Презентация на тему "Экологические проблемы эксплуатации АЭС"

Содержание

• 
  Слайд 1
  

  ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ АЭСАнтонова А.М., доцентТомский политехнический

  университеткафедра Атомных и тепловых электростанций

  pptcloud.ru

• 
  Слайд 2
  

  2

  "У нас нет времени экспериментировать с призрачными источниками энергии, цивилизация в опасности, и нам нужно сейчас использовать ядерную энергию – единственный безопасный и доступный источник энергии, или страдать от боли, которую уже в скором времени нам причинит оскорбленная планета".

  Профессор Джеймс Лавлок, основатель международного «зеленого» движения, 2004 г.

• 
  Слайд 3

  Экологические проблемы энергетики

  3

  не существует способов получения электроэнергии, не сопряженных с риском возможного вреда

• 
  Слайд 4
  

  Какая электростанция характеризуется большим удельным выбросом радиоактивных веществ в

  окружающую среду – атомная или угольная?»

  • на единицу произведенной электроэнергии больший в 5–10 раз выброс радиоактивных веществ в окружающую среду дает угольная станция
  • В 1 т золы ТЭС содержится до 100 г радиоактивных веществ - торий, два долгоживущих изотопа урана, продукты их распада (радий, радон и полоний), а также долгоживущий радиоактивный изотоп калия – калий-40
• 
  Слайд 5

  Дымовые выбросы ТЭС в атмосферу содержат

  5

  При зольности угля 10% за год ТЭС мощностью 1ГВт с коэффициентом очистки выбросов 0,975:

  • 40K – 4,0 ГБк, 238U и 226Ra – по 1,5 ГБк, 210Pb и 210Pо – по 5,0 ГБк, 232Th – 1,5 ГБк;
  • в действительности зольность угля колеблется от 10 до 45 % (в зависимости от месторождения), поэтому ТЭС дают более высокое значение выбросов ЕРН
• 
  Слайд 6
  

  • Угли Кузбасса имеют, как правило, небольшие концентрации урана при относительно высоких концентрациях тория
  • на отдельных предприятиях Кемеровской области, например на Итатском угольном разрезе, содержание ЕРН достигает 1000 Бк/кгугля и более
• 
  Слайд 7
  

  Индивидуальная максимальная ожидаемая доза, мЗв/год от выбросов в атмосферу электростанций

  мощностью 1000 МВт (эл)

• 
  Слайд 8
  

  Радиация как источник производственного травматизма и смертности в промышленности

  8

  • По данным Института биофизики за 43 года (1950-1992 г.) зарегистрировано 132 случая нештатных радиационных ситуаций, в которые было вовлечено 875 человек
  • За 43 года (с 1958 по 2000 г.) на угольных шахтах бывшего СССР пострадали 2117 475 человек, из которых 31 988 стали инвалидами труда и 28 792 — погибли
• 
  Слайд 9
  

  9

  • От прочих несчастных случаев в быту и на производстве , не говоря о транспортных авариях, за тот же период погибли миллионы людей
  • За 12 месяцев 2006 года в стране зарегистрировано 229 140 ДТП, в которых погибли 32 724 и получили ранения 285 362 человека
• 
  Слайд 10

  НЕРАДИАЦИОННЫЕ ТОКСИЧНЫЕ ВЫБРОСЫ ТЭС

  10

  • двуокись углерода;
  • токсичные газы (оксиды углерода, серы, азота и ванадия);
  • канцерогены (бензапирен и формальдегид);
  • пары соляной и плавиковой кислот;
  • токсичные металлы (мышьяк, кадмий, ртуть, свинец, таллий, хром, натрий, никель, ванадий, бор, медь, железо, марганец, молибден, селен, цинк, сурьма, кобальт, бериллий)
• 
  Слайд 11

  Годовые выбросы от угольной ТЭС мощностью 1000 МВт

  11

  • 7 млн.т в год углекислого газа (19 тыс. т в сутки);
  • 50 -100 тыс. т в год окислов серы;
  • 25 тыс. т в год окислов азота;
  • 20 тыс. т в год твердых частиц;
  • 400 т в год токсичных металлов:
  • суточный выброс золы в атмосферу составляет 35 - 55 т, и при высоте трубы 150–200 м радиус загрязненной территории равен примерно 50 км
• 
  Слайд 12

