Применение атомной энергии

2.3. Плавучая  атомная электростанция.

(слайд 7)

Совсем недавно Минатом России утвердил технический проект плавучей атомной станции малой мощности на базе освоенных судовых технологий с двумя реакторными установками КЛТ-40С. В данном проект электрическая мощность плавучего энергоблока составляет 77 МВт, мощность теплофикации – 84 Гкал/час. Строительство плавучего энергоблока возможно на «Севмашпредприятии» (г. Северодвинск). Размещение таких станций должно решить проблемы энергетики во многих северных районах. В частности для размещения атомных станций малой мощности в настоящее время разработаны площадки в городах Северодвинск (Архангельская обл.), Дудинка (Долгано-Ненецкий АО, Красноярский край), Вилючинск (Камчатская обл.), Певек (Чукотский АО). Сооружение АТЭС ММ на базе плавучего энергоблока с реакторными установками КЛТ-40С в г. Северодвинск включено в Федеральную целевую программу «Энергоэффективная экономика».

ПАЭС рассчитаны на использование ядерных установок АБВ-67 и КЛТ-40, воплотивших опыт эксплуатации и технологию изготовления морских реакторов. КЛТ-47 уже далеко не новый реактор, успевший подтвердить свои характеристики и надежность в течение более чем 25 лет при эксплуатации на атомных ледоколах. При этом последние современные модификации, коснувшиеся в частности охладительной системы повысили её безопасность.

3. Биологические  и экологические аспекты использования  атомной энергии

Стоит рассмотреть аргументы, приводимые ими в опровержение традиционных обвинений экологов. В первую очередь сомнения природозащитников основаны на влиянии штатных радиоактивных выбросов на хрупкую экосистему крайнего севера.

3.1. Радиационная  ситуация Северных районов

Сначала надо дать хотя бы краткую характеристику радиоактивной ситуации в Северных районах. При этом отметим, что Арктический регион России в силу своих географических и социологических особенностей в значительной степени подвержен опасности радиоактивного загрязнения и степень этой опасности постоянно возрастает. Это во многом связано с наличием в регионе большого количества военных объектов связанных с ядерным оружием и ядерным топливом. В настоящее время отдельные территории Арктического региона России относятся к числу экологически неблагоприятных. Можно выделить следующие источники потенциальной опасности радиоактивного загрязнения окружающей среды на примере региона Кольского полуострова:

(слайд 8)

— атомный ледокольный флот;

— Северный флот, оснащенный подводными и надводными кораблями с ядерными энергетическими установками и несущий ядерное оружие; (В результате эксплуатации военного и гражданского атомных флотов, базирующихся в Мурманской и Архангельской областях, ежегодно образуется до тысячи кубических метров твердых и 5000 м3 жидких радиоактивных отходов.)

— судоремонтные и судостроительные заводы как гражданского, так и военного профиля и предприятия, занимающиеся переработкой и утилизацией радиоактивных отходов и списанных подводных лодок (Суда «Лотта», «Серебрянка», «Лепсе», «Володарский» и «Имандра», использующиеся для хранения радиоактивных отходов и отработанного ядерного топлива);

— пункты захоронения радиоактивных отходов (на Кольском полуострове, находится пять мест для утилизации ядерных отходов);

— испытания ядерного оружия на Новой Земле; (уже проведено 132 ядерных взрыва, из них 86 — в атмосфере и 8 — в Баренцевом и Карском морях.)

— последствия выпадения радиоактивных осадков после аварии на Чернобыльской АЭС, которые сказываются даже в этих районах, чем доказывается практическая необратимость и недопустимость аварий;

— энергетические ядерные установки, в числе которых — Кольская и Билибинская атомные станции;

— добыча и переработка естественно-радиоактивного сырья (лопарит, беделлит, перовскит);

— РИТЭГи (радиоизотопные термоэнерго-генераторы). Вышедшие из строя установки представляют опасность аварийного радиоактивного облучения не только человека и животных, а и наземных и морских участков территории. И вопреки Европейским закону России о радиационной безопасности доступ посторонних лиц ко многим РИТЭГам не ограничен.

