Тема: Оценка потенциальной опасности Ленинградской АЭС
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
📋 Содержание
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ 9
ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ 10
1.1. Понятия, принципы и нормы радиационной безопасности в системе
оценки риска чрезвычайных ситуаций 12
1.1.1. Основные понятия радиационной безопасности 12
1.1.2. Принципы и задачи радиационной безопасности 17
1.1.3. Нормирование в радиационной безопасности 20
1.1.З.1. Проблемы нормирования малых доз радиации 25
1.2. Механизм биологического воздействия ионизирующих
излучений 30
1.3. Обеспечение радиационной безопасности на объектах атомной
энергетики 33
1.4. Проблемы образования отходов ядерного топливного цикла 37
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 45
2.1. Объекты исследования 45
2.2. Методы исследования 47
ГЛАВА 3. АНАЛИЗ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ И
ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ ОПАСНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЛЕНИНГРАДСКОЙ АЭС 50
3.1. Воздействие Ленинградской АЭС на окружающую среду при работе в штатном режиме 52
3.1.1. Оценка содержания техногенных радионуклидов в почве
на территории Ленинградской АЭС 58
3.1.2. Нерадиационные факторы воздействия Ленинградской АЭС
на Копорскую губу Финского залива 65
3.1.2.1. Тепловое воздействие на Копорскую губу в районе
размещения Ленинградской АЭС 68
3.1.2.2, Химическое воздействие на Копорскую губу в
районе размещения Ленинградской АЭС 72
3.2. Обращение с радиоактивными отходами и отработавшим ядерным топливом на Ленинградской АЭС 74
3.2.1. Важнейшие направления решения проблем накопления радиоактивных отходов и отработавшего ядерного топлива на Ленинградской АЭС 78
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 83
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 87
📖 Введение
Структура электроэнергетики во второй половине XX века пополнилась различными альтернативными источниками энергии. Среди них достойным конкурентом традиционным энергоресурсам стала атомная энергетика.
Спустя более чем полвека после запуска первой АЭС, атомная энергетика действительно совершила революцию на рынке электроэнергии, заняв значительную долю в нем (рис. 1). По состоянию на 02.05.2017 в мире насчитывается 447 энергоблоков установленной мощностью 392 ГВт, строятся еще 59 и планируется 170 [95].
Однако, несмотря на конкурентные преимущества и большой потенциал, мирный атом в своем развитии столкнулся с рядом проблем, связанных со специфическим явлением радиоактивности. В формирующейся радиофобии важную роль сыграл тот еще факт, что процесс деления ядер урана изначально изучался для создания мощнейшего оружия в истории человечества [5, с. 7].
Атомная энергетика имеет свои специфические аспекты влияния на природную среду. На ее развитие оказывает влияние целый спектр объективно существующих факторов: экологических, экономических, социальных, медико-биологических, психологических, региональных факторов риска.
Едва было предотвращено оплавление активной зоны реактора на американской АЭС Три Майл Айленд (Three Mile Island) в 1979 году, но не удалось избежать глобальной экологической катастрофы и человеческих жертв после аварий на Чернобыльской АЭС в 1986 году и на «Фукусиме-1» в 2011 году. Не смотря на то, что сегодня ни в структуре энергетики, ни в какой-либо другой промышленной отрасли, не уделяется столько внимания вопросам технического обеспечения безопасности и регламентации нормативов, как в атомной энергетике, статистический анализ рисков аварий прошлых лет диктует свои аспекты дальнейшего развития: некоторые страны отказываются от атомной энергетики в пользу традиционных энергоресурсов. Помимо отсутствия эффективных решений для исключения возникновения подобных рисков в будущем, острые дебаты ведутся вокруг экономической эффективности атомной энергетики и экологической безопасности, нелегального распространения ядерных материалов, проблемы утилизации ядерных отходов и оценки воздействия атомной энергетики на окружающую среду и здоровье человека при работе в штатном режиме [36, 94].
