Таблица 6. Валовые выбросы ТЭС

       

     Расчеты рисков смерти для населения от воздействия  воздуха, загрязненного взвешенными  веществами, в городах с крупными угольными ТЭС показали, что индивидуальные годовые риски находятся на уровне 10^-3–10^-4 (табл.7). Суммарный популяционный риск смерти для населения, проживающего в сфере влияния выбросов угольных ТЭС, оценивается в 8-10 тыс. дополнительных смертей в год.

     Таблица 7. Индивидуальный и  популяционный годовые  риски смерти для  населения некоторых  городов c крупными угольными ТЭС

 

     Следует отметить, что современные расчетные  данные риска ТЭС являются пока весьма приближенными и неопределенно  заниженными, так как в них  обычно не принимаются во внимание комплексность воздействия токсичных  микроэлементов, окислов серы, углерода, азота и других выбросов. Анализ совокупности воздействия нескольких вредных факторов ТЭС весьма сложен из за неопределенности в описании зависимости доза – эффект, так как не всегда достаточно корректно удается установить удельный вклад каждого из них в ответную реакцию организма, особенно в реализацию отдельных эффектов, и экстраполяцию экспериментальных данных с животных на человека. Абсолютная и относительная концентрация, длительность и порядок воздействия еще в большей степени усложняют картину комбинированных воздействий, так как возможны различные варианты интеграции сочетанного действия патогенных факторов: усиление эффекта, отсутствие или торможение эффекта одного из действующих агентов при их совместном влиянии, ослабление суммарного эффекта, а также независимость в действии каждого из них.

     Недостаточная оценка комбинированных воздействий  и возможность их взаимного влияния  на фенотипическую картину патологического  процесса при некоторых обстоятельствах  могут породить преувеличение опасности и завышение допустимых норм в силу того, что корреляция доза – эффект может обуславливаться отягчающим влиянием дополнительных факторов, действия которых проявляется синергизмом по отношению к анализируемому агенту. Поэтому в основу методологических подходов оценки многофакторных воздействий на организм должен быть положен принцип единства организма и среды.

     При сгорании органического топлива  с дымовыми выбросами в атмосферу  поступают радиоактивные ⁴⁰К, ²³⁸U, ²²⁶Ra, ²³²Th и продукты их распада. По расчетам при зольности угля 10% за год ТЭС мощностью 1 ГВт с коэффициентом очистки выбросов 0,975 выбрасывают в атмосферу, ГБк: ⁴⁰K – 4,0, ²³⁸U и ²²⁶Ra – по 1,5, ²¹⁰Pb и ²¹⁰Pо – по 5,0, ²³²Th – 1,5. В действительности зольность используемого в качестве топлива угля колеблется от 10 до 45 % (в зависимости от месторождения), поэтому ТЭС дают более высокое значение выбросов естественных радионуклидов в окружающую среду (табл. 8). Суточный выброс золы в атмосферу составляет 36 т, и при высоте трубы 150–200 м радиус загрязненной территории равен примерно 50 км.

     Таблица 8. Выбросы естественных радионуклидов, их содержание в атмосфере и  накопление в почве  в районе расположения угольной ТЭЦ мощностью 1 ГВт 

 

     Застой в развитии ядерной энергетики уже способствовал увеличению выброса парниковых газов, особенно диоксида углерода. При сжигании только 1 кг угля расходуется 2,67 кг кислорода, и в атмосферу выделяется 3,67 кг углекислого газа. Еще более серьезная проблема ТЭС – выбросы оксидов серы и азота (кислотные дожди и отравления). По подсчетам американских экологов, за последние 30 лет (с 1970 г.) благодаря АЭС в США был предотвращен выброс в атмосферу более 2 млрд т диоксида углерода. Только в 2002 г. удалось избежать выброса 2 млн т оксида азота, 4 млн т сернистого газа и более 650 млн т углекислого газа. Эффективная эквивалентная доза в результате выбросов угольной ТЭЦ (с коэффициентом очистки выбросов 0,975) существенно больше, чем АЭС равной мощности. Экологические последствия эксплуатации угольной ТЭС (с коэффициентом очистки выбросов 0,975) и АЭС одинаковой мощности 1 ГВт приведены в табл. 9.  

Таблица 9. Экологические  последствия эксплуатации угольной ТЭС (с коэффициентом  очистки выбросов 0,975) и АЭС одинаковой мощности 1 ГВт

     

 

     Сжигая органическое топливо (нефть, газ, уголь), человек разрушает природные структуры, вносит хаос в биосферу, уничтожая ту упорядоченность, которая сформировалась на протяжении тысячелетий благодаря энергии Солнца. Сравнение относительной опасности газообразных отходов лишний раз подтверждает преимущество АЭС по сравнению с ТЭС при воздействии на организм человека.