Мурманская область по количеству ядерных реакторов на душу населения превосходит все другие области и страны. Здесь широко распространены объекты, применяющие различные ядерные технологии. На 58 предприятиях и учреждениях области используются различные радиоизотопные приборы технологического контроля. В Мурманске на РТП «Атомфлот» базируются 9 судов с 13-ю водо-водяными реакторами под давлением.

3.2. Круговорот химических соединений в экосистемах

Все перечисленные предприятия приводят к появлению в окружающей среде техногенных радионуклидов, влияние которых на здоровье человека изучено слабо. Но влиянием этих выбросов на среду не следует пренебрегать. В первую очередь оно будет пагубно сказываться на уникальной флоре и фауне северных побережий и морей.

Очень важно, что имеет место миграция радионуклидов по экологическим цепям. За время долгой арктической зимы (снежный покров более 9 месяцев) газо-аэрозольные выбросы будут частично осаждаться на снег. Во время же бурной арктической весны все накопленные зимой в снежном покрове радионуклиды превратятся в залповый сброс радиоактивности. Каков путь этих радиоактивных потоков в арктической экосистеме?

Радионуклиды, выпадающие из атмосферы, постепенно накапливаются в почвенно-растительном покрове. В ходе накопления нуклидов происходит их радиоактивный распад, миграция в глубь почвы и частичный смыв поверхностными водами в реки, озера и моря. Достаточно мощным является загрязнение радионуклидами морей при различного рода захоронениях РАО (радиоактивных отходов). Многие морские организмы способны накапливать в себе радиоактивные вещества, даже если они находятся в очень низкой концентрации. Следует заметить, что некоторые радионуклиды свинца-210 и полония-210, поступают в организм с пищей. Они концентрируются в рыбе и моллюсках, поэтому люди, потребляющие много рыбы и других морепродуктов, могут получить относительно высокие дозы внутреннего облучения.

Даже незначительные, на первый взгляд, количества долгоживущих радионуклидов, благодаря высокой степени накопления и концентрации, с одной стороны, и суммирования эффекта действия в череде поколений, с другой стороны, способны привести к негативным результатам.

Известно, что арктические народы из-за этого получали значительные дозы внутреннего облучения через цепочку ягель-олень-человек. Это в первую очередь объясняется концентрацией радиоактивных веществ в данной трофической цепи и тяжело протекающим выводом радиоактивного стронция из костной ткани организма человека.

Однако, по мере более полного изучения указанных процессов люди научились контролировать их и не допускать наступления неблагоприятных последствий использования ядерного топлива.

3.3. Биологическое  воздействие излучения

В последние годы заметно увеличилось внимание к вопросам безопасности и воздействия на окружающую среду ядерных реакторов. В странах запада строительство ведется в условиях жесткого контроля уполномоченных органов и общественности. Это связано с различными аспектами ядерной энергетики, в том числе такими, как возможность распространения ядерного оружия. Однако, основная полемика сосредоточена вокруг потенциально возможного воздействия ионизирующего излучения на население, не только в результате аварий, но даже и при нормальной работе реакторов, поскольку практически невозможно полностью остановить утечки радиоактивности в окружающую среду.

Для того чтобы оценить потенциальную опасность, связанную с утечкой радиоактивности, прежде всего, необходимо рассмотреть влияние ионизирующего излучения на организм человека и других высших млекопитающихживотных, вред которым в рассматриваемой уникальной среде Крайнего Севера будет непоправимым.

Воздействие ионизирующего излучения на живые организмы связано с повреждениями образующих клетки молекул вследствие воздействия на них потоков заряженных частиц. Эти повреждения классифицируются каксоматические и генетические . Соматические повреждения – это повреждения, возникающие непосредственно в облученном организме, а генетические повреждения затрагивают половые клетки (гаметы) и поэтому могут влиять на будущие поколения.

