Атомная энергия

Сильные разрушения: массовые разрывы трубопроводов, кабелей и разрушения опор ЛЭП и другие раз-рушения, которые нельзя устранить при капитальном ремонте.

Наиболее стойки подземные энер-гетические сети. Газовые, водопровод-ные и канализационные подземные се-ти разрушаются только при наземных взрывах в непосредственной близости от центра при давлении ударной вол-ны 600 -- 1500 кПа. Степень и харак-тер разрушения трубопроводов зависят от диаметра и материала труб, а также от глубины прокладки. Энергети-ческие сети в зданиях, как правило, выходят из строя при разрушении эле-ментов застройки. Воздушные линии связи и электропроводок получают сильные разрушения при 80 -- 120 кПа, при этом линии, проходящие в ради-альном направлении от центра взры-ва, повреждаются в меньшей степени, чем линии, проходящие перпендику-лярно к направлению распространения ударной волны.

Станочное оборудование предприя-тий разрушается при избыточных давлениях 35 -- 70 кПа. Измерительное оборудование -- при 20 -- 30 кПа, а наиболее чувствительные приборы мо-гут повреждаться и при 10 кПа и даже 5 кПа. При этом необходимо учиты-вать, что при обрушении конструкций зданий также будет разрушаться обо-рудование.

Для гидроузлов наиболее опасны-ми являются надводный и подводный взрывы со стороны верхнего бьефа. Наиболее устойчивые элементы гид-роузлов -- бетонные и земляные пло-тины, которые разрушаются при дав-лении более 1000 кПа. Наиболее слабые -- гидрозатворы водосливных плотин, электрическое оборудование и различные надстройки.

Степень разрушений (поврежде-ний) транспортных средств зависит от их положения относитель-но направления распространения ударной волны. Средства транспорта, расположенные бортом к направлению действия ударной волны, как прави-ло, опрокидываются и получают боль-шие повреждения, чем машины, обра-щенные к взрыву передней частью. Загруженные и закрепленные средст-ва транспорта имеют меньшую сте-пень повреждения. Более устойчивы-ми элементами являются двигатели. Например, при сильных повреждениях двигатели автомашин повреждаются незначительно, и машины способны двигаться своим ходом.

Наиболее устойчивы к воздействию ударной волны морские и речные суда и железнодорожный транспорт. При воздушном или надводном взрыве по-вреждение судов будет происходить главным образом под действием воз-душной ударной волны. Поэтому по-вреждаются в основном надводные части судов -- палубные надстройки, мачты, радиолокационные антенны и т. д. Котлы, вытяжные устройства и другое внутреннее оборудование по-вреждаются затекающей внутрь удар-ной волной. Транспортные суда полу-чают средние повреждения при давлениях 60--80 кПа. Железнодорожный подвижной состав может эксплуатиро-ваться после воздействия избыточных давлений: вагоны--до 40 кПа, тепло-возы -- до 70 кПа (слабые разру-шения).

Самолеты--более уязвимые объ-екты, чем остальные транспортные средства. Нагрузки, создаваемые из-быточным давлением 10 кПа, доста-точны для того, чтобы образовались вмятины в обшивке самолета, дефор-мировались крылья и стрингеры, что может привести к временному снятию с полетов.

Воздушная ударная волна также действует на растения. Полное по-вреждение лесного массива на-блюдается при избыточном давлении, превышающем 50 кПа (0,5 кгс/см2). Деревья при этом вырываются с корнем, ломаются и отбрасываются, образуя сплошные завалы. При избы-точном давлении от 30 до 50 кПа (03,-- 0,5 кгс/см2) повреждается около 50 % деревьев (завалы также сплош-ные), а при давлении от 10 до 30 кПа (0,1 -- 0,3 кгс/см2) --до 30% деревьев. Молодые деревья более устойчивы к воздействию ударной волны, чем ста-рые и спелые.

