«ФУКУСИМА» и перспективы развития атомной энергетики

Сторонники «ядерного» бизнеса нам постоянно преподносят мысль о почти абсолютной экологической безопасности атомной энергетики. Они даже точно рассчитали вероятность аварий на атомных станциях – она оказалась ничтожно мала, всего-навсего одна авария на один миллион лет. Однако за те десятилетия, пока существуют атомные станции, в мире произошло уже немало аварий. И если одна вероятная авария случается один раз в 1 млн. лет, то почему тогда все аварии происходят почему-то сразу и сейчас? Причины этого тривиальны, и возразить им практически нечего: это – человеческий фактор, космические объекты, землетрясения, цунами, терроризм, военные бомбардировки, бездумные атомные проекты типа создания плавучих атомных станций, которые, в первую очередь, планируется опробовать в сейсмоопасных акваториях, например, у берегов Камчатки. Сегодня в активе мы имеем три крупнейшие аварии: Чернобыль, ПО «Маяк» и Фукусима, и в возможной перспективе – не один десяток аналогичных катастроф. Германия и Франция приняли решение отказаться от атомной энергетики, поскольку там авария, эквивалентная Фукусиме, способна уничтожить эти государства ввиду высокой плотности на их территориях ядерных объектов и населения.

Доля атомной энергетики в общем объёме производимой электроэнергии в России составляет какие-то жалкие 16%. Для сравнения: в Германии ветряки дают больше – 19%. Россия могла бы легко отказаться от атомных станций, заменив их теми же ветряками или солнечными батареями.

Кириенко заявил недавно: атомные станции в России никогда не исчезнут, они нужны для производства ядерного оружия. Пока же атомные станции «воюют» против собственного народа.

По словам Владимира Сливяка, сопредседателя Международной экологической группы «Экозащита», в России из 32 работающих атомных реакторов 22 – наиболее старые и опасные, находящиеся на грани выработки ресурса или даже перешагнувшие запланированный срок эксплуатации. «Продлевая срок службы этих реакторов, Росатом подвергает население риску российской “Фукусимы”», – говорит эколог. Примером является ситуация на Ленинградской АЭС. Как и «Фукусима-1», она выработала свой 30-летний ресурс, но эксплуатация станции была продлена. Сегодня на ЛАЭС складировано много облучённого ядерного топлива. При этом от здания хранилища с облучённым ядерным топливом до Финского залива – всего 90 метров. И ручеёк уже бежит.

Продление работы сверх ресурса блока на АЭС находится полностью в компетенции Президента РФ. Но чиновники Росатома реальное решение приняли сами.

В США атомная энергетика всегда принадлежала частным компаниям. Атомные станции – дело прибыльное. Построить один энергоблок стоит $ 3,5 млрд. Срок его окупаемости – восемь лет. Срок эксплуатации – 30 лет. Это значит, что за 22 года вы получите примерно $ 10 млрд. чистой прибыли. Так рассуждали и прагматичные американцы до тех пор, пока в 1979 году не взорвалась атомная станция в Три-Майл-Айленде. Первую неделю собственники станции уверяли местное население, что ничего страшного не происходит и что «доза облучения такая же, как если сделать один рентген в больнице». Однако вскоре компанию засыпали исками на миллионы долларов. После этого ни одна частная компания больше не построила в США ни одной атомной станции. В России всё намного проще: государство само определяет, платить или не платить.

Бесспорным является факт: пока традиционная опасная атомная энергетика приносит сверхприбыли и пока нужна атомная бомба, альтернативные безопасные инновационные направления атомной энергетики серьёзно рассматриваться не будут, тем не менее, они существуют.

Однако вернёмся к аварии на «Фукусиме».

На «Фукусиме» после землетрясения и цунами, с моей точки зрения, никакой техногенной катастрофы с реакторами не было. К ней, как и в Чернобыле, привёл человеческий фактор. На мой взгляд, именно растерянность и бездействие руководства компании-оператора станции довели аварию средней тяжести до настоящей катастрофы. Видимо, и они хотели «как лучше». Как и почему это случилось, раскроет время.

