Проблемы развития ядерной энергетики

   На общественное сознание продолжает давить радиоактивное наследие ядерного военно-промышленного комплекса СССР. И это наследие еще долго будет поддерживать подозрительное отношение людей к атомной энергетике.

   Но есть еще одна группа "отходов" деятельности атомной энергетики - это отработавшее топливо (ОЯТ). Оно содержит в себе как необходимые для атомной энергетики уран и плутоний, которые после его переработки возвращаются в топливный цикл, так и долгоживущие продукты распада ядер урана - актиноиды с периодом полураспада сотни и тысячи лет, от которых надо какими-то способами избавляться, то есть трансформировать в нерадиоактивные элементы. Соответствующие технологии разрабатываются. Они базируются на реакторах, на быстрых нейтронах, способных обеспечить замкнутый топливный цикл атомной энергетики (бридинг) и "сжигать" (трансмутировать) в одной из их разновидности - реакторах-"мусорщиках" – радиационноопасные актиноиды ("сжигать" - переводить актиноиды путем облучения нейтронами в другой, нерадиоактивный химический элемент). Пока только небольшая часть ОЯТ перерабатывается на заводе РТ-1 в ПО "Маяк" в г. Озерске Челябинской обл. Выделенные из них долгоживущие радиоактивные элементы остекловываются и остаются на хранении в хранилище при заводе. Но технология завода РТ-1 позволяет перерабатывать не все виды ОЯТ, а второй завод РТ-2 с более современной технологией все еще строится в Красноярске. Поэтому основная часть ОЯТ хранится на AЭС. [www.polar.mephi.ru/4].

   Твердые радиоактивные отходы АЭС собираются в специализированном предприятии ПО "Радон".  
   Идеальная ситуация в развитии атомной энергетики будущего - это ее  

функционирование  с радиационно-эквивалентным захоронением РАО, что означает достижение равенства  количества захороненных радионуклидов  количеству извлеченных из земли.  
В будущем предстоят демонтаж выработавших ресурс АЭС и рекультивация их площадок до "зеленых лужаек". Технологии демонтажа и переработка радиоактивных отходов в известной мере отрабатываются в настоящее время при утилизации атомных подводных лодок. Проблем, финансовых и технологических, в этом деле множество, но они решаемы.[Экология и бизнес,-№4, 2003г.] 
 

АЭС и окружающая среда.

Положение с  воздействием российской атомной энергетики на окружающую среду таково: радиационная обстановка в районах размещения АЭС в основном определяется естественным природным фоном. Концентрация радионуклидов в приземном слое атмосферы не превышает норм радиационной безопасности и составляет 10-17-10-19 Ки/л. Это во много раз меньше допустимой концентрации по нормам для населения. Радиоактивное загрязнение почвы, растительности, воды, в том числе цезием-137, находится на уровне природного фона.  
   На АЭС запрещен слив в поверхностные водоемы любых сточных вод с содержанием в них радионуклидов выше величины допустимого сброса. Уровень гамма-излучения за пределами территории электростанции не превышает 15-18 мкР/ч. Среднегодовая доза облучения персонала российских АЭС по многолетним наблюдениям составляет 0,1-1,0 сЗв при норме 5 сЗв, а населения - еще меньше. [Алексахин Р. М., Архипов Н. П., Бархударов Р. М. и др. Тяжелые естественные радионуклиды в биосфере. М.: Наука, 1990,с.32-41] Для всех российских АЭС оформлены и согласованы с региональными органами контроля и мониторинга за состоянием природной среды экологические паспорта, которые содержат все  
 

основные характеристики электростанции, связанные с воздействием на окружающую среду. Экологический паспорт является основным документом, узаконивающим экологическую безопасность станции. По оценкам специалистов Международного агентства по использованию атомной энергии (МАГАТЭ) российские АЭС и уровень профессионализма обслуживающего персонала соответствуют мировым стандартам.

Но это экологическое  благополучие, повторим, относится  к безаварийной эксплуатации АЭС, то есть к эксплуатации без аварии с  риском для окружающей среды (технические  инциденты не опасны для персонала и населения и случаются, как на всяком промышленном предприятии). Залогом этого благополучия являются научно-физическое и инженерное совершенство конструкции ядерного реактора, а также компетентность и профессионализм обслуживающего персонала.  
Говоря об экологических проблемах ядерной энергии, следует помнить - она не противопоставляется всем другим энергоресурсам, она составная часть энергокомплекса страны, с присущими ей достоинствами и недостатками. Надежное, длительное энергообеспечение человечества едва ли возможно без использования ядерной энергии.  
   Если рассматривать влияние энергетики на климатические процессы Земли, то атомная энергетика имеет бесспорное достоинство. Суть этого проста - ядерный реактор генерирует энергию без расходования атмосферного кислорода, он не производит тепличных газов (в частности диоксида углерода), которые по современным научным представлениям приводят к нарушению температурного режима планеты, к потеплению климата, которое для человечества может принести бед больше, чем выгод.  
   Гипотеза о влиянии энергетики, работающей на органическом топливе, на глобальное потепление климата, конечно, не бесспорна, но ее поддерживают многие ученые, и к ней следует относиться очень серьезно. В настоящее время ежегодно производится 20 млрд. т диоксида углерода, и это значение будет расти по мере  

роста населения  Земли и увеличения энергопотребления. АЭС мощностью 1 тыс. МВт способна предотвратить выделение в атмосферу  диоксида углерода, и не исключено, что эта глобальная проблема вынудит человечество развивать и совершенствовать технологии ядерной энергетики. [ruatom.ru/50let/index28.html]