Ядерный терроризм

Биологические основы действия ионизирующего излучения на человека:

Биологическое действие ионизирующего излучения на организм человека, согласно современным представлениям, проявляется детерминированными и стохастическими эффектами. Детерминированные эффекты - лучевые поражения органов и тканей -имеют пороговый характер и могут клинически проявляться при уровнях однократного облучения отдельных органов в дозе более 0,15 Гр**, либо хронического многолетнего облучения при мощности эффективной дозы более 0,15 Зв/год. Лучевая болезнь человека может развиться при облучении костного мозга в дозе более 0,5 Гр, либо хроническом многолетнем облучении при мощности эффективной дозы более 0,4 Зв/год.

Единица поглощенной дозы в системе СИ - Грей, Гр (1 Гр=1 Дж/кг=100 рад). Мерой суммарного эффекта хронического облучения человека в малых дозах является эффективная доза, измеряемая в Зивертах, Зв (1 Зв = 100 бэр). С помощью этой универсальной величины учитываются особенности биологического действия на человека внешних источников ионизирующего излучения и инкорпорированных радионуклидов с различной локализацией в организме (изотопы йода, цезия, стронция, плутония и др.).

В соответствии с общепринятой консервативной радиобиологической гипотезой любой сколь угодно малый уровень облучения обусловливает определенный риск возникновения стохастических эффектов. К ним относят индукцию: злокачественных новообразований (канцерогенное действие), некоторых врожденных пороков развития (тератогенное действие) и болезней у потомков облученных (генетическое действие). Для количественной оценки частоты возможных стохастических эффектов используется упомянутая выше гипотеза о линейной беспороговой зависимости вероятности отдаленных последствий от дозы излучения с коэффициентом риска 7 10 -2 Зв.

Угрозы терроризма:

Построение эффективной и экономичной системы безопасности ядерного комплекса должно опираться на анализ потенциальных последствий террористического акта. Уязвимость ядерных объектов также необходимо рассматривать в контексте защиты других важных отраслей промышленности. (Крупномасштабная катастрофа, например, может быть вызвана разрушением хранилища токсичных и взрыво /пожароопасных химических реагентов, таких как этил бромида, двуокись хлора, нефтепродукты и т.д.). Акты терроризма в отношении ядерных объектов и материалов могут быть условно классифицированы следующим образом.

Подрыв (или угроза подрыва) ядерного взрывного устройства. Ядерный взрыв представляет собой наиболее страшное проявление терроризма. В силу этого, сохранность стратегических ядерных материалов (высокообогащенного урана и плутония) и оружия является жизненным вопросом национальной безопасности и должна быть главным приоритетом в организации защиты ядерного комплекса. Положение дел в этой области в России продолжает быть неудовлетворительным и требует исправления. В дополнение к превентивным мерам контроля и защиты материалов, необходимо создать технические средства и разработать процедуры по поиску и нейтрализации ядерных взрывных устройств, контролю кризисной ситуации. К счастью, угроза применения ядерного оружия террористами остается пока гипотетической.

Заражение радиоактивными материалами. Использование радиоактивных материалов (цезия-137, плутония, кобальта-60 и т.д.) в широкомасштабных терактах подразумевает их распыление в виде аэрозолей или растворение в водоисточниках. Ликвидация последствий подобной акции потребует значительных усилий. Однако в большинстве сценариев террористических атак (растворение плутония в водоеме или его аэрозольное распыление, подрыв контейнера с цезием-137) радиоактивное заражение останется локальным и не приведет к катастрофическому ущербу.

Диверсия на ядерных объектах. В большинстве случаев, последствия повреждения установок исследовательских центров или предприятий топливного цикла будут носить локальный характер (в пределах промплощадки). Глобальная катастрофа возможна при диверсии на реакторе АЭС, отличающемся от других ядерных установок содержанием больших количеств радиоактивных материалов и высоким внутренним энерговыгоранием. В России повышенную опасность представляют 25 энергоблоков восьми АЭС (6 ВВЭР-440, 7 ВВЭР-1000, 11 РБМК-1000 и 1 БН-600) и промышленных реакторов в закрытых городах Минатома (по 2 в Томске-7 и Челябинске-65 и один в Красноярске-26) .

