З усіх операцій ЯТЦ основна кількість теплоти, яка скидається в довкілля припадає на АЕС. Сучасні ТЕС, що працюють на вугіллі, мають тепловий ККД приблизно 40%. Приблизно 15% теплоти ТЕС викидається в атмосферу через витяжні труби. На АЕС практично все надлишкове тепло скидається з водою, і відповідно, на одиницю встановленої потужності з АЕС його надходить в водойма в 1,5 рази більше, ніж с ТЕС.
Досвід експлуатації теплових та атомних електростанцій показує, що скид тепла з водою в водойми та прокачування її крізь агрегати станції впливає на якість води та екологічний режим водоймищ. Основні фактори впливу прокачування крізь системи скиду підігрітої води в водоймі наступні:
механічне травмування та загибель гідробіонтів, температурний шок у молодняка риби та гідробіонтів під час проходження води крізь загороджувальні решітки, насосні установки та конденсаційні трубки. Нижче місця водоскиду зазвичай накопичується багато мертвих або померлих планктонних тварин ;
підвищення температури води в водоймі в районі скиду вод та впливу підігрітої води на всю гідрофауну та флору. Теплове навантаження до 5000 ккал/добу на 1 м2 площі водоймища стимулює інтенсивність розвитку бактеріальної мікрофлори, підвищує процеси хімічного окислення та сприяє самоочищенню водоймища, а вище 5000 ккал/ (добу* м2 ) погіршує санітарний стан водоймищ;
збільшення темпів та коефіцієнтів накопичення радіоактивних та токсичних речовин у гідро біонтів. Крім того, зростає синергетичний ефект впливу токсичних речовин.
При відсутності достатньої кількості води для охолодження на АЕС можна застосовувати градирні. Однак при потужності АЕС 1 ГВт (ел.) градирні випарюють приблизно 2000 м3 /год води, що підвищує локально абсолютну вологість повітря на 10 – 15 % та сприяє утворенню туманів. Збільшення вологості повітря призводить до погіршення розсіювання радіонуклідів в атмосфері та цілого ряду негативних явищ.
В цілому вплив скиду підігрітої води в водоймища є недостатньо вивченим, тому відповідно оцінити масштаби та глибину її екологічного впливу на природи поки що важко. Разом з тим вже зараз вимагається розробка науково обґрунтованих норм теплового впливу на водні системи та екологічного нормування складу радіонуклідів в підігрітій воді. Для обґрунтування екологічних норм необхідно вивчити закономірності міграції та накопичення критичних радіонуклідів, виявити найбільш чуттєві ланки водних біоценозів і т. д.
Знешкодження та переробка рідких радіоактивних речовин
Знешкодження та переробка рідких радіоактивних відходів, особливо з високим рівнем активності, є важливим завданням. Для рідких викидів низької та середньої активності часто застосовують розрідження та витримування, особливо для відходів, що містять короткоживучі ізотопи. Рідкі радіоактивні відходи зберігають у спеціальних резервуарах або захоронюють.
Захоронення рідких радіоактивних відходів здійснюється у різних умовах. Дуже часто відходи, що містять короткоживучі ізотопи, захоронюють у спеціально відведених місцях, наприклад у мілких викопаних трашеях, бетонних ямах.
Знищення радіоактивних речовин через захоронення у мілких бетонних або земляних траншеях є звичайною практикою в деяких країнах-членах «Євроатому». Відходами можуть надавати необхідної форми або просто завантажувати у транспортні контейнери.
Нині існують загальні принципи захоронення рідких радіоактивних відходів у неглибоких траншеях:
- умови захоронення у неглибоких траншеях повинні забезпечити ізоляцію радіонуклідів у зоні застосування протягом заздалегідь визначеного періоду;
- умови захоронення зумовлені геологічними обставинами, однак штучні бар’єри (покриття траншеї, лінія траншеї, бетонні ями) та надання відходам належного стану зумовлюють відповідний тип захоронення;
- на основі попередньо визначеного часу та локальних умов навколишнього середовища потрібно встановити верхні межі для загальної кількості довгоживучих ізотопів.
