більше й більше проблем. На першому плані стоять заходи щодо гарантування безпеки навколишнього середовища та населення, проблема поховання високорадіоактивних відходів, проблеми роботи АЕС в енергосистемах і багато інших. Системи забезпечення безпеки АЕС постійно розвиваються і вдосконалюються. Але незважаючи на це, атомна енергетика повністю екологічно безпечною вважатися не може.
Зараз учені всього світу працюють над отриманням екологічно безпечної і дешевої термоядерної енергії. Ідея термоядерного реактора - токамака належить видатним російським фізикам А.Д. Сахарову й І.Є. Тамму. За найбільш оптимістичними прогнозами, термоядерна електростанція почне виробляти енергію у 2050 р.
4. Наслідки аварії на Чорнобильській АЕС
Найбільша аварія за всю історію розвитку атомної енергетики сталася на Чорнобильській АЕС 26 квітня 1986 р. Під час вибуху її четвертого блоку був повністю зруйнований ядерний реактор.
Вибух на ЧАЕС був механічним, а не ядерним. У реакторі 4-го енергоблоку на момент вибуху було близько 180-200 тонн ядерного палива - урану (U-235, U-238), 400 кг плутонію-239 (Рu-239), 170 кг плутонію-240 (Рu-240). Близько 8 т (4% цієї кількості) було викинуто в навколишнє середовище.
Загальна активність викинутих речовин становила 6,2 млрд. кюрі. Під час вибуху виникла пожежа. Горіння графіту спричинило підвищення температури всередині зруйнованого реактора. Тому та частина радіонуклідів, що потрапила в навколишнє середовище під час пожежі, була у вигляді оксидів і карбідів рідкісноземельних металів.
Радіонукліди не розпорошилися до атомного рівня в повітрі, а були зв'язані в аерозольних частинках - хімічно активних і нерозчинних у воді. На зараженій поверхні, де ґрунт не перекопувався, радіонукліди й досі перебувають у верхньому 5-санти-метровому його шарі. Тому вони легко переносяться вітром, пиловими бурями і навіть бризками від крапель дощу.
В атмосферу було викинуто близько 450 типів радіонуклідів, які, зазнавши ядерних перетворень, створювали радіоактивне опромінення середовища. У 1986 р. 50-70% загальної радіоактивності створював йод-131 (I-131) з періодом напіврозпаду 8,04 доби.
Протягом трьох днів після аварії кияни дихали повітрям, у кожному кубічному метрі якого було до 10 гарячих частинок (залишків ядерного палива).
Лише за рахунок внутрішнього бета- і гамма-опромінення жителі Києва протягом 1986 р. одержали дозу опромінення до 5 бер на людину.
Після аварії на ЧАЕС сумарна активність забруднення за стронцієм і цезієм становить 500 млн. кюрі. Значний "внесок" у забруднення роблять також більш живучі ізотопи ніобію-95, цезію-141, рутенію-101, стронцію-89, цирконію-95, цезію-144, ру-тенію-106, цезію-134, свинцю-210, ксенону-133, криптону-85.
Період напіврозпаду йоду-131 становить 8,04 доби. Через 8 днів після аварії на ЧАЕС його залишилося половина від попередньої кількості, ще через 8 днів - 1/4, потім 1/8, 1/16 і т.д. Тобто через 2 місяці активність йоду знизилася практично до нуля. Його ж біологічна дія на організм людини виявилася лише через 3 роки.
За офіційними даними, внаслідок аварії на ЧАЕС було забруднено радіонуклідами 3,5 млн. га сільськогосподарських угідь, 2,5 млн. га орних земель, 1,5 млн. га лісів і садів у 12 областях України. Через 10 років після аварії на ЧАЕС у зв'язку з високим рівнем забруднення (понад 15 Кі/км2) з користування вилучено 180 тис. га орних земель і 157 тис. га лісу.
На нове місце було переселено 186 населених пунктів (116 тис. жителів). Зона відчуження складає 2044 км2, її більша частина - 1856 км2 - забруднена радіоактивним цезієм, стронцієм і плутонієм. Повне розпадання плутонію настане через 23 тис. років, період напіврозпаду інших трансуранових елементів буде тривати 300 років. Спостерігається підвищення радіаційного фону проти природного на третині території України, забруднення цезієм-137 понад 1 Кі/км2 охоплює 7% території, 15% лісів і сільськогосподарських угідь. Сильне забруднення стронцієм-90 і цезієм-137 зареєстровано на площі, що перевищує 3 400 км2.
Від аварії на ЧАЕС постраждало 4,8 млн. людей. У районах жорсткого контролю близько 170 тисяч людей отримали дозу загального опромінення від 1 до 5 бер, біля 90 тисяч - від 5 до 10 бер.
Великі дози місцевого опромінення окремих органів були обумовлені дією радіоактивного йоду: з 1,5 млн. людей, які проживали в зоні радіоактивного забруднення, приблизно 1,2 млн. дорослого населення отримали дозу внутрішнього опромінення щитовидної залози до 300 бер, близько 150 тисяч чоловік - від 30 до 100 бер, майже 30 тисяч - більше 100 бер. Ще більш високими були дози опромінення щитовидної залози в дітей. Отримані дози ведуть до ризику виникнення злоякісних пухлин щитовидної залози з імовірністю 1 на 50 тисяч чоловік для дорослого населення і 1 на 12 тисяч - для дітей. За десять років померло 167653 особи з числа ліквідаторів (повідомлення прес-служби Кабінету Міністрів України в газеті "Урядовий кур'єр" № 77-78 від 25 квітня 1996 р.) У 4229 випадках встановлено причинний зв'язок смерті з радіаційним ураженням. Здоров'я ліквідаторів поступово погіршується: кількість здорових людей серед них зменшилася з 78% у 1987 році, до 20% у 1994 році. Збільшилася кількість серцево-судинних захворювань, хвороб крові і щитовидної залози.