Перспективы развития ядерной энергетики в ХХI веке

   За 50 лет развития ядерная энергетика прошла путь становления от первых опытных установок до развитой промышленности. В процессе развития ядерной энергетики стало очевидным, что сложность ядерных технологий требует значительных средств для их разработки и внедрения, а также высокой готовности потребителей к их использованию. Обеспечение ядерной безопасности при использовании ядерных технологий требует соответствующего уровня культуры общества. Это требование относится и к разработчикам, и к пользователям, и к системе управления, контроля и регулирования ядерного производства, и к уровню образованности общества в целом. Все это делает процесс развития ядерной технологии инерционным, возникает необходимость повышенного в сравнении с обычной техникой внимания государственных структур. В связи с отмеченными выше обстоятельствами, а также более высоким риском инвестиций коммерческие структуры участвуют в развитии новых ядерных технологий с большей осторожностью, чем в не ядерной сфере. Это также сказывается на инерционности ядерных инноваций. Государственные структуры должны взять на себя ответственность за своевременную разработку и внедрение инноваций в эту сферу энергетического производства. В сферу международной ответственности входит как непосредственный анализ и отбор того, что необходимо делать, обеспечение соответствующих научных и технических разработок, стимулирование коммерческих промышленных структур к реализации инновационных технологий, а также подготовка конкретных пользователей (стран и структур) к работе с  

ядерными технологиями. Опережающие действия государственных структур по инновациям в ядерном производстве обусловлены пониманием, что ожидание «жаренного петуха» может привести к чрезмерным экономическим нагрузкам на общество. В тоже время опыт предыдущего пятидесятилетия атомной энергетики предостерегает и против неподготовленных революционных шагов в ее технологическом развитии. В связи с этим, оценивая предстоящие этапы развития ядерной энергетики, можно уверенно прогнозировать сочетание эволюционного улучшения отработанных и успешно реализуемых технических подходов с постепенной разработкой и освоением новых технологических решений, соответствующих требованиям ядерной энергетики будущего этапа. Достаточно условно можно представить следующие этапы развития ядерных технологий в XXI веке:

Ближний, (десять – двадцать лет)

• эволюционное развитие реакторов и технологий топливного цикла, разработка и опытная эксплуатация улучшенных и инновационных технологий реакторов и топливного цикла.

Период активного роста ядерной энергетики, (до середины столетия)

• расширение масштабов в четыре/пять раз,
• освоение инновационных технологий реакторов и топливного цикла, (расширенное воспроизводство топлива, замкнутый U-Pu и Th-U цикл, использование полезных и выжигание опасных изотопов, долговременная геологическая изоляция РАО, бридеры, высокотемпературные реакторы, малые реакторы, производство водорода, опреснение воды).

Период устойчивого развития крупномасштабной ядерной энергетики, (вторая половина столетия):  

• развертывание инновационных ядерных технологий,
• многокомпонентная ядерная энергетика,
• атомно-водородная энергетика.[//potential.org.ru]

Заключение 

Значительный  рост мирового энергопотребления является неизбежным в двадцать первом веке, особенно в развивающихся странах. Глобальное потребление энергии, по всей видимости, удвоится к середине века, даже если исходить из очень низких темпов роста. Этот рост зависит от развития мировой экономики, роста населения и стремления к более равномерному распределению потребления энергии по регионам мира. Другим важным вызовом энергетики, который будет способствовать устойчивому развитию мирового сообщества, является использование водорода, производимого из воды с применением чистых источников первичной энергии.      И, наконец, обеспечение пресной водой также потребует значительных источников энергии. Позитивному решению этих проблем будет способствовать развитие ядерной энергетики. Чтобы существенно повлиять в глобальном масштабе на производство энергии, энергетическую безопасность и улучшение экологической обстановки, производство ядерной энергии должно быть увеличено к середине века в 4 – 5 раз от ныне достигнутого. Наличие ядерных мощностей такого масштаба поднимает очень важные вопросы относительно ресурсной обеспеченности топливом, обращения с отходами и распространения ядерного оружия. Очевидно, что при дальнейшем развитии ядерной энергетики необходимо обеспечить экономическую приемлемость и соблюдение критериев технической безопасности. Крупномасштабное развитие ядерной энергетики предполагает ее использование в большем числе стран, чем в настоящее время. Это ставит дополнительные задачи в ее развитии, учитывающие вопросы безопасности и нераспространения. В настоящее время ядерная энергетика используется, главным образом, для генерации  

электричества. В перспективе ядерная энергия  наряду с наращиванием производства электричества будет постепенно замещать органическое топливо в теплоснабжении технологических процессов, а, в конечном счете, обеспечит производство водорода из воды. Кроме того, в перспективе будет освоено опреснение морской воды с использованием ядерной энергии. В мире имеется достаточное количество ядерных материалов для обеспечения потребностей ядерной энергетики в топливе на многие десятилетия вперед даже при работе в открытом цикле. Однако в дальнейшем она неизбежно столкнется с ограниченностью ресурсов дешевого урана. В связи с этим придется неминуемо реализовать возможности ядерной энергии по замыканию топливного цикла и расширенному воспроизводству топлива при использовании в качестве сырья урана и тория. Внедрением этих инновационных ядерных технологий проблемы ресурсов ядерного топлива могут быть вообще сняты. Одной из важнейших проблем ядерной энергетики продолжает оставаться проблема нераспространения. Снижение риска распространения, безусловно, будет одним из важных критериев при выборе перспективных топливных циклов. Имеющийся опыт свидетельствует о том, что для эффективного снижения риска распространения делящихся материалов требуется не только рассмотрение новых технологических подходов, но и разработка новых институциональных рамок.