IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Введение

Атомная энергетика – это отрасль энергетики, занимающаяся производством электрической и тепловой энергии путём преобразования ядерной энергии.

Обычно для получения ядерной энергии используют цепную ядерную реакцию деления ядер плутония-239 или урана-235. Ядра делятся при попадании в них нейтрона, при этом получаются новые нейтроны и осколки деления. Нейтроны деления и осколки деления обладают большой кинетической энергией. В результате столкновений осколков с другими атомами эта кинетическая энергия быстро преобразуется в тепло.

Хотя в любой области энергетики первичным источником является ядерная энергия (например, энергия солнечных ядерных реакций в гидроэлектростанциях и электростанциях, работающих на органическом топливе, энергия радиоактивного распада в геотермальных электростанциях), к ядерной энергетике относится лишь использование управляемых реакций в ядерных реакторах.

Ядерная энергия производится в атомных электрических станциях, используется на атомных ледоколах, атомных подводных лодках; США осуществляют программу по созданию ядерного двигателя для космических кораблей, кроме того, предпринимались попытки создать ядерный двигатель для самолётов и «атомных» танков.

Черно́быльская ава́рия – разрушение 26 апреля 1986 года четвёртого энергоблока Чернобыльской атомной электростанции, расположенной на территории Украины (в то время – Украинской ССР). Разрушение носило взрывной характер, реактор был полностью разрушен, и в окружающую среду было выброшено большое количество радиоактивных веществ. Авария расценивается как крупнейшая в своём роде за всю историю ядерной энергетики, как по предполагаемому количеству погибших и пострадавших от её последствий людей, так и по экономическому ущербу. На момент аварии Чернобыльская АЭС была самой мощной в СССР (рис. 1).

Рисунок 1 – ЧИАС после взрыва на четвёртом энергоблоке

Ущерб экономике от аварии на Чернобыльской АЭС

Авария на Чернобыльской АЭС и меры, принятые правительством для ликвидации ее последствий, предъявили огромный счёт Советскому Союзу и трём наследовавшим его государствам: Беларуси, Российской Федерации и Украине. Точно подсчитать затраты не представляется возможным, поскольку во время аварии в стране существовала нерыночная экономика, а также в связи с высокой инфляцией и нестабильными курсами валют во время переходного периода, который последовал за распадом Советского Союза в 1991 году. Тем не менее, о масштабе последствий красноречиво говорит ряд подсчётов, проведенных правительством после 1990 года, в которых убытки, понесённые в результате аварии за два десятилетия, исчисляются сотнями миллиардов долларов.

Тяжесть экономического бремени очевидна, если взглянуть на широкое разнообразие статей расходов как прямых, так и косвенных.

Прямые убытки от аварии. Расходы, связанные с:

• изоляцией реактора и ликвидацией последствий в зоне отчуждения;

• переселением пострадавших на постоянное место жительства, строительством в этих целях новых жилых домов и созданием инфрастуктуры;

• социальной защитой и охраной здоровья пострадавшего населения;

• проведением исследований в сфере экологии, здравоохранения и производства безопасных пищевых продуктов;

• радиационным мониторингом окружающей среды;

• улучшением радиоэкологической обстановки в населённых пунктах и захоронением радиоактивных отходов.

Косвенные убытки, связанные с вынужденным неиспользованием сельскохозяйственных угодий и лесов и закрытием сельскохозяйственных и промышленных предприятий.

Потери вследствие неиспользования благоприятных возможностей, в том числе дополнительные затраты на электроэнергию в отсутствие энергоснабжения от Чернобыльской АЭС и сворачивания ядерно-энергетической программы Беларуси.

Борьба с последствиями аварии легла тяжёлым бременем на государственные бюджеты. Связанные с Чернобылем расходы из государственного бюджета Беларуси в 1991 году составили 22,3 процента; этот показатель постепенно снижался и в 2002 году составил 6,1 процента. Всего, по некоторым оценкам, с 1991 по 2003 год Беларусь потратила на Чернобыль более 13 млрд долл. США.

