Антуан де Сент Экзюпери в сказке «Маленький принц писал»: «Есть такое твердое правило: встал поутру, умылся, привел себя в порядок и сразу же приведи в порядок свою планету». Но мы, люди, часто не только не можем привести планету в порядок, а совершаем непростительные ошибки, которые приводят к катастрофам на нашей планете, планете - Земля. Возможно, такой ошибкой было начало развития ядерной энергетики, ведь именно последствия неправильного её использования или малейшие оплошности и ошибки людей, аппаратуры очень дорого обходятся в экологическом плане для всей нашей планеты.
Вступительное слово преподавателя физики.
Специалисты и общественность в последнее время активно обсуждают обширные планы руководства Росатома и правительства по вводу в ближайшее время новых мощностей, постройки ряда новых ядерных электростанций в России и за её пределами. Конечно, высказываются и опасения и тревога по поводу их безопасного функционирования, однако это заметно сократит тот дефицит энергии в нашей стране, который есть сейчас и укрепит энергетическую безопасность. Ведь в недавнем прошлом самая высокотехнологичная отрасль нашей экономики была почти уничтожена. Постройка новых АЭС и приведение в порядок старых, смягчит прогрессирующий дефицит энергии в России. Потребление электроэнергии в стране превосходит все прогнозы, нам необходимо её всё больше и больше. В настоящее время состояние российской энергетики можно оценить как крайне тяжелое. За последние 15 лет, в электроэнергетике введено генерирующих мощностей менее чем вводилось в дореформенное время только в течение одного года. Физический износ большинства энергетических объектов и магистральных газопроводов достиг критического состояния. По данным Газпрома, около 18% трубопроводов служат свыше 33 лет и фактически подлежат списанию, еще 25% построены более 20 лет тому назад. Резерв мощности в некоторых регионах снизился до уровня, не позволяющего ремонтировать и модернизировать устаревшую систему, что усугубляет проблему и естественный, вполне реальный выход из положения – это АЭС. И сегодня мы должны обсудить проблемы, связанные с использованием ядерной энергии, взвесить все «за» и «против».
Развитие атомной энергетики
Современная цивилизация немыслима без электрической энергии. Выработка и использование электричества увеличивается с каждым годом. Производство электроэнергии – важнейший показатель, по которому судят об уровне развития страны. Россия занимает второе место в мире по производству электроэнергии. Но перед человечеством уже маячит призрак грядущего энергетического голода из-за истощения месторождений горючих ископаемых и все больших экологических потерь при получении электроэнергии.
Вырабатывается электроэнергия на электростанциях. Выделяются основные типы электростанций: ТЭС, ГЭС, АЭС.
ТЭС строят в районах добычи топлива или в районах потребления энергии. ГЭС выгодно строить на полноводных горных и равнинных реках. АЭС построены в районах, где потребляется много энергии, а других энергоресурсов не хватает.
Процесс получения энергии всегда связан с вредными для человека последствиями независимо от вида топлива, но степень вредности разная.
ТЭС загрязняют воздух, шлаки станций, работающих на угле, занимают огромные территории.
Водохранилища равнинных ГЭС заливают плодородные пойменные земли, приводят к заболачиванию территорий.
Небезопасными оказались и АЭС.
Примерно в середине ХХ в. была впервые получена энергия расщепления ядер атомов тяжелых металлов — плутония и урана. Такая энергия стала называться ядерной или атомной.
В 1954 году была построена первая в мире атомная станция – Обнинская АЭС. На сегодняшний день эта АЭС эксперементальная станция, вырабатывающая небольшое количество энергии. По мощности атомных станций Россия занимает 4-е место в мире (после США, Франции и Японии). А по выработке электроэнергии на атомных станциях 20-е место в мире.
До 1986 г. большие надежды в решении многих экологических проблем, связанных с энергетикой, возлагались на атомные станции. Широкое применение ядерной энергетики позволяет экономить невозобновляемые топливные ресурсы и использовать их более рационально. Так, при производстве 1 трлн кВт электроэнергии, выработанного на АЭС, необходимо было бы сжечь на ТЭС 280 млн т ископаемого топлива. При этом неизбежно происходило бы интенсивное загрязнение природной среды большим количеством продуктов неполного сгорания топлива и газа. АЭС при нормальной работе практически не загрязняет окружающую среду. Кроме того, в отношении радиационной безопасности АЭС более благоприятны, чем электростанции, работающие на угле. Так, доза радиоактивного облучения за счет выбросов АЭС в 5-40 раз меньше дозы за счет выбросов ТЭС аналогичной мощности. Выработка электроэнергии на атомных станциях не сопровождается выбросами в атмосферу углекислого газа и поэтому не усугубляет проблемы, связанные с парниковым эффектом.
Использование атомной энергии сейчас решает часть энергетических проблем. Но как оказалось вреда от использования атомной энергии больше, чем пользы. Весь технологический процесс добычи изготовления атомного горючего на каждом этапе связан с вероятностью радиоактивного заражения окружающей среды и облучения людей.