     Научно  обоснованное представление о радиационном риске сильно отличается от понимания  обществом реальной опасности (табл. 10). Напомним, что риск здоровью населения, проживающего вблизи АЭС, составляет всего 10^-5–10^-7.  
 
 
 

     Таблица 10. Структура облучения  населения некоторых  субъектов Российской федерации в1998 г.

     

     Индивидуальный  пожизненный риск для персонала, занятого в атомной отрасли России, за счет дозы от производственного облучения, полученной в 1999 г., составляет 1,1•10^-4, что на порядок ниже предела индивидуального пожизненного риска для персонала, установленного НРБ-99 и равного 1,0•10^-3. Снижение облучаемости персонала продолжается на протяжении ряда лет (табл. 11), и в настоящее время ее уровень для всех российских АЭС, кроме АЭС с реакторами РБМК, не уступает показателям лучших АЭС мира. Вклад профессионального облучения в облучение населения не превышает 0,03%.

     Таблица 11. Средние годовые индивидуальные дозы облучения персонала и лиц, командированных на АЭС России, мЗв

     Приведенные в табл.11 данные сопоставимы по величине с дозами облучения населения  от природных источников – среднемировое  значение 2,4 мЗв/год. В 13 субъектах Российской Федерации средние дозы облучения населения от природных источников превышают 5 мЗв/год, а в целом на Земле колеблются от 1,5 до 15 мЗв/год, достигая в отдельных местах 50 мЗв/год.

     Вклад техногенных источников в коллективную дозу облучения населения составляет около 1%, в том числе за счет глобальных выпадений вследствие испытаний ядерного оружия – 0,9%, за счет промышленных источников ионизирующего излучения – 0,1%. Низкий уровень облучения населения от техногенных источников сохраняется даже вблизи крупнейших предприятий ЯТЦ. В табл. 12 представлены данные о дозе облучения населения, проживающего в непосредственной близости от крупнейших предприятий отрасли.

     Таблица 12. Дозы облучения  населения вокруг предприятий атомной  отрасли России в 1993-1996 гг.

     

     Индивидуальные  годовые канцерогенные риски  для населения в зоне влияния  крупнейших предприятий ЯТЦ при  хроническом облучении составляют 10^-6–10^-7. На уровне пренебрежимо малого риска находятся так же риски смерти среди населения, проживающего вблизи АЭС, (3-8)•10^-7. Эти радиационно обусловленные риски оказываются на три порядка ниже рисков, связанных с химическим загрязнением атмосферного воздуха в крупных промышленных городах страны. Популяционные радиационные риски для персонала (0,36 в год) и населения (0,71 в год) страны за счет эксплуатации промышленных источников ионизирующего излучения в сумме не превышают значение 1,07 фатальных случаев в год. Таким образом, вклад техногенного радиационного облучения в ежегодную смертность населения России составляет всего 0,00005%, а вклад всех предприятий атомной отрасли в суммарное облучение населения – менее 0,1%.

     Как уже отмечалось, выбросы ТЭС не нормируются и, соответственно, не контролируются. Радиоактивные выбросы АЭС и  предприятий атомной отрасли  во всем мире регулируются крайне жесткими нормативами и практически не изменяют природный фон. Нормативно-правовую базу в области радиационной безопасности отличает бoльшая жесткость в отношении регламентации радиационного фактора по сравнению с иными видами техногенных воздействий. Следует отметить, что требования Российских нормативных документов (Федеральный закон "О радиационной безопасности населения", "Нормы радиационной безопасности (НРБ-99)", "Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99)"и др.), обеспечивающих приемлемый уровень радиационной безопасности на территории страны и ограничивающих все виды облучения разумными пределами при различных видах деятельности с конкретными источниками ионизирующего излучения, значительно более жесткие, чем рекомендации МАГАТЭ.