Чтобы понять механизм воздействия ионизирующего излучения на живой организм, необходимо рассмотреть структуру и функции клетки. Почти все клетки состоят из ядра, окруженного ядерной оболочкой , которая отделяет его от цитоплазмы. Цитоплазма окружена клеточной мембраной , формирующей внешнюю границу клетки. Цитоплазма и содержащиеся внутри нее органоиды , ответственны за обмен веществ в клетке, то есть образование белков и удаление продуктов распада.

Ядро ответственно за управление метаболической активностью клетки, которое осуществляется хромосомами– нитевидными образованьями, состоящими из дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), то есть из цепочки генов.

Передача энергии клеточному веществу происходит в результате ряда последовательных взаимодействий излучения с отдельными молекулами. Т.е. взаимодействия заряженных частиц с молекулами биологической ткани, в которую они глубоко проникают. Глубина эта зависит от типа заряженной частицы. Альфа частицы поражают внешние слои, бета-излучение – проникает глубже, а гамма частицы проникают на достаточную глубину ткани, чтобы поразить жизненно-важные органы. Таким образом, в сумме пораженными оказываются не только внешние слои ткани, но и достаточно толстый слой клеток. При этом энергия, передаваемая молекулам при каждом взаимодействии, относительно велика. А поскольку результат воздействия ионизирующего излучения напрямую зависит от поглощенной единицей массы облученной ткани (так называемая поглощенная доза излучения), то и относительно небольшое количество энергии, проникшее в тело в форме такого излучения, может вызвать значительное повреждение клеток.

(слайд 9)

Биологические воздействия ионизирующего излучения можно разделить на прямые и косвенные. При прямом воздействии прохождение заряженной частицы вызывает разрыв химических связей в биологически важной молекуле, такой как белок или нуклеиновая кислота. При этом нормальное функционирование молекулы может нарушаться. Косвенное воздействие связано с разрушением более простых молекул, например воды. Что приводит к появлению химически активных ионов. При этом речь идет не только о том, что при дальнейшей миграции этих ионов в клетке могут быть задеты более сложные элементы, но в результате их рекомбинации могут образовываться химические яды, перекись водорода к примеру.

При облучении клетки наиболее чувствительны к радиационным повреждениям макромолекул ДНК. Эти молекулы состоят из генов и образуют хромосомы, управляющие всей деятельностью клеткам. Выражается эта чувствительность в том, что значительно ускоряется, по сравнению с естественными темпами, процесс мутаций. Мутации – это «запрещенные» соединения, возникающие в молекуле ДНК при делении клетки (при этом процессе происходит разделение молекул носящих наследственную информацию на две новых клетки, и этот процесс требует однозначности связей между азотистыми соединениями). Такие мутации, естественно, неблагоприятны, поскольку могут произойти в гене, управляющем выработкой какого-либо жизненно необходимого фермента. В таких условиях поврежденная клетка оказывается не жизнеспособной и быстро умирает, потому в случае, если доза облучения была высока, то количество погибших клеток настолько возрастет, что это приведет к образованию опасных и обширных повреждений органов тела.

Но это не единственная опасность. Даже если доза излучения не была достаточно высока, чтобы привести к смерти из-за обширного повреждения клеток, определенное запаздывающее воздействие все же может проявиться в течение жизни облученного организма. Как первоочередные можно выделить уменьшение продолжительности жизни и увеличение вероятности раковых заболеваний. Последний эффект, если он возникает, проявляется только после латентного периода, который может длиться годами. Особая опасность подобного проявления в том, что истинный механизм канцерогенного воздействия излучения до сих пор не ясен. Он может быть обусловлен мутациями внутриклеточных вирусов и эти мутации могут передаваться многие поколения вирусов, до появления в организме клинических наблюдаемых изменений (рост раковых клеток).