Тепловые потери АЭС в 1,5 раза больше, чем ТЭС аналогичной мощности; поэтому КПД атомных электростанций невелик (20-25%), и их работа сопровождается сбросом огромного количества теплоты в воздух и в воду. Тепловое загрязнение изменяет климат региона, где расположена АЭС. Увеличивается влажность воздуха, особенно в осенне - зимний период, что неблагоприятно влияет на здоровье людей, на состояние посевов, лесов, зданий и сооружений, в том числе распределительных устройств и линий электропередач.
Повышение температуры естественных водоемов, куда сбрасывают теплую воду из систем охлаждения станций, приводит к снижению концентрации растворенного в воде кислорода, что угнетает развитие рыбной молоди и приводит к гибели рыб. В нагретой теплой воде водоемов происходит бурное развитие сине-зеленых водорослей, наступает «цветение» воды; это явление, получившее название эвтрофизации, делает невозможным использование таких водоемов для питьевого водоснабжения.
Ученик 2. Второй фактор – наличие радиоактивных отходов.
Экологические проблемы возникают на всех этапах топливного цикла. Урановая руда добывается на рудниках подземным или открытым способом. Как и любая другая отрасль горнодобывающего производства, она ухудшает окружающую среду, выводя из хозяйственного использования значительные территории, изменяя ландшафт и гидрологический режим, загрязняя воздух, почву, поверхностные и подземные воды. Разработка урановых месторождений усугубляет эти проблемы тем, что на поверхности оказываются природные радионуклиды с большим периодом полураспада, что повышает радиоактивность особенно в отвалах рудной породы. Отходы на стадии добычи и первичной переработки природного урана очень велики и составляют 99,8%.
Использование воды в процессах добычи урановой руды и ее первичной переработки создает проблему безопасного хранения и утилизации жидких отходов, содержащих токсичные радиоактивные вещества. Из резервуаров для хранения жидких отходов радиоактивные вещества могут попадать в грунтовые воды и расположенные рядом поверхностные водоемы.
Многие сторонники ядерной энергетики утверждают: сами АЭС при их нормальной работе полностью безопасны и не создают особых экологических проблем. Думается, что это не совсем так. Ведь даже при нормальном функционировании обычных АЭС определенное количество радионуклидов выделяется в воздух. Для предотвращения «ксенонового отравления» реактора радиоактивный ксенон постоянно удаляют из реактора через высокую трубу. Небольшое количество радионуклидов поступает в водоем вместе со сбрасываемой водой.
Хотя эти радиационные выбросы в воздух и воду при нормальной работе АЭС невелики, благодаря аккумулирующему эффекту они могут оказывать неблагоприятное воздействие на живые организмы, а также на людей, работающих на станции и живущих в зоне ее расположения.
Твердые и жидкие отходы, возникающие при регенерации ядерного топлива, обладают очень высокой радиоактивностью и требуют специальной переработки и специального захоронения в целях обеспечения безопасности.
Имеются серьезные основания считать, что все существующие в настоящее время методы обезвреживания радиоактивных отходов (РАО), в том числе химические, недостаточно надежны и представляют собой источник постоянной опасности для жизни во всех пространственных структурах биосферы.
Ученик3. Третий фактор – радиоактивные излучения.
Радиоактивные излучения (РИ) – самая главная опасность атомной энергетики, существующая, как следует из вышесказанного, на всех этапах топливного цикла и работы АЭС.
Под действием радиации поражаются клетки тканей, прежде всего их ядра, нарушаются способность клеток к делению и обмен веществ в них. Наиболее чувствительны к радиационному воздействию кроветворные органы (костный мозг, селезенка, лимфатические железы), эпителий слизистых оболочек (в частности, кишечника), щитовидная железа. В результате действия радиоактивных излучений на органы человека возникают тяжелейшие заболевания: лучевая болезнь, злокачественные опухоли, приводящие нередко к смертельному исходу. Облучение оказывает сильное влияние на генетический аппарат, приводя к появлению потомства с уродливыми отклонениями или врожденными тяжелыми заболеваниями организма.
Специфическая особенность радиоактивных излучений: они не воспринимаются органами чувств человека и даже при смертельных дозах не вызывают болевых ощущений в момент облучения; в этом – их «коварство».
Ученик 4. Четвертый фактор – аварийные ситуации на ядерных объектах, в том числе на АЭС.
Взрыв четвертого энергоблока Чернобыльской атомной электростанции (ЧАЭС) – одна из таких ситуаций. Он произошел 26 апреля 1986 года в 01ч 23 мин 40с и вызвал прежде всего механическое разрушение верхней защитной плиты реактора (массой 2 тыс тонн), топливных кассет и взрывной выброс значительного количества диспергированного ядерного топлива, содержащего более 100 различных радионуклидов.
Первая стадия аварии – два взрыва; в течение первого за 1 с радиоактивность реактора возросла в 100 раз, а ходе второго - через 3 с – радиоактивность реактора увеличилась в 440 раз.