При нападении на реактор технически грамотный противник скорее всего будет стремиться к повреждению его систем жизнеобеспечения с целью расплавления реакторной зоны. Для реакторов типа ВВЭР возможна следующая цепочка событий: - повреждение систем охлаждения реактора (основных трубопроводов, насосов и т.д.); - потеря теплоносителя и расплавление реакторной зоны, сопровождаемые паровым взрывом при контакте расплавленного топлива с остатками воды в реакторном корпусе; - разрушение корпуса реактора и реакторного здания с последующим выбросом радиоактивных продуктов деления.

Аналогичные события могут быть инициированы в водографитовых реакторах типа РБМК и в промышленных реакторах.

Одним из наихудших возможных результатов террористической акции является повторение Чернобыльской трагедии, повлекшей за собой ущерб здоровью тысяч людей, вывод из оборота сельскохозяйственных угодий, потерю энергоисточника и затраты на ликвидацию последствий аварии. Даже в условиях предотвращения значительного выброса радиоактивности долговременная остановка энергоблока способна вызвать большие экономические и социально-политические потери.

Защита от ядерного терроризма:

Борьба с ядерным терроризмом требует работы по многим направлениям. Важным вкладом, например, служит работа правоохранительных и специальных служб по нейтрализации террористических групп. Совершенно необходимой является система заранее подготовленных мер по ограничению ущерба и ликвидации последствий возможных ядерных происшествий. Однако главным элементом по сдерживанию и пресечению вооруженного нападения на ядерный объект является его система физической защиты. Предметом дальнейшего рассмотрения является организация защиты АЭС. Проблемы российских установок обсуждаются в контексте опыта, накопленного на АЭС США.

Первый шаг построения системы безопасности АЭС состоит в определении круга и ролей ответственных организаций. В России главная ответственность за безопасность атомных станций лежит на самих АЭС и их руководящей организации - концерне Росатомэнерго (Минатом). Работа по обеспечению безопасности ведется при активном сотрудничестве с правоохранительными органами и контролируется (пока что в значительной мере теоретически) Госатомнадзором.

