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.
Абсолютно исключить возможность ядерной 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.
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.
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.
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 макросиноптическую ситуацию градирни не оказывают влияния.
Впрочем, все сказанное относится не только к атомным электростанциям, но и к любым электростанциям, где применяются градирни.
Техногенные воздействия на окружающую среду при строительстве и эксплуатации атомных электростанций многообразны. Обычно говорят, что имеются физические, химические, радиационные и другие факторы техногенного воздействия эксплуатации АЭС на объекты окружающей среды.
Отметим наиболее существенные факторы:
· локальное механическое воздействие на рельеф при строительстве;
· повреждение особей в технологических системах при эксплуатации;
· сток поверхностных и грунтовых вод, содержащих химические и радиоактивные компоненты;
· изменение характера землепользования и обменных процессов в непосредственной близости от АЭС;
· изменение микроклиматических характеристик прилежащих районов.
Возникновение мощных источников тепла в виде градирен, водоемов- охладителей при эксплуатации АЭС обычно заметным образом изменяет микроклиматические характеристики прилежащих районов. Движение воды в системе внешнего теплоотвода, сбросы технологических вод, содержащих разнообразные химические компоненты, оказывают травмирующее воздействие на популяции, флору и фауну экосистем.
Особое значение имеет распространение радиоактивных веществ в окружающем пространстве. В комплексе сложных вопросов по защите окружающей среды большую общественную значимость имеют проблемы безопасности атомных станций (АС), идущих на смену тепловым станциям на органическом ископаемом топливе. Общепризнанно, что АС при их нормальной эксплуатации намного - не менее чем в 5-10 раз "чище" в экологическом отношении тепловых электростанций (ТЭС) на угле. Однако при авариях АС могут оказывать существенное радиационное воздействие на людей, экосистемы. Поэтому обеспечение безопасности экосферы и защиты окружающей среды от вредных воздействий атомных электростанций - крупная научная и технологическая задача ядерной энергетики, обеспечивающая ее будущее.
Отметим важность не только радиационных факторов возможных вредных воздействий АС на экосистемы, но и тепловое и химическое загрязнение окружающей среды, механическое воздействие на обитателей водоемов-охладителей, изменения гидрологических характеристик прилежащих к АС районов, т.е. весь комплекс техногенных воздействий, влияющих на экологическое благополучие окружающей среды.
3.ВЫБРОСЫ И СБРОСЫ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ АС
Исходными событиями, которые, развиваясь во времени, в конечном счете, могут привести к вредным воздействиям на человека и окружающую среду, являются выбросы и сбросы радиоактивности и токсических веществ из систем АС. Эти выбросы делят на газовые и аэрозольные, выбрасываемые в атмосферу через трубу, и жидкие сбросы, в которых вредные примеси присутствуют в виде растворов или мелкодисперсных смесей, попадающие в водоемы. Возможны и промежуточные ситуации, как при некоторых авариях, когда горячая вода первого контура выбрасывается в атмосферу и разделяется на пар и воду.
4.ПЕРЕНОС РАДИОАКТИВНОСТИ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ
Выбросы могут быть как постоянными, находящимися под контролем эксплуатационного персонала, так и аварийными, залповыми. Включаясь в многообразные движения атмосферы, поверхностных и подземных потоков, радиоактивные и токсические вещества распространяются в окружающей среде, попадают в растения, в организмы животных и человека.
Проблему оценки защищенности окружающей среды можно представить в виде последовательного решения некоторых математических задач:
· расчет изменений и возмущений состояния среды в результате внешних воздействий, определение поля концентраций опасных веществ после стационарных и аварийных выбросов, сбросов из технологических систем АС;