  Проблема парниковых газов идефицита кислорода

  12

  Выброс углекислого газа

  • При сжигании 1 тонны угля (условного топлива) -2,76 туглекислого газа.
  • При сжигании 1 тонны природного газа - 1,62 т углекислого газа.
  • Всего 7 млн. т в год углекислого газа на 1 ГВт в год (19 тыс. т в сутки)
• 
  Слайд 13
  

  13

  • Потребление кислорода
  • При сжигании 1 тонны угля (условного топлива) - 2,3 т кислорода при сжигании 1 тонны природного газа - 2,35 т кислорода
  • Ежегодное потребление кислорода ТЭС России составляет более 500 млн.т
• 
  Слайд 14
  

  14

  Флора может еще справляться с поглощением СО2 антропогенного происхождения, но уже не может обеспечивать необходимого воспроизводства атмосферного кислорода

• 
  Слайд 15

  Сравнительная оценка общего ущерба здоровью от ЯТЦ и УТЦ на 1 ГВт·год

  15

• 
  Слайд 16

  По шкале потерь здоровья, разработанной учёными Канады, на 1 ГВт в год

  16

  Сопоставление способов получения электроэнергии (относительные единицы)

• 
  Слайд 17
  

  17

  • АЭС при их нормальной эксплуатации в экологическом отношении безопаснее тепловых электростанций на угле и других источников электроэнергии
• 
  Слайд 18

  СОПОСТАВЛЕНИЕ РИСКА ОТ РАДИАЦИОННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ АЭС И ДРУГИХ ФАКТОРОВ

  18

• 
  Слайд 19

  Уровни активности некоторых жидкостей

  19

• 
  Слайд 20

  Сопоставление риска от радиационного воздействия с другими опасностями

  20

  В химических производствах России нередки случаи, когда загрязнение атмосферы вредными веществами систематически превышает ПДК в десятки раз

• 
  Слайд 21
  

  21

  Сравнение методов и уровней практической реализации защиты здоровья человека и охраны окружающей среды от радиоактивных и химических загрязнителей показало их серьезные отличия и несбалансированность

• 
  Слайд 22
  

  22

  Это касается всех элементов регулирования

  • подходов к нормированию;
  • методик определения допустимых выбросов и сбросов;
  • возможностей мониторинга;
  • отношения к соблюдению регламентации
• 
  Слайд 23
  

  23

  Я убежден, что ядерная энергетика необходима человечеству и должна развиваться, но только в условиях практически полной безопасности. Академик А.Д.Сахаров

• 
  Слайд 24

  Требование безаварийности

  24

  Новые конструкции реакторов имеют:

  • Системы аварийной защиты и локализации
  • Обеспечение нерасплавления активной зоны за счет использования внутренне присущих физических свойств конструкции активной зоны и материалов
• 
  Слайд 25

  Принципиальное устройство двухконтурной АЭС

  25

• 
  Слайд 26

  ЭНЕРГОБЛОК АЭС

  26

• 
  Слайд 27

  Барьеры, предотвращающие выходпродуктов деления в окружающую среду

  27

  • ТОПЛИВНАЯ МАТРИЦАПредотвращение выхода продуктов деления под оболочку твэла
  • ОБОЛОЧКА ТВЭЛАПредотвращение выхода продуктов деления в теплоноситель главного циркуляционного контура
  • ГЛАВНЫЙ ЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ КОНТУРПредотвращение выхода продуктов деления под защитную герметичную оболочку
  • СИСТЕМА ЗАЩИТНЫХ ГЕРМЕТИЧНЫХ ОГРАЖДЕНИЙ
  • Предотвращение выхода продуктов деления в окружающую среду
• 
  Слайд 28

  Локализация аварий

  28

• 
  Слайд 29

  Концепция экологической безопасности АЭС

  29

  • разрабатывается до реального проектирования АЭС
  • оценка состояния окружающей среды в районе предполагаемого строительства АЭС
  • уровень допустимых воздействий на природное окружение
  • в рамках Технико-экономического обоснования (ТЭО) - Оценка воздействий АЭС на окружающую среду
  • на стадии проекта АЭС - Обоснование экологической безопасности
  • соответствие технических решений требованиям Концепции охраны окружающей среды в регионе
  • Независимая экологическая экспертиза
• 
  Слайд 30
  