Но, несмотря на это, атомная энергетика обладает рядом таких же объективных преимуществ перед традиционными энергоресурсами:
• Запасы углеводородов и каменного угля не только гиперболически истощаются, но и используется некомплексно. В то же время доказанные запасы 235U не колеблются так часто, как запасы нефти, природного газа и угля, что формирует значительную стабильность цен на уран и дает гарантию обеспечения топливом атомной энергетики [5];
• Энергия, выделяемая в ядерных реакторах, несоизмеримо больше, чем в результате обычной химической реакции (например, сжигания), поэтому для выработки электроэнергии требуется на порядок меньше топлива. Например, 1 кг низкообогащенного урана (~4% 235U) при полном расщеплении выделяет энергию, эквивалентную сжигаю примерно 100 т высококачественного каменного угля или 60 т нефти [36];
• Работа АЭС в штатном режиме сопровождается практически полным отсутствием вредных выбросов в окружающую среду. В первую очередь, это связано с тем, что на АЭС не происходит сжигание атмосферного кислорода - самоподдерживающаяся ядерная реакция обеспечивается делением ядер 235U, а не химическими реакциями [44];
• Даже если разведанные запасы урана будут несоизмеримы с их потреблением, атомная энергетика не останется без топлива, так как ядерное топливо потенциально практически неисчерпаемый источник энергии. В реакторах на быстрых нейтронах посредством двух последовательных 0-распадов облучают 238U и 232Th до 239Pu и 233U соответственно. 239Pu и 233U рассматриваются как вторичное ядерное топливо [63].
В нашей стране вопрос развития атомной энергетики является одним из наиболее актуальных для энергетики страны в целом. Россия является одним из лидеров в области технологий мирного атома. В стране действуют 10 АЭС: 35 энергоблоков установленной мощностью 26,8 ГВт, которые вырабатывают 18,6% всего производимого электричества в стране и 7,5% в мировой структуре атомной энергетики. При этом в Европейской части России доля атомной энергетики достигает 30%, а на Северо-западе - 37% [62]. Россия на своей территории строит еще 7 энергоблоков, 25 планируется. Больше энергоблоков, чем Россия, строит только Китай [95].
В настоящей работе основное внимание уделяется одной из проблем эксплуатации АЭС: радиоактивного загрязнения природной среды в условиях нормальной работы. Работа АЭС в штатном режиме не исключает поступление в окружающую среду радиоактивных веществ [32]. Именно АЭС ответственны за регулярное поступление техногенных радионуклидов в воздух, воду и почву. Включаясь в биологические миграционные цепочки, они попадают в организм животных и человека, что приводит к формированию дополнительного (к естественному фону) источника облучения. Это определяет важность оценки содержания этих радионуклидов в почве, воде и воздухе не территории АЭС.
В России в рамках обеспечения радиационной безопасности подобная оценка проводится для всех атомных электростанций. Для Ленинградской АЭС исключительную важность оценки потенциальной опасности определяет, во- первых, ее географическое расположение на берегу Финского залива всего в 42 км от центра третьего по населению города Европы - Санкт-Петербурга; во- вторых, ее значимостью для самого города - она обеспечивает 50% его энергопотребления. Помимо оценки радиационной безопасности Ленинградской АЭС для комплексной оценки потенциальной опасности важно изучить нерадиационные факторы воздействия на экосистемы, таких как, тепловое загрязнение (сброс подогретых вод), химическое загрязнение и биологическое загрязнение водоема-охладителя АЭС.
Цель данного исследования состоит в детальной оценке опасности воздействия на окружающую среду Ленинградской АЭС.
Исходя из поставленной цели, ставятся следующие задачи для ее достижения:
• рассмотреть теоретические основы радиационной безопасности в системе оценки воздействия радиационно-опасных объектов на окружающую среду и здоровье человека;
• проанализировать основные характеристики Ленинградской АЭС;
• проанализировать радиационные и нерадиационные факторы воздействия Ленинградской АЭС на окружающую среду при работе в штатном режиме;
Предметом исследования является воздействие атомной энергетики на окружающую среду.