З 1946 і до середини 60-х років деякі країни світу (Велика Британія, США та ін. ) практикували скидання радіоактивних відходів з низьким рівнем радіації. В 1975 р. введена в дію Лондонська конвенція про запобігання забрудненню морів викидами відходів та інших матеріалів, де визначено загальні основи для запобігання недопустимому забрудненню морів як радіоактивними , так і звичайними речовинами .
Якщо говорити про переробку рідких радіоактивних відходів, то дуже ефективним є метод оскляніння. Одна із таких схем, розроблена у Росії, буде описана докладніше на малюнку. Основним елементом цієї схеми є прямокутний басейн, викладений із вогнетривких блоків у металевому корпусі. Електропіч розділена на 2 зони: варильну та виробіткові відповідно 2400 мм і 2315 мм при ширині 800 мм.
Вирбіткова та варильна зони з’єднуються донним перетіком шириною 70 мм і висотою 200 мм. Тепло для процесу виділяється у розплавленій скломасі під час пропускання змінного електричного струму між електродами, виготовленими з молібдену.
Установка працює таким чином. Перероблений розчин подають у варильну зону через трубчасті живильники без форсунок. Для отримання фосфатного скла розчин попередньо змішують з ортофосфорною кислотою. Дляотримання боросилікатного скла як флюси використовують мінерал – датолітовий концентрат і діоксин кремнію. Під живильниками на скломасі утворюється кальцинований продукт, на верхній поверхні кальцинату зневоднюється поданий розчин й кальцинується сухий залишок, нижня частина якого поступово переходить у розплавлений шар .
Якщо накопичується скломаса, рівень якої у варильній та виробітковій зонах завдяки донному перетіку стає однаковим, то готове скло із зливного отвору у виробітковій зоні стікає у приймальну циліндричну ємність. Об’єм зливної порції скла становить 200 л.
Відхідні гази з електропечі поступають у барботер – конденсатор, що складається із барботера з трубчастим холодильником і трубчастого дефлегматора. Парогазовий потік подають у нижню частину апарата, в якому завдяки барботажу через шар охолоджувальної речовини (конденсату) відбувається конденсація парів води та азотної кислоти, а також вилучення та розчиненню твердої фази і радіонуклідів у конденсаті. Додаткова конденсація парів здійснюється в трубчастому дефлегматорі. Очищення газу від аерозолю відбувається на фільтрах грубого та тонкого очищення. Для вловлювання парів тетроксиду рутенію призначена колона з піролюзитом. Кінцеве очищення газів від оксидів азоту здійснюється в абсорбційній колонці.
Висновок
Отже, єдино реальним шляхом для розвитку енергетики на сьогодні є розвиток саме ядерної енергетики. Хоча після аварії на Чорнобильській АЕС недовіра громадськості до ядерної енергетики зросла . З 80-х років ХХ ст. безпека на АЕС підвищилась в тисячі разів, на сучасних атомних станціях введені нові ліміти щодо викидів шкідливих речовин, а реальні скиди та викиди з АЕС є значно меншими ніж гранично допустимі норми, які визначені законодавством.
Такі електростанції мають більший КПД у порівнянні із сонячними або вітровими електростанціями. Також вони використовують менше палива ніж теплові електростанції – 1кг урану є еквівалентним 100000 т вугілля.
Проте дуже актуальною проблемою для ядерної галузі є проблема утилізації та захоронення ядерних відходів. В наш час вже існують технології зберігання та утилізації твердих та рідких ядерних відходів, але повністю знищити відходи такого виробництва на сучасному етапі розвитку науки і техніки неможливо.
Список літературних джерел
1. Болем чем достаточно? / Пер. с англ. Д.Б. Вольфберга. –М.: Энергоатомиздат, 1984. – 216 с.