Радиоактивное заражение

Основную часть облучения население земного шара получает от естественных источников радиации. Большинство из них таковы, что избежать облучения от них совершенно невозможно. На протяжении всей истории существования Земли разные виды излучения падают на поверхность Земли из космоса и поступают от радиоактивных веществ, находящихся в земной коре. Человек подвергается облучению двумя способами: радио- активные вещества могут находиться вне организма и облучать его снаружи; в этом случае говорят о внешнем облучении, или же они могут оказаться в воздухе, которым дышит человек, в пище или в воде и попасть внутрь организма- такой способ облучения называют внутренним. Облучению от естественных источников радиации подвергается любой житель Земли, однако одни из них получают большие дозы, чем другие. Это зависит, в частности, от того, где они живут. Уровень радиации в некоторых местах земного шара, там, где залегают особенно радиоактивные породы, оказывается значительно выше среднего, а в других местах - соответственно ниже. Доза облучения зависит также от образа жизни людей. Земные источники радиации в сумме ответственны за большую часть облучения, которому подвер- гается человек за счет естественной радиации. В среднем они обеспечивают более 5/6 годовой эффективно эквивалентной дозы, получаемой населением, в основном вследствие внутреннего облучения. Остальную часть вносят космические лучи, главным образом путем внешнего облучения. С начала прошлого века человек ”покорил атом” и к естественным источникам радиации добавились источники созданные самими людьми. Опасность получения радиоактивного облучения сильно возросла. Проблема радиационной обстановки очень актуальна на сегодняшний день: Много АЭС: Белоярская, Ленинградская, Балаковская, Минская, Брестская, Обнинская и т.д. Ряд небольших аварий, большинство из которых очень тчательно скрывались (например, об аварии на Чернобыльской АЭС было упомянуто в газете “Правда” уже после избрания Генеральным секретарём ЦК КПСС Ю.В. Андропова). Сентябрь 1957 года. Авария на реакторе близ Челябинска. Радиацией была заражена обширная территория. Население эвакуировали, а весь скот уничтожили. 7 января 1974 года. Взрыв на первом блоке Ленинградской АЭС. Жертв не было. 1977 год. Расплавление половины топливных сборок активной зоны на втором блоке Белоярской АЭС. Ремонт с переоблучением персонала длился около года. Октябрь 1982 года. Взрыв генера- тора на первом блоке Армянской АЭС. Машинный зал сгорел. 27 июня 1985 года. Авария на первом блоке Балаковской АЭС. Погибли 14 человек. Авария произошла из-зa ошибочных действий мaлоопытного оперативного персонала. Много атомных кораблей и подводных лодок. Проблема с выбросами радиоактивных отходов. Очень много вредных радиоактивных веществ выбрасываются в моря, реки и т.д. После аварий на АЭС иногда даже нет специальных контейнеров, в которых можно хранить радиоактивные вещества (в Чернобыле такие контейнеры строили уже после аварии, подвергая тем самым персонал пере- облучению). Крупные аварии: Чернобыльская АЭС, Уральская АЭС. Естественно, что эти аварии в большей мере подрывают веру многих людей в безопасность использования АЭС. Очень большой процент погибших и навсегда искалеченных людей. Но не одни АЭС являются источниками повышенной радиоактивной опасности. О них и пойдет далее речь.

Радиационно опасные объекты.

За последние несколько десятилетий человек создал несколько сотен искусственных радионуклидов и научился использовать энергию атома в самых разных целях: в медицине и для создания атомного оружия, для производства энергии и обнаружения пожаров, для изготовления светящихся циферблатов часов и поиска полезных ископаемых. Все это приводит к увеличению дозы облучения как отдельных людей, так и населения Земли в целом. Индивидуальные дозы, получаемые разными людьми от искусственных источников радиации, сильно различаются. В большинстве случаев эти дозы весьма невелики, но иногда облучение за счет техногенных источников оказывается во много тысяч раз интенсивнее, чем за счет естественных. Как правило, для техногенных источников радиации упомянутая вариабельность выражена гораздо сильнее, чем для естественных. Кроме того, порождаемое ими излучение обычно легче контролировать, хотя облучение, связанное с радиоактивным и осадками от ядерных взрывов, почти так же невозможно контролировать, как и облучение, обусловленное космическими лучами или земными источниками. Радиационно опасные объекты- предприятия, при аварии на которых или при разрушении которых могут произойти массовые радиационные поражения людей, животных, растений и радиоактивное заражение окружающей природной среды. К ним относятся:

1) Предприятия ядерного топливного цикла - урановая промышленность, радиохимическая промышленность, ядерные реакторы разных типов, предприятия по переработке ядерного топлива и захоронения радиоактивных отходов;

2) Научно - исследовательские и проектные институты, имеющие ядерные установки;

3) Транспортные ядерные энергетические установки;

4) Военные объекты;

Во избежание аварий на радиационно опасных объектах необходимо соблюдать технику безопасности. Режимы радиационной защиты - это порядок действия людей, применения средств и способов защиты в зонах радиоактивного заражения, предусматривающий максимальное уменьшение возможных доз облучения. Для обеспечения радиационной безопасности при нормальной эксплуатации объектов необходимо руководствоваться следующими положениями:

1. Непревышение допустимых пределов индивидуальных доз облучения человека от всех источников ионизирующего излучения (принцип нормирования).