Вторая стадия аварии - (26 апреля – 2 мая) горение графитовых стержней.
Третья стадия (2-6 мая) – расплавление ядерного топлива.
В период горения стержней температура внутри реактора не опускалась ниже 15000С, а после 2 мая стала повышаться, приблизившись к 30000С, что вызвало расплавление оставшегося ядерного топлива (цирконий, из которого изготавливают ТВЭЛы для всех типов реакторов, имеет температуру плавления 18520С). Горение реактора (хотя и с меньшей силой) продолжалось до 10 мая.
Отечественные эксперты по атомной энергетике установили главную причину аварии: взрыв на ЧАЭС стал результатом инженерно-конструкторского дефекта технической схемы водографитового реактора серии РБМК (Реактор Большой Мощности Кипящий).
Ученик 5. Для безаварийного функционирования АЭС очень важен человеческий фактор. Именно он стал второй причиной аварии на ЧАЭС. Преступное пренебрежение правилами работы и техникой безопасности, допущенное частью персонала, сыграло свою пагубную роль.
По официальным оценкам радиоактивность, «выброшенная» из технического реактора, равнялась 50 млн Ки. Это значение явно занижено, поскольку определено по данным, полученным к 6 мая, и не учитывало большей части короткоживущих радионуклидов, в том числе йода-131, период полураспада которого равен 8,1 суток и который также чрезвычайно опасен. Неправильная оценка ситуации не позволила принять необходимые меры безопасности.
Как установили эксперты, при аварии на ЧАЭС 3,5% продуктов деления в реакторе (это 63 кг) было выброшено в атмосферу; для сравнения укажем: в результате взрыва атомной бомбы, сброшенной на Хиросиму, образовалось всего 0,74 кг радиоактивных «отходов».
В момент взрыва образовалось огромное (высотой 2км) облако радиоактивностью в десятки миллионов кюри, состоящее из аэрозолей – диспергированных «горячих» частиц ядерного топлива, смешанных с радиоактивными газами.
На территории четвертого блока после взрыва оказались крупные обломки топливных кассет и графита, которые ликвидаторы последствий аварии собирали бульдозерами и лопатами (!). По всей территории станции были разбросаны сплавившиеся с асфальтом более мелкие куски ядерного топлива, которые невозможно было собрать.
В западном и северо-западном направлениях, куда стало распространяться первое самое концентрированное облако горячих радиоактивных частиц и радиоактивных газов, не оказалось городов и больших населенных пунктов, но изменение направления ветра на 1800 через неделю, когда еще продолжалось истечение высокорадиоактивной газо-аэрозольной струи из зоны реактора, привело к широкому разбросу радиоактивных продуктов.
По оси перемещения взрывного радиоактивного облака уже через несколько дней после взрыва стала появляться пятикилометровая полоса умирающего леса, названного «рыжим лесом», так как иглы сосен изменили свой цвет с зеленого на желто-красный. Образовалась полоса мертвого леса, где кроны деревьев получили дозы в 10000 – 11700 рад (рад – радиационная адсорбированная доза – одна из внесистемных единиц поглощенной дозы излучения), что на порядок выше летальных доз для растительности; она заняла площадь 38 км2. В этом лесу погибли все мелкие млекопитающие.
Жидкими осадками и сухими выпадениями вдоль «чернобыльского следа» произошло заражение водоемов и почвы.
После того, как из окружающей среды исчезли короткоживущие радиоактивные изотопы, главную опасность стала представлять радиоактивная пыль из сухих частиц ядерного топлива, поскольку она могла легко подниматься ветром и попадать в легкие. Даже спустя 5 лет у диких млекопитающих (лосей, кабанов и др.), обитавших в зоне отчуждения, были обнаружены в тканях легких до 25000 таких частиц на 1 кг ткани.
Согласно официальным данным, общая загрязненная радионуклидами площадь с показателем 0,2 мР/ч (фоновое допустимое значение 0,01 мР/ч) в первые после аварии дни составляла 200 тыс км2, а площадь зоны с уровнем загрязнения 15 Ки/км2 по цезию-137 (в 100 раз выше среднего по стране) оказалась раной – 10 тыс км2. На территории последней проживали лишь четверть миллиона человек.
Лишь спустя несколько лет после катастрофы в печати появлялись некоторые данные о тех изменениях в живых организмах, которые произошли в результате облучения во время и после чернобыльской аварии. Стало известно, что в 1986 году йодной профилактикой было охвачено свыше 1,5 млн детей (1 млн 694 тыс). По прогнозу число заболеваний щитовидной железы, в которой избирательно накапливается радиоактивный йод, со временем должно увеличиваться, достигнув пика (увеличения на 40%) через 13-15 лет.
Подводя печальный итог Чернобыльской катастрофы, произошедшей в 1986 году, известно, что погибло 80 тысяч человек, пострадало более 3 миллионов человек, из которых 1 миллион – дети. Чернобыль принес убытки, сравнимые с бюджетами целых государств, а последствия катастрофы не удастся преодолеть еще длительное время.