2. В.В. Бадев, Ю.А. Егоров, С.В. Козаков "Охрана окружающей среды при эксплуатации АЭС", Москва, Энергоатомиздат, 1990 р.
3. Добровольський В. В. Екологічні знання: Навч. посібник. Миколаїв: Вид-во МДГУ ім. П. Могили, 2004. – 300с.
4. Журавлев В.Ф. Токсикологія радіоактивних речовин: Навч. посіб. – М., 1990. – 75 с.
5. Использование водорослей для очистки пруда-охладителя Южноукраинской АЭС от радиоактивных веществ // Отчет по НИР Института биофизики СЗ СССР. – 1991. № 08-7348. – М., 1991. – 92 С.
6. Карташов В.В. Радіаційнийвпливвикидів АЕС та ТЕС України на навколишнєсередовище та населення: Автореф. дис. канд. техн. наук: 21.06.01 / Український НДІ екологічних проблем. — Х., 2004. — 21с.
7. Клименко Л.П., Соловйов С.М., Норд Г.Л. Системи технологій: Навч. посібник. – Миколаїв: Вид-во МДГУ ім. П. Могили, 2007. – 600.
8. Коггл Дж. Биологические эффекты радиации: Монография. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 184 с.
9. Маргулова Т.Х., Подушко Л.А. Атомные электрические станции: Учебник для техникумов. – М.: Энергоиздат, 1982. – 264 с., ил.
10. Монтаж оборудования атомных электростанций. – М.: Высшая школа, 1985. – 309 с.
11. Промислова екологія: Навч. Посібник / С.О. Апостолюк, В.С. Джигирей, А.С. Апостолюк та ін. – К: Знання, 2005. – 474 с.
12. Проценко А. Энергия будущего. – М.: Молодая гвардия, 1980.-223 ст.
13. Технический прогрес енергетики СССР/Под ред. П.С.Непорожнего. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 22 ст.
14. Охрана окружающей среды на предприятиях атомной промышленности / Ф.З. Ширяев, В.И. Карпов, В.М. Крупчатников и др.; Под ред. Б.Н. Ласкорина. – М.: Энергоатомиздат, 1982. – 200 с., ил.
15. Охрана окружающей среды при обезвреживании радиоактивных отходов / И.П. Коренков, И.П. Коренков, Л.М. Хомчик, Л.М. Проказова. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 168 с.: ил.
16. Тепловые и атомне электростанции: Учебник для вузов / Л.С. Стерман, С.А. Тевлин, А.Т. Шерков; Под ред. Л.С. Стермана – 2-е изд., испр. И доп. – М.: Энергоиздат, 1982. – 456 с., ил.
17. Томілін Ю.А., Григор’єва Л.І. Радіонукліди у водних екосистемах південного регіону України: міграція, розподіл, накопичення, доза опромінення людини і контрзаходи: Монографія. – Миколаїв: Вид-во МДГУ ім.. П. Могили, 2008. – 260 с.
18. Томілін Ю.А., Григор’єва Л.І. Формування радіаційного навантаження на людину в умовах півдня України: чинники, прогнозування, контрзаходи: Монографія. – Миколаїв: Вид-во ЧДУ ім. П. Могили, 2009. – 332 с.
19. Томілін Ю.А., Григор’єва Л.І. Динаміка накопичення радіоактивних речовин різними видами риб Південно-Бузького басейну // Природничий альманах. Серія: біологічні науки. – 2004. Вип. 4. – с. 131-138.
20. Томилин Ю.А. О задачах и объеме исследований в районе атомних электростанций //Гигиена и санитария, 1986, № 6. – с. 74-76.
21. Ю.А. Израэль "Проблемы всестороннего анализа окружающей среды и принципы комплексного мониторинга", Ленинград, 1988 р.
22. Ядерная энергетика, человек и окружающая среда. Под ред. Бабаева Н.С. М.:Энергоатомиздат, 1984. – 311 с.