Эти значительные расходы, львиная доля которых сейчас приходится на социальные пособия более 7 млн «жертв Чернобыля», в то время как на капиталовложения расходуется всё меньше, являются непосильным финансовым бременем, особенно для Беларуси (Украина практически отказалась от социального обеспечения «чернобыльцев»). Правительства стоят перед непростым выбором: либо отменить выплаты, либо реструктурировать пособия в пользу тех групп населения, которые наиболее подвержены радиационной опасности или стоят на пороге нищеты.

Уровни облучения людей в результате аварии

В результате чернобыльской аварии облучение получили три категории населения:

- работники, проводившие аварийно-восстановительные работы на Чернобыльской АЭС после аварии;

- жители, эвакуированные из загрязнённых районов;

- жители загрязнённых районов, которые не были эвакуированы.

За исключением персонала на площадке реактора и работников аварийных служб, находившихся вблизи разрушенного реактора во время аварии и вскоре после неё, большинство работников, принимавших участие в восстановительных работах, и люди, проживающие на загрязненных территориях, получили относительно низкие дозы облучения всего тела, сравнимые с уровнями фонового облучения.

Часть персонала реактора и работников аварийных служб получила 26 апреля 1986 года высокие дозы внешнего гамма-облучения, составлявшие по оценкам от 2 до 20 Гр¹, и в результате 28 из них умерли в течение первых четырех месяцев от радиационных и тепловых ожогов, а ещё 19 умерли в период до 2004 года. Дозы, полученные работниками, кратковременно участвовавшими в восстановительных работах в течение четырёх лет после аварии, достигали 500 мЗв, а среднее значение, по данным государственных регистров Беларуси, России и Украины, составляло около 100 мЗв.

Загрязнение сельскохозяйственных районов

В первые месяцы после аварии загрязнение сельскохозяйственных растений и травоядных животных определялось в первую очередь интенсивностью поверхностных отложений радионуклидов. Наибольшую обеспокоенность вызывало отложение радиоиода, но эта проблема сохранялась лишь в течение первых двух месяцев после аварии ввиду быстрого распада наиболее важного изотопа, иода-131 ¹³¹I.

Радиоиод интенсивно абсорбировался в молоко, что приводило к значительным дозам облучения щитовидной железы людей, употреблявших молоко в пищу, и особенно детей в Беларуси, России и Украине. В остальной части Европы повышенные уровни радиоиода в молоке наблюдались в некоторых загрязнённых южных районах, где молочный скот уже выпускали на выпас.

После первой стадии прямого загрязнения начинало играть всё более важную роль поступление радионуклидов через корни растений из почвы. Радионуклидами, приводившими к наибольшим проблемам, были радиоизотопы цезия (¹³⁷Сs и ¹³⁴Сs), причём даже после распада ¹³⁴Сs (период полураспада 2,1 года) к середине 1990 годов уровни долгоживущего ¹³⁷Сs в сельскохозяйственных продуктах из сильно пострадавших районов всё ещё могут требовать применения мер реабилитации окружающей среды. Кроме того, в близких к реактору районах источником проблем мог быть ⁹⁰Sг, но на более значительном удалении уровни его выпадения были низкими. Другие радионуклиды, такие, как изотопы плутония и ²⁴¹Pu, не вызывали реальных проблем в сельском хозяйстве либо потому, что уровни их выпадения были низкими, либо ввиду слабого поступления из почвы через корневую систему.

В целом в первые несколько лет после выпадения имело место существенное сокращение переноса радионуклидов к растительности и животным в системах интенсивного ведения сельского хозяйства, как и можно было ожидать в связи с воздействием погодных условий, физическим распадом, миграцией радионуклидов в глубинные слои почвы и снижением биодоступности в почве. Однако за последние десятилетия отмечалось лишь незначительное дальнейшее явное снижение, на 3–7 процентов в год.