Объектом исследования является импактная зона Ленинградской АЭС.
Теоретической и методической основой диссертационной работы выступают научные труды отечественных и зарубежных ученых и исследователей в области радиационной безопасности, радиобиологии, радиоэкологии, а также в области воздействия атомных электростанций на окружающую среду и здоровье человека.
Информационно-статистическую базу исследования составляют официальные публикации Министерства энергетики России, официальные отчеты по экологической безопасности Государственной корпорации «Росатом» и «Национального оператора по обращению с радиоактивными отходами». Были использованы материалы собственных экспериментальных исследований и материалы научно-исследовательских институтов, организаций и ведомств, занимающихся анализом электроэнергетики: Мировой ядерной ассоциации, Международного энергетического агентства, Всемирного энергетического совета, Массачусетского технологического института и др.
Объем и структура работы: работа изложена на 98 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 3 глав, заключения, списка литературы, включающего 95 наименований, в том числе 16 на английском языке. Диссертация иллюстрирована 25 рисунками и 14 таблицами, не имеет приложений.
✅ Заключение
Рассмотрены теоретические основы обеспечения радиационной безопасности. Раскрыты основные понятия радиационной безопасности, ее принципы, задачи и нормирование. Отдельным пунктом выделено нормирование малых доз радиации, так как эта проблема является актуальной для оценки радиационного воздействия атомной энергетики при нормальной эксплуатации. Были изучены основные фазы механизма биологического воздействия ионизирующих излучений. Рассмотрены особенности обеспечения радиационной безопасности на объектах атомной энергетики и проблемы образования отходов ядерного топливного цикла.
На основании теоретических и экспериментальных исследований можно сделать следующие выводы:
1. Работа Ленинградской АЭС в штатном режиме сопровождается регулярными выбросами инертных радиоактивных газов и радиоактивных аэрозолей, которые в своем составе содержат как естественные, так и искусственные радионуклиды, среди которых присутствуют долгоживущие биологически значимые радионуклиды 137Cs и 90Sr;
2. Выбросы радиоактивных аэрозолей и радиоактивных инертных газов редко превышает 1-5% от допустимого выброса. Содержание техногенных радионуклидов в атмосферном воздухе и почве значительно ниже норм, установленных НРБ-99/2009. Содержание 137Cs и 90Sr даже с учетом их миграции по трофическим цепям и постепенным увеличением концентрации в растительности, грибах, ягодах и сельскохозяйственной продукции существенно ниже установленных норм (до 10 раз ниже естественного фона);
3. Создаваемое выбрасываемыми техногенными радионуклидами дополнительное (к естественному) облучение является объектом нормирования малых доз радиации. С учетом рекомендованной МКРЗ концепции беспорогового действия радиации, это облучение является вредным и может быть причиной возникновения стохастических эффектов, в том числе злокачественных опухолей. Однако по современным данным, малые дозы радиации не являются причиной каких либо вредных мутационных изменений, а сама концепция беспорогового действия радиации подвергается критике. Тем не менее, этот вопрос остается открытым, так как на данный момент невозможно точно экстраполировать на человека результат экспериментальных данных, а эпидемиологические данные по численности наблюдаемых популяций человека и срокам наблюдения недостаточно репрезентативные;
4. В соответствии с принципами радиационной безопасности при оценке воздействия радиационных факторов важно учитывать хозяйственные и социально-экономические аспекты, так как необоснованное вмешательство в виде мероприятий по защите населения от ионизирующего излучения может повлечь за собой только нарушение нормальной жизнедеятельности населения, а также хозяйственного и социального функционирования территории. Подобное вмешательство может повлечь за собой не только экономический ущерб, но и неблагоприятное воздействие на здоровье и психическое состояние населения. Это особенно актуально для Ленинградской АЭС, которая обеспечивает 50% энергопотребления третьего по величине города Европы - Санкт-Петербурга, а также является градообразующим предприятием для г. Сосновый Бор.
