Занимательная радиация

В книжках можно прочитать, что российская ядерная энергетика работает по замкнутому циклу. Это не совсем так. Дело в том, что у нас перерабатывается ОЯТ единственного типа реакторов – ВВЭР-440; а это меньшая часть работающих блоков (подробнее – в следующей главе).

И вновь обратим внимание на правую часть рис. 16.2. В открытом цикле ОЯТ направляют на временное хранение либо на окончательное захоронение – как есть, в виде тепловыделяющих сборок.

А замкнутый цикл предусматривает так называемую радиохимическую переработку отработавшего топлива. В результате такой переработки получают регенерированный уран и жидкие высокоактивные отходы (ВАО). Уран (опять-таки после повышения в нём концентрации делящегося изотопа уран-235) снова используют для изготовления твэлов. А жидкие отходы переводят в твёрдую форму и подвергают окончательному захоронению.

Радиохимическая технология очень сложна: почти все операции проводят дистанционно. Затраты на переработку тонны ОЯТ составляют более миллиона долларов. Даже Соединенные Штаты отказались от радиохимии: американская ядерная энергетика ориентируется на открытый цикл.

Однако захоронение ОЯТ без переработки – дело тоже непростое. Ведь облучённое топливо содержит не только радиоактивный стронций и цезий. Это бы полбеды, они распадутся за 600 лет. Но ОЯТ содержит изотопы трансурановых элементов (в таблице Менделеева расположены после урана) – плутония, америция и других. Трансураны очень опасны, а распадаются медленно (периоды полураспада – сотни, тысячи и десятки тысяч лет). Поэтому ОЯТ необходимо захоронить с гарантированной изоляцией от окружающей среды минимум на 10 000 (десять тысяч!) лет.

Соединённым Штатам удалось найти у себя подходящее сейсмически безопасное место, но реальное захоронение отработавших твэлов пока не производится.

В России, как вы уже знаете, предусмотрено частичное замыкание ЯТЦ, которое предусматривает радиохимическую переработку ОЯТ реакторов ВВЭР-440. Это организовано на заводе РТ в составе ФГУП «ПО «Маяк», что в городе Озёрске Челябинской области.

В ходе радиохимической переработки в атмосферу выделяются летучие радионуклиды, которые трудно или невозможно уловить системой газоочистки. Такие, как криптон-85, углерод-14 (в виде углекислого газа), тритий (в виде пара) и долгоживущий йод-129. Выбросы радиохимических заводов эффективно рассеиваются через сверхвысокие трубы, но дозы, получаемые населением, несколько возрастают [3]. И даже с учётом выбросов РХЗ средняя доза населения России от работы предприятий ядерной энергетики составляет всего 0,2 мкЗв в год [7]. Это очень мало, около 0,005 % суммарной годовой дозы облучения от всех источников, включая природные.

Понятно, что для жителей городов, где находятся АЭС и предприятия ЯТЦ, дозы будут выше средних. Большинство российских предприятий ЯТЦ располагается в «закрытых» городах, за небольшим исключением (Ангарск, Новосибирск, Электросталь). Почему так? Не секрет, что мирные ядерные технологии – это побочные продукты военных атомных проектов. И многие предприятия ЯТЦ на самом деле – заводы двойного назначения (или были таковыми до развала СССР). Этим городам мы посвятим главу 18.

При оценке техногенного облучения необходимо учитывать и последствия радиационных аварий. В Советском Союзе серьёзные аварии произошли на «Маяке» и на Чернобыльской АЭС.

С деятельностью «Маяка» связана значительная часть аварийных радиационных воздействий на человека и природу [8-10].

Во-первых, это переоблучение работников комбината в первые годы его работы.

Во-вторых, – мёртвая река Теча, куда много лет втайне от населения сбрасывали жидкие РАО. Почти 130 тысяч человек пользовались радиоактивной речной водой.

В-третьих, это несколько озёр, куда сливали жидкие радиоактивные отходы. Самое известное из них – озеро Карачай, в которое сбросили 120 миллионов кюри высокоактивных отходов (ВАО).

В-четвёртых, – взрыв ёмкости с жидкими ВАО в сентябре 1957 года. Огромная активность, два миллиона кюри, поднялась на километровую высоту и разнеслась на расстояние до 350 км. При этом радиоактивное загрязнение накрыло территории в Курганской, Свердловской и Челябинской областях – 23 тысячи км2 с населением около 270 тысяч человек. Эти загрязнённые территории называют Восточно-Уральским радиоактивным следом – ВУРС.

Но в отношении загрязнения Челябинской области надо сделать две оговорки.

Первое. Последствия аварийных ситуаций для населения остались в прошлом. Сегодня предел дозы техногенного облучения для населения (1 мЗв) ни в одном из населённых пунктов не превышается [11, 12]. Люди живут обычной жизнью. Жители Озёрска знают, какой лес «грязный», в каких водоёмах можно или нельзя ловить рыбу. И здоровье населения Озёрска не хуже, а часто – лучше, чем жителей других городов области.