2. Запрещение всех видов деятельности по использованию источников ионизирующего излучения, при которых полученная для человека и общества польза не превышает риск возможного вреда, причиненного дополнительным к естественному фону облучения (принцип обоснования).

3. Поддержание на возможно низком и достижимом уровне с учетом экономических и социальных факторов индивидуальных доз облучения и числа облучаемых лиц при использовании любого источника ионизирующего излучения (принцип оптимизации).

Радиоэкологическая обстановка в Нижневартовске

Изучением радиоэкологической обстановки в районах разработки нефтяных месторождений Нижневартовского района ЦГСЭН в г.Нижневартовске и Нижневартовском районе занимается с 1996 года.

Лаборатория радиационного контроля Испытательного Центра ЦГСЭН аккредитована в системах:
- Госсанэпидслужбы России, аттестат аккредитации № ГСЭН.RU.ЦОА.080.12
- Лабораторий радиационного контроля (САРК), аттестат аккредитации № 41043-94/98.

Основным обнаруживаемым в практике эксплуатации объектов топливно-энергетического комплекса фактором, свидетельствующим о появлении радиационного загрязнения,является повышение мощности экспозиционной дозы ( МЭД ) гамма-излучения. Измерения МЭД проводились на открытых площадках при отборе проб для гамма - спектрометрического исследования. Проведение гамма-съемки договором не предусматривалось. Уровень естественного гамма-фона на обследованных объектах ровный, низкий, в среднем от 4 до 8 мкР/ч.

Уровень техногенного гамма-фона на различных объектах контроля нефтепромыслов колеблется от 4 до 30 мкР/ч, достигая 45 - 100 мкР/ч , на участках промышленных площадок, резервуаров и дорог, отсыпанных щебнем, в местах складирования бывших в употреблении насосно-компрессорных труб, в шламовых амбарах.

В соответствии с методическими указаниями по организации радиационного контроля на объектах нефтегазодобычи топливно-энергетического комплекса РФ(ТЭК РФ) , если мощность экспозиционной дозы (МЭД) приближается к 2 - 3 кратному фону окружающей местности или превышает 50 мкР/ч, то необходимо установление регулярного радиационного контроля (не реже 1 раза в 6 месяцев) с измерением МЭД и загрязненности поверхностей альфа- и бета-активными нуклидами.

Такие объекты встречаются на всех обследованных нефтепромыслах, кроме ЗАО Компании "Сибойл". МЭД свыше 50 мкР/ч зарегистрирована на одном объекте - шламовом амбаре КСП-16, причем , в 1998 году-100 мкР/ч, в 1999 году- 63 мкР/ч на обваловке (после засыпки содержимого его песком).

При измерении МЭД в помещениях установлено, что в целом превышение МЭД над фоном открытой местности составляет от 6,2 до 16,3 мкР/ч при норме не более, чем на 33 мкР/ч. Эффективная равновесная объемная активность радона и дочерних продуктов его распада не превышает регламент. Данная ситуация говорит о незначительном вкладе строительных конструкций и материалов в лучевую нагрузку на работающих .

Повышенный радиационный фон отмечался в 1996-1997 гг.только в НБ по РиНЭО ОАО ННГ-превышение на 38,8 мкР/ч при норме не более, чем на 33 мкР/ч .В 1998-1999 гг.измерения не проводились, т.к. ОАО ННГ отказалось заниматься изучением радиационной обстановки на базах. Гамма-спектрометрическому исследованию подвергались пробы добываемой продукции, подтоварной воды, попутной воды, воды после очистки, нефтешлам, отложения на оборудовании, грунт, щебень, песок, солевой раствор, солярка. соль.

В соответствии с методическими указаниями "Обращение с радиоактивными отходами на нефтегазовых промыслах России", утв. Минтопэнерго РФ, имеет место значительное превышение содержания тория-232 и радия-226 в нефти товарной , добываемой продукции и пробах воды от 1,1 до 26 раз.

Превышение требований СПОРО-85 и НРБ-99 не зарегистрировано.