  Малое радиационное воздействие нормально работающей АЭС на окружающую среду

  30

  • Дозовую нагрузку на индивидуумаиз населения при нормальной работе АЭС измерить нельзя
  • это обусловлено тем, что санитарно-гигиеническое законодательство (НРБ и СП АС) установило дозовую квоту АЭС в размере 5 % ПД – 0,25 мЗв/год, что равно 1/4 - 1/5 естественного фона
  • В проекте станции разрабатываются соответствующие системы и оборудование для выполнения норм
• 
  Слайд 31

  Структурная схема нормирования выбросов и сбросов АЭС

  ПДВ

• 
  Слайд 32

  Схема образования радиоактивных отходов

  32

• 
  Слайд 33

  Нерадиационные факторы воздействия АЭС на окружающую среду

  • тепловое
  • химическое
  • шумовое
  • загрязнения, связанные с жизнедеятельностью комплекса
• 
  Слайд 34

  ОСНОВНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ АЭС

  • Вывод из эксплуатации после исчерпания ресурса
  • Обращение с радиоактивными отходами
  • Обращение с отработавшим ядерным топливом
• 
  Слайд 35

  ДЕМОНТАЖ АЭС по окончании нормальной эксплуатации

  Демонтаж АЭС является сложным и экологически опасным процессом

• 
  Слайд 36

  Демонтаж

  36

  • В 2006 году был завершен вывод из эксплуатации на площадке АЭС "Биг-Рок Пойнт" в США, и эта площадка вернулась к состоянию «зеленой лужайки»
  • По состоянию на конец 2006 года 9 АЭС в мире были полностью выведены из эксплуатации, их площадки переданы для использования без ограничений
  • 17 АЭС частично демонтированы и подвергнуты безопасной консервации
  • 30 АЭС демонтируется перед конечной передачей площадки в пользование
  • 30 - находятся в стадии минимального демонтажа перед долгосрочной консервацией
• 
  Слайд 37

  ОБРАЩЕНИЕ С РАДИОАКТИВНЫМИ ОТХОДАМИ

  37

• 
  Слайд 38
  

  38

  Концептуальные основы обращения с РАО

• 
  Слайд 39

  Обращение с жидкими радиоактивными отходами

  39

  • хранение в специальных емкостях-хранилищах
  • нахождение в открытых водоёмах и специальных бассейнах
  • подземное захоронение в пластах-коллекторах
  • сброс на специально выделенных участках морей и океанов
• 
  Слайд 40

  Обращение с твёрдыми радиоактивными отходами

  40

  • хранение в металлических ёмкостях
  • плавление
  • цементирование
  • битумирование
  • прессование
  • сжигание
  • остекловывание
• 
  Слайд 41
  

  41

  Так выглядят низкоактивные радиоактивные отходы после специальной обработки - остекловывания

• 
  Слайд 42
  

  42

  Кондиционированные РАО, срок радиационной опасности которых не превышает срока действия инженерных барьеров (оценивается в 300-500 лет), могут захораниваться в приповерхностных или слабозаглубленных могильниках

• 
  Слайд 43

  ОТРАБОТАВШЕЕ ЯДЕРНОЕ ТОПЛИВО

  43

  Это сырьевой ресурс, возможно, ресурс не настоящего, а будущего

• 
  Слайд 44

  Сложность проблем обращения с ОЯТ

  44

  • высокая активность (млн. Ku/т)
  • значительное тепловыделение после выгрузки из реактора
  • наличие в составе ОЯТ значительного количества делящихся веществ
• 
  Слайд 45

  Мощность дозы от ОЯТ

  45

  • заметно уменьшается со временем
  • через 3 года она составляет примерно 1/600 часть от мощности дозы только что выгруженного топлива
• 
  Слайд 46

  Активность ОЯТ

  46

  • вначале определяется в основном короткоживущими осколками деления
  • после нескольких сотен лет хранения – актинидами
• 
  Слайд 47

  Количество радионуклидов в ОЯТ

  47

  Получение 1 ГВт-год электроэнергии на АЭС с реактором ВВЭР сопровождается наработкой

  • 150-200 кг Рu
  • 20-30 кг младших актиноидов (Np, Am, Cm)
  • за 40 лет работы блока мощностью 1 ГВт их будет произведено 6-8 и 0,8-1,2 т соответственно
• 
  Слайд 48

  Изменение состава ОЯТпосле облучения в реакторе

  • ЯТ—ядерное топливо
  • ОЯТ—облученное ядерное топливо
  • Плутоний
  • УРАН-238
  • двуокись
  • УРАН-235
  • двуокись
  • Другие элементы