На содержание радиоцезия в продуктах питания оказывали влияние не только уровни выпадения, но также и типы экосистем и почв и практика ведения хозяйства. Остальные сохранившиеся проблемы в пострадавших районах возникают в экстенсивных системах ведения сельского хозяйства, где имеются почвы с высоким содержанием органики, а выпас животных происходит на необработанных пастбищах, не подвергавшихся вспахиванию или применению удобрений. Это особенно относится к сельскому населению в бывшем Советском Союзе, которое в большинстве состояло из крестьян с низкими уровнями дохода, имевших собственных молочных коров.

Последствия аварии на ЧАЭС для растительного мира

Хвойные и лиственные деревья в лесах как фильтры вобрали в себя радиацию. Выпавшая в виде осадков радиация вначале сконцентрировалась именно в них. К настоящему моменту радионуклиды уже переместились в почву вместе с отмершими листьями и хвоей. В течение следующего десятилетия они станут накапливаться в древесине. На сегодняшний день более всего заражены такие типичные лесные растения как ягоды и грибы, вереск, папоротники и лишайники. Это относится также и к слабо загрязненным территориям с уровнем загрязнения в 1–2 Кюри/км². Уровень зараженности других растений в лесу различен и зависит от вида растения, типа корневой системы и состава почвы. Растения, чьи корни располагаются в поверхностном слое почвы, заражены сильнее, чем растения со стержневой корневой системой, при которой корни уходят в глубокие почвенные слои для всасывания питательных веществ. Там где почвы бедны минеральными веществами, растения всасывают особенно большое количество цезия, т.к. они его не отличают от калия. Очевидно, степень обработки почвы тоже играет свою роль. Так, например, растительность на лугах и пастбищах, где почва не перепахивается, загрязнена в 3–5 раз сильнее, чем картофель и пшеница на полях, которые ежегодно возделываются. Генетические последствия радиационного загрязнения для растений оцениваются сегодня по-разному. «Большинство растений на загрязнённых территориях генетически не изменились» – так оценили положение Белорусский государственный Комитет по проблемам последствий катастрофы на ЧАЭС. Но в то же время Комитет не исключает возможности того, что отбор уже произошёл, и доминируют наиболее устойчивые к радиации растения. Также сообщается, что снизилась способность семян к прорастанию. Есть сведения об отклонениях в процессах фотосинтеза и образования белка. Учёные Базельского Института им. Фридриха Мишера спустя 14 лет после аварии высадили вблизи реактора и в 30-километровой зоне семена пшеницы. Уже через 10 месяцев (через одно поколение) уровень мутации этих растений составил 6,63 промилле. На контрольном участке эта цифра достигла лишь 1,03 промилле (количество мутаций на тысячу единиц).

Последствия аварии на ЧАЭС для животного мира

Среди домашнего скота больше всего радионуклидов накапливается в теле (в мясе и молоке) травоядных животных, таких как коровы и козы. Кроме того в лесных районах существует практика выпаса скота на лесных пастбищах, которые ещё более загрязнены чем луга. Дикие животные в заражённых лесах по-прежнему накапливают большое количество радионуклидов, т.к. питаются загрязнёнными лишайниками, ягодами и грибами. Среди диких лесных животных такие хищники как волки и лисы накапливают дозы, до 12 раз превышающие соответствующие значения у травоядных животных, которыми они питаются. В реках и озёрах на загрязнённых территориях радионуклиды сконцентрированы в основном в донных отложениях. Здесь наблюдаются уровни загрязнения до 1 млн Беккерель на кубический метр ила. Т.к. рыба находит себе пищу в этом иле, то уровень её загрязнения также очень высок.