     В 2002 г. газоаэрозольные выбросы и  жидкие сбросы всех АЭС России создали  дополнительную к фоновому облучению  населения от природных источников дозу не более: 0,1 мкЗв на АЭС с реакторами ВВЭР-1000 и 0,5 и 2,0 мкЗв на АЭС с реакторами ВВЭР-440 и РБМК-1000 соответственно. Таким образом, уровень радиационного воздействия АЭС на население и окружающую среду не превысил 0,06% от дозы, создаваемой природными источниками ионизирующего излучения, и не может быть измерен на фоне естественной радиации. Приведенные данные позволяют уверенно говорить об экологической безопасности АЭС России. В отличие от ТЭС современные АЭС при штатной эксплуатации не меняют радиационную обстановку в зонах их расположения. Опыт работы АЭС в России, выполнение санитарно технических требований при проектировании, строительстве и эксплуатации сохраняют радиационную обстановку в зоне их расположения на уровне предпускового периода, позволяя использовать санитарно защитную зону АЭС для нужд сельского хозяйства.

Радиационная  безопасность

     Основой обеспечения радиационной безопасности и проектных доз облучения  персонала при нормальной работе АЭС является соблюдение концептуальных принципов радиационной безопасности: обоснование, нормирование и оптимизация с учетом экономических и социальных факторов. Пределы доз облучения персонала при эксплуатации АЭС и проведении ремонтных работ приведены в табл. 13.

Таблица 13. Пределы эффективных  доз облучения  персонала при  нормальной эксплуатации АЭС (установленные в нормативных документах и ТЗ на проектирование реакторов ВВЭР)

*Для  персонала группы  Б проектные значения  доз должны составлять  не более 0,25 приведенных  величин

**Нормы  Европейской комиссии  для проектов реакторов.

     Из  всех видов техногенных воздействий именно уровень облучения обеспечен наиболее оперативным и точным контролем. Введенные в действие в 2001 г. новые Санитарные правила проектирования и эксплуатации атомных станций (СП АС-99) ограничили суммарное радиационное воздействие АЭС на население и окружающую среду за счет газоаэрозольных выбросов и жидких сбросов пределом 20 мкЗв/год (по 10 мкЗв/год на газоаэрозольные выбросы и жидкие сбросы). В соответствии с НРБ-99 такое воздействие создает радиационный риск менее 10^-6 в год и является, безусловно, приемлемым.

     Сегодня мы располагаем фундаментальными данными  о влиянии радиации на разные уровни биологической организации (от молекулярного  до организма в целом). Доказано, что вероятностные эффекты, инициированные техногенным облучением (исключая чрезвычайные ситуации, связанные с радиационными инцидентами), практически не могут быть достоверно выделены на фоне аналогичных эффектов, вызванных факторами нерадиационной природы. Обнаружить эти эффекты в виде повышенной частоты или необычного характера наследственных заболеваний не удалось даже у потомков пострадавших при атомной бомбардировке японцев.

     Аналогичное отсутствие наследственных дефектов характерно и для предприятий атомной  промышленности и проживающего вблизи населения (табл. 14).

     Имеющиеся в настоящее время эпидемиологические данные МКРЗ не позволяют сделать  заключение о доказанном радиационном канцерогенезе в области малых доз облучения (0-100 мЗв – табл. 15).  
 

Последние технические достижения

 

     Хочется также отметить, что прогресс не стоит на месте. Человечество стремится автоматизировать всевозможные трудоемкие или опасные для здоровья технологические процессы. Не исключение и ядерная энергетика. Например в Политехническом институте Ренселлера запущен проект разработки эффективных и надежных ядерных реакторов с помощью компьютерных моделей. В его ходе будут задействованы два из топ-7 наиболее мощных суперкомпьютеров в мире.  

     Трехлетний  проект проводится силами ученых из Политехнического института Ренселлера, Колумбийского  университета и университета Стоуни-Брук. Все эти учреждения базируются в Нью-Йорке. Проект финансируется министерством энергетики США, его стоимость составляет $3 млн., руководителем является профессор ядерной физики института Ренселлера Майкл Подовски (Michael Podowski).

Проект  называется "Deployment of a Suite of High Performance Computational Tools for Multiscale Multiphysics Simulation of Generation-IV Reactors" ("Развертывание комплекса высокопроизводительных вычислительных инструментов для многомасштабного мультифизического моделирования реакторов IV поколения").

     В ходе проекта будут созданы детальные  математические модели ядерных реакторов  следующего поколения. Эти модели могут  сыграть важную роль при разработке новых ядерных ректоров, отличающихся улучшенными характеристиками безопасности, воспроизводства топлива и длительности работы между перезагрузками.

     В работе будут использоваться два  суперкомпьютера - седьмой в мире по мощности суперкомпьютер из Ренселлеровского вычислительного центра нанотехнологических  инноваций и пятый в мире по мощности суперкомпьютер из Брукхейвенской национальной лаборатории. Обе машины произведены в IBM.