Главное отличие «Фукусимы» от Чернобыля в том, что власти и атомщики Японии проигнорировали не только информационные, но и организационно-технические уроки Чернобыля. Они оказались, по моему мнению, неоправданно медлительными и, судя по всему, были не способны принимать решения в режиме реального времени. Я уверен, что вся территория в радиусе как минимум 30 км от АЭС «Фукусима-1» долгое время, а может, и навсегда будет не пригодна для проживания и хозяйственной деятельности. Кроме того, ситуация может усугубиться из-за проблем с охлаждением четвёртого, пятого, шестого реакторов. Станцию придется закрыть, территорию долго и нудно дезактивировать, неся огромные материальные и человеческие затраты. Плюс ущерб здоровью многим поколениям ликвидаторов и жителей этого региона – как от заражения, так и от стресса, последствия которого при атомных авариях наносят вред зачастую больший, чем сама радиация.

Полным невежеством выглядит охлаждение реакторов морской водой. В одном куб. м морской воды содержится 35 кг соли. Выпариваемая соль попадает на топливные стержни с температурой ~ 3000°С, охлаждения в дальнейшем никакого, разрешение активной зоны интенсивное. К тому же морская вода больше пресной склонна распадаться на водород и кислород, которые могут взорваться в любой момент.

Компания-оператор (ТЕРСО) сбросила в океан 11,5 тыс. тонн воды низкого уровня активности, чтобы освободить резервуары для высокоактивной воды. Что это означает? Если ориентироваться только на цезий-137, то для низкоактивной воды (10 – 8 ? 10 – 12) г/л, для высокоактивной воды 28,2·10^-3 г/л, т.е. в (5 – 9) тысяч раз больше.

Тем не менее, Китай и Южная Корея обвинили Японию в безответственном и некомпетентном подходе к ликвидации аварии.

Определённое количество радионуклидов при работе АЭС выделяется в воздух. Радиоактивный йод-135 (один из главных продуктов распада в работающем реакторе) не накапливается в отработанном ядерном топливе, поскольку период его полураспада составляет всего 6,7 часа, но в результате последующих радиоактивных распадов превращается в радиоактивный газ ксенон-135, активно поглощающий нейтроны и потому препятствующий цепной реакции. Для предотвращения «ксенонового отравления» реактора ксенон удаляют из реактора через высокие трубы.

Уровень радиоактивного йода в воде, которая выливается в Тихий океан, превышен в 7,5 млн. раз.

Содержание радиоактивного йода-131 в воде, которая выливается в Тихий океан со 2-го энергоблока аварийной АЭС «Фукусима-1», превышает норму в 7,5 млн. раз, передаёт Итар-ТАСС. Это показал анализ проб, взятых там 02 апреля, сообщил оператор станции.

Для предотвращения утечки ТЕРСО рассматривает возможность установки специальных плавучих заграждений, представляющих собой большие полотнища, к нижней части которых прикреплены грузы-утяжелители. «Ловушки» будут установлены перед водозабором 2-го реактора АЭС, расположенным недалеко от шахты силовых кабелей, а также вокруг повреждённой дамбы рядом с 4-м реактором.

Следует сказать, что сброс жидких радиоактивных отходов в реки, моря, океаны, скважины типичен для атомной энергетики.

Уже полвека в деревнях вдоль реки Теча в Челябинской области гибнут люди – с 1949 года ФГУП «ПО «Маяк» сбрасывает в реку радиоактивные отходы. В 1957 году на «Маяке» произошла авария, равная нескольким «Фукусимам» и занявшая в СССР историческое место наряду с Чернобылем. Здесь по-прежнему рождаются дети со множественными уродствами. Государство давно забыло о них и не желает помогать.