Таблица 1
МЭД на открытой местности объектов нефтепромыслов по результатам измерений в 1996 - 1999 гг.

Содержание ЕРН и ИРН в механических примесях с внутренней поверхности подземного оборудования в основном не превышает гигиенических нормативов, но убедительно доказывает, что технологическое оборудование в процессе эксплуатации загрязняется радиоактивными осадками. Исключением является ОДАО "БН", где в 1997 году на отложениях с желонки ПРЦЭО обнаружено значительное превышение регламента НРБ-99 по содержанию 232Th и Аэфф.: -232Th - 2064 ± 887,5 Бк/кг при норме не более 1 кБк/кг , превышение в 2,1 раза, Аэфф. - 5941 ± 572,7 при норме не более 3,7 кБк/кг , превышение в 1,6 раза.

Гамма-спектрометрическое исследование проб нефтешлама и реагентов не выявило превышение гигиенических нормативов содержания ЕРН и ИРН. За 4 года исследования проб грунта обнаружено превышение требований СПОРО-85 в 1999 году в обваловке шламового амбара КСП-16 ОДАО "Белозернефть"
- по торию-232 (232Th) - в 1,7 раза,
- по эффективной активности (Аэфф.) - в 1,1 раза.

Уровень загрязнения поверхностей альфа- и бета-активными радионуклидами в основном не превышает гигиенических нормативов, кроме некоторых объектов.

В 1999 году было увеличено количество исследований альфа- и бета-загрязненности кожных покровов работающих. Результаты оказались ошеломляющими: из 9 обследованных предприятий только в 3 не было обнаружено превышение регламента ( ОДАО "Самотлорнефть", ОДАО "Нижневартовскнефть" и ЗАО Компания "Сибойл"). Во всех остальных содержание альфа-частиц в смывах с рук работающих превысило ведомственные нормативы Минтопэнерго в 1,4 - 9 раз, а требования НРБ-96 - от 1,1 до 4,5 раз. Окончательное заключение о причинах загрязнения кожных покровов пом.бурильщика, оператора, пом.оператора, слесаря дать нельзя из-за ограниченного количества исследований (12 проб) , но предварительный вывод можно сделать: работающие либо обеспечены рукавицами в недостаточном количестве , либо применяемые средства защиты недостаточны для защиты от загрязнения радионуклидами.

Параллельно с радиационным обследованием нефтепромыслов проводилась работа по изучению радиоэкологической обстановки на прилегающей территории 3 объектов:
- ООО СП "Ваньеганнефть",
- ЗАО Компания "Сибойл",
- АНК "Башнефть".

Отбор проб почвы и растительности проводился по ярусам:
- почва на поверхности, на глубине 2-3 и 5-6-см.,
- мхи,
- травы,
- низкорослые кустарники,
- высокорослые кустарники,
- деревья лиственных пород,
- деревья хвойных пород.

Исследовалась вода проток и малых рек, протекающих по территории нефтепромысла на содержание естественных и искусственных радионуклидов.

Кроме того, питьевая вода источников централизованного водоснабжения исследовалась в соответствии с СанПиН 2.1.4.559-96 "Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества.".

Распределение и накопление ИРН и ЕРН по годам разными растениями происходит неравномерно. Какой-либо закономерности не установлено из-за недостаточного количества исследованных проб. Превышение требований СанПиНа зарегистрировано не было.