5. Проводимая на данный момент политика по соблюдению экологической и радиационной безопасности на Ленинградской АЭС соответствует установленным нормам, что подтверждается, также, мероприятиями по модернизации энергоблоков, комплексов по переработки РАО и методов обращения с ОЯТ. Тем не менее, проблема безопасного и эффективного обращения с РАО и ОЯТ на данный момент не решена окончательно. На сегодняшний день самым эффективным методом окончательной утилизации РАО и ОЯТ является их полная изоляция от окружающей среды в специальных могильниках, оборудованных в глубоких геологических формациях. Среди методов обращения с ОЯТ возможно широкое внедрение замкнутого ядерного топливного цикла, предполагающего повторное использование ядерного топлива. Все эти методы сопровождаются дополнительными рисками утечки опасных радиоактивных и химических веществ в окружающую среду и на сегодняшний день являются чрезвычайно дорогостоящими;
6. На основании данных по выбросам основных загрязняющих химических веществ в составе сточных вод Ленинградской АЭС можно сделать вывод, что химическое воздействие на водоем-охладитель - Копорскую губу - находится в пределах нормы, превышений ПДК не выявлено.
7. Среди реально существующих сильных антропогенных воздействий в результате функционирования ЛАЭС на окружающую среду наиболее масштабным является тепловое загрязнение Копорской губы Финского залива. Достигаемая разница в 10 °С между температурой заборных и сбросных вод приводит к серьезным изменениям физических, химических, биохимических и биологических процессов в водоеме. Как следствие измененных экологических условий, для Копорской губы стало характерным эвтрофирование прибрежных вод и появление до 45 водных видов-вселенцев. Последнее причисляется уже к биологическому загрязнению и может повлечь за собой вытеснение местных видов в результате конкуренции, что приведет к упрощению биологического разнообразия местных экосистем и, как следствие, к снижению их способности противостоять внешним воздействиям.
Несмотря на серьезные проблемы атомной энергетики, среди которых чрезвычайная дороговизна эксплуатации, небезопасность и накопление радиоактивных отходов, имеющиеся у нее конкурентные преимущества в виде стабильных запасов ядерного топлива, его колоссальной энергоемкости и практически полного отсутствия вредных выбросов в окружающую среду пророчат большое будущее для технологий мирного атома. На сегодняшний день обеспечение безопасности не исключает полностью риск возникновения чрезвычайной ситуации на АЭС, что подтверждается статистикой возникновения радиационных аварий, свидетельствующих о потенциальном риске глобального радиационного заражения. Тем не менее, достигнутый на сегодняшний день уровень безопасности позволяет причислить АЭС к одним из самых безопасных объектов мировой энергетики. Также ведется постоянная работа по совершенствованию технологий утилизации РАО и ОЯТ.
В современном постиндустриальном обществе, где с каждым годом на порядок увеличивается потребность в электроэнергии, но при этом идет речь о глобальном внедрении концепции устойчивого развития, минимизации воздействия на окружающую среду, а экологическая безопасность является одной из ключевых частей национальной безопасности, противоречиво говорить о развитии традиционных энергоресурсов, таких как каменный уголь, мазут, природный газ и энергию ГЭС. При этом известные альтернативные источники энергии не отличаются стабильностью и, тем более, они явно не соответствуют потребностям человечества. В таких обстоятельствах атомная энергетика может выступить компромиссом, который гарантирует и хозяйственные потребности человека, и минимальное воздействие на окружающую среду.
Ленинградская АЭС, не смотря на подходящие сроки эксплуатации, сегодня является одним из примеров не только эффективной выработки электроэнергии, но и примером удачного экологического менеджмента и достойного уровня обеспечения радиационной безопасности.