Ежегодно ПО «Маяк» сбрасывает в Теченский каскад водоёмов (ТКО) (бывшие пруды в долине старого русла реки Теча) 300000 куб. м ЖРО низкого уровня активности и нерадиоактивных промышленных отходов до 6000000 куб. м. Сбрасывать из ТКВ в открытую гидрографическую сеть без очистки от радионуклидов стронция-90, цезия-137 и солей до установленных нормативов запрещено. Однако это периодически происходит и через сеть рек в реку Обь поступает в моря Северного Ледовитого океана. В 2003 году Госатомнадзор лишил ПО «Маяк» лицензии на переработку отработанного ядерного топлива из-за незаконного сброса отходов в водоёмы. Тем не менее, это условие до сих пор не выполнено, а следовательно, переработка ОЯТ продолжается. На каждую тонну ОЯТ при переработке образуется 200 тонн ЖРО. Сбросы запланировано осуществлять до 2018 года. На сегодняшнее время суммарная радиоактивность радиоактивных отходов в Челябинской зоне достигает огромной цифры – 37 млрд. Гига БК. Этого количества достаточно, чтобы превратить всю территорию бывшего СССР в аналог Чернобыльской зоны отселения.

На основании всей этой информации можно сделать следующие выводы:

1. По сравнению с «Фукусимой» действия советского правительства и специалистов атомщиков после аварии в Чернобыле выглядят образцом оперативности, ответственности и профессионализма.

2. Японцы после аварии рассматривали её как внутреннюю проблему частной компании, а их планы оповещения и ликвидации такого рода аварий не включали общенациональные аварийные службы и силы самообороны.

3. Любая крупная авария такого рода требует немедленного создания специального штаба, объединяющего под эгидой правительства как специалистов ведомства, так и военных, метеорологов, связистов, учёных, медиков и так далее.

4. Неоперативное оповещение населения, и даже своего правительства, отмечается как на «Фукусиме», так и во всех достаточно крупных ядерных инцидентах, вплоть до прямой дезинформации. Руководители атомной промышленности – и даже МАГАТЭ – всегда пытаются представить положение в более светлых тонах, чем оно есть на самом деле.

5. И, наконец, главное. Прогресс привёл к тому, что планета Земля, видимо, начала защищаться от бездумной деятельности человека. Это и изменения климата, и всё более мощные природные катаклизмы. Государственное устройство – как «рыночное», так и «директивное» – уже не в состоянии защитить людей от человеческой глупости и корысти при использования новейших сверхмощных технологий. Мы часто слышим, что рынок – это становой хребет современного общества, но думать спинным мозгом невозможно. «Маяк», Чернобыль и «Фукусима» доказывают, что атом и разгильдяйство не бывают «демократическими» или «тоталитарными». Это люди уже не в состоянии управлять тем, что создали сами.

«Ландыш» поможет?

В Японию из России отправился плавучий комплекс для переработки жидких радиоактивных отходов «Ландыш». Он поможет?

С политической точки зрения, это эффектный жест с Российской стороны, но практического смысла в использовании этой установки в Японии нет.

В своё время эта установка была построена на бюджетные деньги Японии и использовалась в России для утилизации реакторных отсеков атомных подводных лодок.

Она представляет собой установленный на несамоходной барже плавучий комплекс, пришвартованный к причалу рядом с заводом «Звезда». Решение о строительстве этого комплекса было принято в 1993 г. в целях предотвращения осуществляемого Россией сброса радиоактивных отходов в Японское море. С 1994 г. на его постройку была затрачена часть средств, выделенных Комитету по сотрудничеству в области ликвидации ядерного оружия, подлежащего сокращению в РФ, всего около 40 млн. долларов.

Комплекс способен перерабатывать хранящиеся на Дальнем Востоке жидкие радиоактивные отходы и ЖРО, образующиеся при демонтаже атомных подводных лодок. Его перерабатывающая способность – 7 тыс. кубических метров ЖРО в год (0,8 м?/час). Степень очистки ЖРО превышает нормы, установленные для питьевой воды, и ориентирована на нормы очистки воды для рыбоводческих хозяйств. Установка обслуживается гражданским персоналом, специально обученным и прошедшим сертификацию. В качестве минусов данной установки специалисты указывали на то, что данная система и ей подобные перерабатывают только низко- и среднеактивные ЖРО и не имеют законченного технологического цикла по отведению остатка.

Кроме того, при финансовом содействии со стороны Японии создан комплекс обращения с радиоактивными отходами (~ 200 млн. $).

