История искусства Энергетика Локальные компьютерные сети Начертательная геометрия и инженерная графика Курс физики Задачи примеры решения Математика лекции и примеры решения задач Электротехника расчет цепей Информатика
Потенциальные аварийные ситуации на АЭС

Введение в экологию энергетики

На развивающиеся страны, экономика и население которых растут быстрыми темпами, к 2030 году будет приходиться 74% прироста мирового потребления первичной энергии. На Китай и Индию будет приходиться 45% от этого прироста, на страны ОЭСР - одна пятая часть, на страны с переходной экономикой - оставшиеся 6%. В целом развивающиеся страны обеспечат 47% роста мирового спроса в 2015 г. и более половины - в 2030 г., по сравнению с 41% на сегодняшний день.

Потенциальные аварийные ситуации на АЭС

У некоторых людей бытует мнение, что наихудшая авария реактора АЭС подобна атомному взрыву. Поэтому следует четко представлять, что необходимая для взрыва критическая масса при любой аварии ядерного реактора не может быть создана. Потенциальная опасность АЭС в случае аварии характеризуется выбросами в окружающую среду радионуклидов, накопленных в реакторе и первом контуре за время работы энергоблока.

При работе реактора температура внутри твэла составляет около 2000 °С, а на поверхности 350...500 °С. Попадание радионуклидов за пределы оболочки твэла (первого защитного барьера) может произойти, если ядерное топливо сильно перегрето и частично оплавлено.

Для АЭС с реакторами типа ВВЭР максимально возможная авария представляется следующей: разрывается паропровод второго контура, исчезает вся вода, т. е. полностью прекращается отвод теплоты в реакторе. В этом случае быстро повысится температура в активной зоне, твэлы расплавятся и продукты деления попадут в теплоноситель 1 контура. Повышение температуры в активной зоне приведет к росту давления в реакторе. Корпус реактора может разгерметизироваться (второй барьер защиты) и значительное количество радиоактивных веществ будет выброшено в реакторное помещение. Такая авария называется тепловым взрывом реактора. Оценка вероятности теплового взрыва на АЭС, базирующаяся на теории надежности, показывает, что она сравнима с вероятностью падения крупного метеорита на Землю и составляет около 10-7. К настоящему времени в мире наработано свыше 3000 реакторо-лет. Пока не произошло ни одного теплового взрыва на АЭС с реакторами типа ВВЭР.

Для обеспечения безопасности, исключающей выброс радиоактивных веществ в окружающую среду, все оборудование 1 контура, включая реактор, заключено в прочный стальной корпус. Этот корпус выдерживает избыточное давление при тепловом взрыве реактора.

Наиболее крупной аварией на АЭС с реакторами типа ВВЭР является авария на АЭС Три-Майл-Айленд (США) в 1979 г. В результате неправильного действия персонала при аварийном расхолаживании реактора произошло расплавление оболочек твэлов. При этом до 70 % продуктов деления реактора перешло в теплоноситель 1 контура.  В этой ситуации системы герметизации и очистки послужили барьером, который воспрепятствовал выносу в окружающую среду большого количества радионуклидов. Произошло два выброса в атмосферу и сброс около 185 м3 слабоактивных вод в реку. В итоге суммарная индивидуальная доза, полученная населением, проживающим на расстоянии 7,5; 13 и 80 км, составила 0,84; 0,71 и 0,01 мЗв соответственно. Отсюда видно, что даже вблизи АЭС доза облучения находилась на уровне естественного фона.

На АЭС с реакторами РБМК-1000 отсутствует прочный корпус, способный выдержать значительное избыточное давление. На таких АЭС система локализации и предотвращения выброса радиоактивных веществ базируется на высоконадежной системе управления и защиты (СУЗ), включающей 211 независимых стержней поглотителей, аварийного теплоотвода технологических каналов (ТК) и аварийного охлаждения кладки при обесточивании реактора и разрыве трубопроводов. Следует иметь в виду, что давление в котуре первичного теплоносителя РБМК ниже, чем в ВВЭР (6,5 вместо 16 МПа). Следовательно, вероятность разрыва трубопровода существенно ниже.

Максимально возможной проектной аварией АЭС с реакторами РБМК представляется авария при полном обесточивании всех систем управления и контроля. При этом скорость падения расхода воды через ТК выше скорости снижения тепловой мощности реактора, что приводит к росту паросодержания и уменьшению теплосъема. В этой ситуации предусмотрен немедленный останов реактора с помощью системы аварийной защиты. В киге У.Я. Маргулиса «Атомная энергия и радиационная безопасность» (М.: Энергоатомиздат, 1988) приводится случай с реактором РБМК-100 па Курской АЭС в 1980 г., когда произошло полное обесточивание реактора. При этом произошла автоматическая остановка реактора без отключений по температуре твэлов и активности теплоносителя.