• 
  Слайд 49
  

  49

  Количество отработавшего топлива всех реакторов в мире составляет около 10 500 т в год

• 
  Слайд 50

  Накопление ОЯТ в мировой атомной энергетике

  50

• 
  Слайд 51

  Накопление ОЯТ в Российской Федерации

  51

• 
  Слайд 52
  

  Имеется две различные стратегии обращения с отработавшим ядерным топливом

  52

  • ОЯТ перерабатывается (или хранится для будущей переработки) с целью извлечения урана и плутония для нового смешанного оксидного (MOX) топлива
  • ОЯТ считается отходами и хранится до захоронения
• 
  Слайд 53

  Реализация стратегий обращения с ОЯТ

  53

  • строительство централизованного хранилища
  • переход к сухому складированию ОЯТ вблизи АЭС
  • развитие технологий переработки и трансмутации ОЯТ
• 
  Слайд 54

  Стратегия складирования ОЯТ

  54

  • В настоящее время принята в США
  • непосредственное складирование ОЯТ в металлических контейнерах в глубоких геологических формациях
  • Основное национальное хранилище ОЯТ США в Юкка-Маунтин (Yucca-Mountain)
• 
  Слайд 55

  Проект хранилища РАО и ОЯТ в глубине горы Юкка (США)

  55

  • Хранилище рассчитано на 10 тысяч лет
  • Емкость хранилища 77 тыс. тонн РАО
  • пятимильный туннель и серия штреков
  • отходы заложены в стальные цилиндрические кассеты
• 
  Слайд 56
  

  56

  • Действующим геологическим хранилищем является экспериментальная установка по изоляции отходов в США
  • С 1999 года она принимает долгоживущие трансурановые отходы, образующиеся в результате проведения научных исследований и производства ядерного оружия не принимает отходы с гражданских АЭС
• 
  Слайд 57
  

  Самые развитые программы создания хранилищ - финская, шведская и американская однако ни одна из них не обеспечит ввода в эксплуатацию хранилища ранее 2020 года

• 
  Слайд 58

  Франция

  58

  Новое законодательство в отношении обращения с отработавшим топливом и захоронения отходов определяет

  • переработку ОЯТ и рециклирование пригодных к использованию материалов
  • захоронение в глубинных геологических формациях является эталонным решением для долгоживущих радиоактивных отходов высокого уровня активности
• 
  Слайд 59

  Великобритания

  59

  В 2006 году Комитет по обращению с радиоактивными отходами пришел к выводу, что наилучшим вариантом является

  • хранение в глубинных геологических формациях с обеспечением "надежного промежуточного хранения" до выбора площадки для хранилища
• 
  Слайд 60

  Швеция

  60

  • метод окончательного захоронения герметичных медных контейнеров с топливом на глубине приблизительно 500 метров
  • Строительство в Оскаршамне завода по герметизации отходов
• 
  Слайд 61

  Основные этапы обращения с ядерным топливом в РОССИИ

  61

  • Изготовление ядерного топлива
  • Обогащение
  • Добыча руды
  • Захоронение РАО
  • Выдержка на АЭС
  • Долговременное хранение
  • Хранение
  • Выдержка
  • Переработка
• 
  Слайд 62

  Существующая схема обращения с ОЯТв России

  62

  • Российские АЭС
  • Реакторы россий-ского производ-ства в других странах
  • Вы-держка на АЭС
  • Вы-держка на АЭС
  • Облученное топливо (уран, плутоний, продукты деления) 1400 тонн в год
  • Переработка на заводе РТ-1
  • Переработка на заводе РТ-2
  • Бассейн длительной выдержки на РТ-2
  • ВВЭР-440. Ввоз в Россию на переработкуразрешен законом
  • ВВЭР-1000
  • ВВЭР-1000
  • РАО
  • Строительство не завершено по экономическим причинам
  • ВВЭР-440
  • БН-800
  • Хранилище плутония
  • Плутоний
  • Свежее топливо
• 
  Слайд 63
  

  63

  • Photo: Silja Line
  • Photo: Richard Ryan
  • Photo: Mats Bäcker

  Так выглядит современное хранилище РАО и ОЯТ

• 
  Слайд 64
  

  64

  В России новым направлением обращения с РАО является переход к контейнерному хранению