Последствия законодательного характера

Поставарийная ситуация с сокрытием реальных масштабов и последствий катастрофы подтолкнула правительство к принятию соответствующих законов. Так, появилась уголовная ответственность за намеренное сокрытие последствий техногенных катастроф (ст. 237 УК РФ [4]) и упоминания о том, что сведения экологического, метеорологического, санитарно-эпидемиологического, демографического характера, информация о чрезвычайных происшествиях и т.п. не могут представлять государственную тайну или быть засекречены (ст. 7 Закона РФ «О государственной тайне» [5]). Открытый доступ необходим для обеспечения безопасности населения, производственных и других объектов (ст.10 ФЗ «Об информации, информатизации и защите информации» [6]).

Вывод

Авария на Чернобыльской АЭС изменила сотни тысяч судеб, нанесла огромный экономический ущерб и сокрушительный удар по атомной отрасли, но это только очевидные последствия катастрофы, а есть и другие, отголоски которых мировая общественность до сих пор ощущает на себе.

Влияние аварии на развитие атомной отрасли. Катастрофа 1986 года показала все слабые места атомной энергетики. Отсутствие конкретики всколыхнуло мировую общественность, вызвав волну протеста и пока учёные пытались разобраться во всём и найти причины, в странах бывшего Советского Союза прекращалось проектирование и замораживалось строительство новых атомных станций и реакторов. Та же ситуация складывалась в Западной Европе и Северной Америке, где в течение последующих 16 лет (!) не было построено ни одной АЭС, в связи с тем что резонанс мнений спровоцировал существенный скачок страховых взносов и падение рентабельности. Сейчас это всё позади!

Список литературных источников

1. Авария на Чернобыльской АЭС // Википедия [Электронный ресурс]. Режим доступа:

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%B2%D0%B0%D1%80%D0%B8%D1%8F_%D0%BD%D0%B0_%D0%A7%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B1%D1%8B%D0%BB%D1%8C%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B9_%D0%90%D0%AD%D0%A1

2. Зона отчуждения Чернобыльской АЭС // Википедия [Электронный ресурс]. Режим доступа:

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%BE%D0%BD%D0%B0_%D0%BE%D1%82%D1%87%D1%83%D0%B6%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F_%D0%A7%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B1%D1%8B%D0%BB%D1%8C%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B9_%D0%90%D0%AD%D0%A1

3. Последствия аварии на ЧАЭС // Википедия [Электронный ресурс]. Режим доступа:

http://rb.mchs.gov.ru/mchs/radiation_accidents/chaes_accident/item/8904

4. «Уголовный кодекс Российской Федерации» от 13.06.1996 № 63-ФЗ (ред. от 07.02.2017) // Консультант-плюс [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.consultant.ru/document/Cons_doc_LAW_10699/

5. Закон РФ от 21.07.1993 № 5485-1 (ред. от 08.03.2015) «О государственной тайне» // Консультант-плюс [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_2481/

6. Федеральный закон «Об информации, информатизации и защите информации» от 20.02.1995 № 24-ФЗ (последняя редакция) // Консультант-плюс [Электронный ресурс]. Режим доступа:

https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_5887/

1^ Грей (или грэй), Гр – единица измерения поглощённой дозы ионизирующего излучения в СИ;Зиверт(Зв) – единица измерения эффективной и эквивалентной доз ионизирующего излучения;

Беккерель(Бк) – это международная единица измерения радиоактивности, соответствующая одному ядерному распаду в секунду;

Кюри́ (русское обозначение: Ки; международное: Ci) — внесистемная единица измерения активности. В Российской Федерации кюри допущен к использованию в качестве внесистемной единицы без ограничения срока с областью применения «ядерная физика, медицина». Международная организация законодательной метрологии (МОЗМ) в своих рекомендациях относит кюри к таким единицам измерения, «которые могут временно применяться до даты, установленной национальными предписаниями, но которые не должны вводиться, если они не используются». Единица кюри — существительное мужского рода.

Активность вещества равна 1 Ки, если в нём каждую секунду происходит 3,7·10¹⁰ радиоактивных распадов. Таким образом:

1 Ки = 3,7·10¹⁰ Бк (точно)

1 Бк ≈ 2,7027·10⁻¹¹ Ки.

Код для цитирования: Скопировать