В состав комплекса входят:

– плавучая установка по очистке ЖРО «Ландыш»;

– участок переработки низкоактивных вод спецпрачечной, 2,5 тыс. м?/год (0,285 м?/час);

– участок компактирования твёрдых радиоактивных отходов;

– хранилище твёрдых радиоактивных отходов объёмом 1500 м? для временного хранения отверждённого концентрата с установки «Ландыш» и отходов переработки вод спецпрачечной и твёрдых радиоактивных отходов, которые поступают в 200-литровых бочках.

Плавучая установка «Ландыш» представляет собой однопалубное несамоходное судно понтонного типа с двойным дном водоизмещением 4500 тонн. На судне размещается установка очистки ЖРО фирмы «Babcock & Wilcox Nuclear Environmental Services» (США).

Плавучая установка обеспечивает приём и очистку ЖРО с объёмной активностью не выше 10^-5 Ки/л, то есть низкоактивные отходы. Высокоактивные отходы «Ландыш» перерабатывать не может, а это главное: проблемой в Японии становится переработка более 60000 тонн высокоактивных отходов, в этом случае помощь «Ландыша» не имеет практического смысла. К тому же схема переработки ЖРО «Ландышем», приведённая на рис. 1 и распространённая в мировой практике, не отвечает главной цели очистки: концентрированию извлечённых радионуклидов в минимальном объёме вторичных отходов. Эти отходы должны подвергаться последующей обработке, направленной на перевод их в твёрдое, безопасное для окружающей среды состояние путём упарки до сухих солей и их цементирования, битумирования, остекловывания, включения в керамику и т.п., такого комплекса на «Фукусиме» нет. Очищенная вода до разрешённых норм должна сбрасываться в окружающую среду без нанесения ей ущерба или использования вторично.

Рис. 1. Схема переработки ЖРО на плавучей установке «Ландыш»

Единственной технологией очистки и утилизации ЖРО любой степени активности, способной решить экологические проблемы «Фукусимы», является ГИДРОВОЛНОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ очистки водных сред различной степени загрязнения, в том числе жидких радиоактивных отходов (ЖРО) и отравляющих веществ (ОВ), разработанная предприятием «ТЭРОС-МИФИ» (Москва), генеральный директор и автор – В.С.Афанасьев.

Впервые в мировой практике очистка водных сред от примесей осуществляется только за счёт гидродинамических эффектов при воздействии на загрязнённую жидкость высокочастотными источниками электромеханических колебаний и реализации термодинамического цикла, в котором перераспределением внутренней энергии в потоке жидкости почти полностью исключается сброс топливной энергии в окружающую среду.

Сравнительная таблица способов очистки ЖРО установки «Ландыш» (обратный осмос) и установки «ТЭРОС-МИФИ» (гидроволновая технология)

Преимущества технологии:

• отсутствие расходных материалов: реагентов, сорбентов, фильтров и т.д. Установка является универсальной для всех типов загрязнений водных сред;
• продуктами после очистки становятся дистиллированная вода и осадок, при этом дистиллят является товарным продуктом;
• отсутствуют вторичные отходы, утилизация которых – главная проблема при очистке ЖРО!
• за счёт деструкционных гидродинамических процессов исключена возможность получения экологически опасных органических примесей;
• небольшие удельные энергозатраты в сравнении с известными технологиями;
• практически неограниченный ресурс работы (более 30 лет);
• возможна организация серийного производства, так как нет необходимости настраивать очистное оборудование на конкретный исходный водный раствор;
• возможно получение более эффективных водотопливных эмульсий (ВТЭ) вместо чистого топлива, например, в соотношении (20% дизельного топлива и 80% воды).

Цель разработки – организация серийного производства модулей (50 м?/час): из которых можно собирать комплексы любой производительности универсального применения, что недостижимо при использовании других технологий.

Преимущества новой технологии подтверждены результатами испытаний. В связи с этим с помощью гидроволновой технологии наиболее актуальным и единственным на настоящее время является решение проблем Росатома и Японии при очистке ЖРО АЭС и Теченского каскада водоёмов ПО «Маяк» (Челябинская обл.), а также опреснение морской воды, загрязнённой радионуклидами.

В.С. Афанасьев