  используются металлобетонные контейнеры

• 
  Слайд 65

  Контейнерное хранение ОЯТ

• 
  Слайд 66

  СТРАТЕГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ ОЯТ

  66

  Великобритания, Россия, Франция, Япония в том или ином виде осуществляют переработку ОЯТ

  • выделение урана, плутония
  • изготовление из переработанных материалов топливных элементов, их повторное использование в легководных реакторах
  • Наиболее эффективная структура обращения с ОЯТ и РАО - во Франции (многокомпонентная ядерная энергетика, включающая легководные реакторы, быстрые реакторы - "дожигатели", комплексы переработки ОЯТ и РАО
• 
  Слайд 67

  Ядерная трансмутация элементов

  67

  • Для трансмутации можно использовать практически любое ядерное излучение, однако нейтроны наиболее эффективны
  • На сегодняшний день разработаны несколько вариантов концепции трансмутации ОЯТ
  • во всех концепциях существенная роль отводится быстрым подкритическим системам, т.к. невозможно построить устойчиво работающий критический реактор с топливом, состоящим более чем на 15 – 20 % из младших актиноидов
• 
  Слайд 68

  Реактор-выжигатель

  68

  • Быстрая подкритическая система для утилизации долгоживущих компонентов ОЯТ, в первую очередь, актиноидов: изотопов америция, кюрия, а также нептуния (доля запаздывающих нейтронов в спектре их деления незначительна)
  • управляются сильноточными протонными ускорителями

  Кроме актиноидов подкритические системы могут уничтожать продукты деления 99Tc и 129I

• 
  Слайд 69

  Пульт управления завода радиохимической переработки ОЯТ

  69

• 
  Слайд 70

  ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ

  70

  • объекты мониторинга АЭС:
  • окружающая среда в пределах ССЗ и зоны наблюдения (атмосферный воздух, поверхностные и подземные воды, почва)
  • источники поступления загрязняющих веществ в результате основной деятельности АЭС
  • размещение опасных нерадиоактивных отходов
• 
  Слайд 71

  Задачи мониторинга

  71

  • получить комплексную информацию о концентрациях вредных веществ в компонентах экосистемы
  • сопоставить результаты измерений с нормативными показателями
  • оценить состояние экосистемы и возможные последствия техногенных воздействий
  • использовать результаты измерений для совершенствования расчетного моделирования процессов в экосистемах и оценок последствий техногенного воздействия
  • использовать результаты анализа для разработки «обратных связей» и управления состоянием системы «АЭС + окружающая среда»
• 
  Слайд 72

  Результаты мониторинга

  72

  современные фактические дозы облучения населения от функционирования атомной энергетики находятся значительно ниже научно подтвержденных порогов обнаружения вредных эффектов

• 
  Слайд 73
  

  73

  для населения радиационные риски от использования ядерной энергии в сотни раз ниже рисков от техногенных загрязнений химически вредными веществами

• 
  Слайд 74
  

  74

  СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ! Антонова Александра Михайловна

• 
  Слайд 75

  СПРАВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

  75

  SL-27

  10/19/05

• 
  Слайд 76
  

  • 76
  • SL-27
  • 10/19/05

  Радиофобия — нервно-соматические психические расстройства, иногда трудно поддающиеся лечению, выражающиеся в необоснованной боязни различных источников облучения

• 
  Слайд 77
  

  • 77
  • SL-27
  • 10/19/05

  В 1961 году, после взрыва сверхбомбы на Новой Земле, загрязнение Северного полушария превосходило Чернобыль, но об этом не оповещали, и для большинства населения все прошло незамеченным

• 
  Слайд 78
  

  • 78
  • SL-27
  • 10/19/05

  Неподтверждена гипотеза о том, что воздействие малых доз облучения в течение длительного времени приводит к тем же последствиям, что и больших доз в течение короткого

• 
  Слайд 79
  

  • 79
  • SL-27
  • 10/19/05

  Факты свидетельствуют, что миллиард лет жизни при постоянном естественном облучении выработал у живых организмов устойчивость к действию радиации

  Более того, нельзя исключить, что проникающее излучение необходимо для нормального функционирования организмов

• 
  Слайд 80
  

  80

  Цены спот на уран, стимулируемые отчасти возобновлением интереса к ядернойэнергетике, продолжали расти в 2006 году, достигнув 72 долл. за фунт U3O8(урановый концентрат) – 158 долл. за кг