Ежегодно АЭС заменяют около трети «ядерного горючего» новым. Из АЭС мощностью 1300 МВт каждый год извлекают 30 т отработанного урана. Причём уровень его радиоактивности в сотни и тысячи раз выше естественного фона. Также в отработанном топливе содержится чрезвычайно токсичный плутоний. Что делать с очень опасными отходами? Вопрос не решён до сих пор. Эти отходы имеют большой период полураспада и поэтому опасны на протяжении жизни многих поколений. Остаётся очень мною и жидких радиоактивных отходов, которые подлежат переработке.
Недавно опубликованы результаты исследования отношения россиян к строительству атомных станций в России. Согласно результатам исследования, положительно относятся к этой перспективе 66% россиян. В свою очередь, противников АЭС тоже немало — 34%. Последние полагают, что «Необходимо развивать гидроэлектростанции, а также использовать энергию солнца и ветра, а не потенциально опасную ядерную энергетику». В качестве основного довода приводится высокая вероятность возникновения техногенной катастрофы на Чернобыльской АЭС.
Сегодня мы попытаемся рассмотреть достоинства и недостатки атомной энергетики, основываясь на мнениях известных ученых, статистических данных и данных социологических опросов.
«Плюсы» атомной энергии
Во многих странах доказали, что облучение перед посевом семян озимой пшеницы, картофеля, фасоли, кукурузы, сои, огурцов и томатов повышает урожайность на 10 – 30%. К тому же у растений быстрее развивались листья, приближались сроки цветения и созревания. А у томатов стимулирующая роль облучения сказывалась и во втором поколении.
В последнее время интерес к радиационной обработке сместился в новую область: речь идёт о консервации пищевых продуктов. Венгерские специалисты создали специальные установки для облучения перед хранением картофеля, лука, шампиньонов, томатов, корнеплодов. Если в контрольных партиях потери достигали 30%, то в облучённых – лишь 10%. А в Японии для радиационной обработки картофеля построена промышленная установка, производительностью 10 тысяч тонн в год. Облучённый на ней картофель, как утверждают разработчики, может храниться в течении года при температуре до +200, позволяя отказаться от охлаждающих хранилищ. Чаще всего консервирующая роль излучения состоит в том, что оно убивает гнилостные бактерии.
Всё это хорошо, но где гарантия, что облучённые продукты не вредны для человека? Ответ на этот вопрос дали исследования, которые проводились мо многих странах. Самые строгие и чувствительные приборы не смогли обнаружить в облучённых продуктах никаких следов остаточной радиации.
Добрую службу несут радиоактивные элементы в геологии. Применение методов, основанных на регистрации естественной радиоактивности горных пород, позволяет геологам значительно быстрее получить информацию об элементном составе исследуемых геологических объектов. Используется способность каждого радиоактивного нуклида излучать только строго определённый, характерный, спектр гамма – излучения. Такой спектр, подобно паспорту, полностью отражает его индивидуальность. По этому спектру можно рассчитать концентрацию определённого нуклида в толще горной породы, сделать вывод о том, имеет ли эта скважина промышленное значение.
Использование метода меченых атомов в медицине позволяет провести диагностику многих заболеваний. С помощью радиоактивного изотопа йода диагностируют заболевания щитовидной железы на ранней стадии. Раковые новообразования сначала облучают радиоактивным кобальтом, а затем уже удаляют больные ткани. Заболевания легких распознают на ранней стадии благодаря флюорографии - моментальному рентгеновскому снимку.
В медицинской промышленности такие изделия, как хирургические перчатки, шприцы и многие другие стерилизуются с помощью радиации. Использование облученных стерильных изделий снизило опасность передачи инфекции в больницах и клиниках.
Но количеству радиоактивного изотопа углерода в органических остатках (дерево, угли из костра, кости животных) археологи достаточно точно определяют возраст своих находок, в промышленности с помощью радиоактивных изотопов определяют качество изделия, однородность составляющих (например, в бетоне), степень механического износа трущихся и вращающихся поверхностей.
В селекции гамма или нейтронное излучение используется для облучения семян чтобы вызвать у них мутации и вывести новый сорт.
Ещё одно использование - ядерные взрывные технологии. К настоящему времени выполнено множество мирных ядерных взрывов, глубинное сейсмозондирование земной коры с целью поиска полезных ископаемых, интенсификация нефтяных и газовых месторождений, создание подземных ёмкостей для хранения газа и конденсата. Достоверные данные о нанесении при этом ущерба жизни и здоровью хотя бы одного человека отсутствуют. Надо помнить, что абсолютно безопасных технологий не бывает.
В пределах России размещено 10 АЭС, которые дают примерно 12% электроэнергии. Всего на территории России действует 29 энергетических реакторов. Несколько сотен их установлено на атомных подводных лодках, снабженных ракетами с ядерными боеголовками. В России имеется 4 базы таких подводных лодок: две на Северном Ледовитом океане, две на Тихом океане. Кроме ядерного подводного флота, существует надводный флот с энергетическими реакторами, представленный ледоколами, базирующимися в Мурманске.