То, что произошло на Чернобыльской АЭС 26 апреля 1986 г., представлялось ранее практически нереальным явлением. Перед остановкой 4-го блока с реактором РБМК-1000 на плановый ремонт после 2 лет работы было намечено провести испытания системы обеспечения собственных нужд реактора за счет выбега турбогенератора. 25 апреля 1986 года в 14 часов в соответствии с программой была отключена система аварийного охлаждения реактора (СОАР) и начато снижение его мощности. По указанию диспетчера останов блока был задержан до 23 часов, и он работал с отключенной СОАР, что является грубым нарушением правил эксплуатации. При дальнейшем снижением мощности реактора персоналу не удавалось удерживать параметры реактора в допустимых пределах. Чтобы избежать останова реактора вследствие срабатывания аварийной защиты, она была заблокирована. В конечном итоге действия персонала привели к росту мощности реактора, который оказалось уже невозможно остановить ввиду отсутствия запаса реактивности, т. е. Произошло дополнительное увеличение тепловыделения при появлении пара в активной зоне реактора.

Неконтролируемый рост мощности привел к интенсивному парообразованию, резкому снижению теплосъема и как следствие перегреву ядерного топлива, разрушению ТК и тепловому взрыву. Был разрушен реактор, часть здания и произошел выброс радиоактивных веществ. Над энергоблоком взлетели горящие обломки, часть которых упала на крышу машзала и вызвала пожар.

Авария па Чернобыльской АЭС показала, что при использовании атомной энергии необходимо предусматривать возникновение самых невероятных ситуаций. Поэтому в настоящее время, кроме работ но повышению надежности действующих АЭС, ведется разработка нового поколения реакторов, обладающих абсолютной безопасностью.

Российская и зарубежная хозяйственная практика показывает, что экологические факторы все больше влияют на цели предпринимательской деятельности. Поэтому охрана окружающей среды выступает в качестве важной экономической задачи.

 Деятельность по охране окружающей среды способствует бизнесу и приносит прибыль как от создания более совершенных технологии, так и от продажи произведенной на их основе экологически чистой продукции.

 Как уже отмечалось, во многих развитых странах экологическое регулирование дало толчок интенсивному развитию новой и весьма выгодной сферы приложения капитала. Экологически ориентированная продукция завоевывает все более прочные позиции в выпуске как товаров промышленного  назначения, так и потребительских товаров.

 Конкурентоспособность на национальном и мировом рынках определяется в том числе и экологическими параметрами технологий производства, выпускаемых товаров, а так же затратам на охрану окружающей среды, прямо влияющими на уровень общих издержек. Это соответственно влияет на цену товара, рынка сбыта, перспективы дальнейшего производства.

 В развитых странах происходит постепенное выравнивание требований экологического законодательства, что положительно воздействует на структуру товарных потоков и направления инвестирования. По экспертным оценкам , природоохранные технологии будут представлять одно из средств конкурентоспособной борьбы.

 Изменения отношения к собственности и широкое развитие предпринимательства в России как элемента государственной политики  определили появление субъектов предпринимательства с разносторонней сферой интересов

  К настоящему времени в России уже сложилось несколько самостоятельных направлений главным из которых является : производство экологической техники, приборов для контроля состояния окружающей среды, создание средощадящей и ресурсосберегающей техники и технологий, расширенное использование вторичных ресурсов и экологическое воспроизводство, экологическое образование и воспитание , а так же выполнение различного рода работ и услуг. Сегодня рынок экологических работ и услуг обеспечивается  рядом коммерческих банков.

При оценке доз облучения населения в результате аварии на АЭС различают три типа воздействия:1) острое внешнее a- и g-облучение за счет проходящего облака летучих радионуклидов (минуты, часы после выброса);2) острое и подострое внутреннее облучение вследствие радиоактивных выпадений из облака и потребления воды, молока, свежих овощей и другой пищи из загрязненного района (дни, недели после аварии);3) хроническое облучение в результате потребления зерновых и корнеплодов, загрязненных долгоживущими радионуклидами (месяцы, годы после аварии).

Возникающая при этом упругая волна может быть с помощью пьезопреобразователей превращена в электрические сигналы, несущие объективную информацию о дефекте и степени его развития.

Системы автоматизированного контроля в районе АЭС.

Зависимость значительной части развитых стран от импортных поставок энергоносителей сохранится на рассматриваемом горизонте. Рост энергосбережения может компенсировать от половины до двух третей прироста спроса на первичную энергию. Это вряд ли позволит сократить существующую зависимость от импорта энергоносителей, но может помочь замедлить её рост
Обеспечение экологической безопасности