Изучение радиоэкологической обстановки на объектах нефтепромыслов Нижневартовского района ведется 4 года. Накоплен значительный материал, но недостаточный для того, чтобы делать какие-либо глобальные выводы. причин для этого несколько:
- крупные нефтегазодобывающие предприятия выделяют настолько мало денежных средств, что даже учитывая то, что ЦГСЭН 30-50% работы делает дополнительно к заключенным договорам бесплатно, этого объема недостаточно, чтобы провести первичное обследование предприятия в том объеме, который предусмотрен пакетом документов Минтопэнерго,
- малые предприятия - ООО СП "Ваньеганнефть", ЗАО Компания "Сибойл", АНК "Башнефть" провели обследование только в 1999 году, т.е. ни изучена динамика накопления и распространения ЕРН и ИРН,
- все полученные данные оседают в отделах у специалистов, не используются в работе, не пересылаются в Центр радиационной безопасности Минтопэнерго для анализа и обобщения,
- существующие ведомственные нормативы значительно расходятся с НРБ-99 и СПОРО-85 в сторону ужесточения,
- нет утвержденных методик исследования нефти, подтоварной воды и т.д., работа ведется в соответствии с указаниями пакета документов Минтопэнерго: т.е. по инструкциям по эксплуатации используемых средств измерений. При использовании в работе альфа-, бета-спектрометрического комплекса "Прогресс" результаты исследования зачастую идут в виде "0±7,36". То есть, программу "Прогресс" (НПП "Доза" ВНИИФТРИ), возможно, и можно использовать, но при этом нужны методики специальной подготовки проб (концентрирование и т.п.).

Если до 1998 года у нас были только 4 документа из 7 пакета документов Минтопэнерго, и все методические указания по организации радиационного контроля носили рекомендательный характер, то в 1999 году вышел Закон Ханты-Мансийского Автономного Округа "О радиационной безопасности" от 5.01.99 г. № 3-03, где в ст. 28 указано, что предприятия добывающей и перерабатывающей отраслей промышленности и ТЭК, не связанные с ядерно-топливным циклом, обязаны проводить радиационный контроль и принимать меры по радиационной безопасности. Несмотря на это руководство большинства нефтегазодобывающих предприятий не считает себя обязанным заниматься организацией радиационного контроля.

К сожалению, нет нормативных и даже методических документов о радиационном контроле за скважинами, в которых оставлены, а затем "захоронены" ИИИ. На нашей территории - это источники гамма- и нейтронного излучения: цезий-137 с периодом полураспада 30 лет и плутониево-бериллиевые источники с периодом полураспада плутония-238 - 87,74 года, которые применяются при радиоактивном каротаже.

Необходимость в НТД есть, т.к. все чаще встает вопрос, можно ли их эксплуатировать, на каком расстоянии бурить новые скважины и т.п.

В настоящее время разработаны "Научно-методические основы формирования федеральной системы радиационно-экологической безопасности контроля в ТЭК России" (система РЭБК ТЭК). Имеется проект "Концепции создания системы РЭБК ТЭК", в разработке которого принимали участие не только ГЛАРК Минтопэнерго России, но и ГНЦ РФ "ФЭИ" Минатома России ( г.Обнинск ), ЦМИИ ГП "ВНИИФТРИ" Госстандарта России.

Ведется планомерный радиационный контроль на объектах, где производились ядерные взрывы, например, в Пермской области, но ведь любая работа бесмысленна без контроля, т.е. без проведения аналогичных исследований на незагрязненной территории, которой и может стать Нижневартовский район.

«Да» атомной энергии

Ядерная энергетика -- очень молодая отрасль науки и техники. Первая в мире атомная электростанция (АЭС) в г. Обнинске Калужской области вошла в строй всего четверть века назад: 27 июня 1954 г. она выдала электрическую энергию в Московскую энергосеть. За это время ядерная энергетика выросла, возмужала и вышла на широкую дорогу промышлен-ного производства электрической энергии во многих странах мира -- Со-ветском Союзе, США, Англии, Франции, Канаде, Италии, ФРГ, Японии, Швеции, Чехословакии, ГДР, Болгарии, Швейцарии, Испании, Индии, Пакистане, Аргентине и др. |На январь 1981 г. во всем мире введено бо-лее 250 атомных электростанций (блоков) установленной мощностью около 140 млн. кВт. Ни одна отрасль техники не развивалась так быстро, как ядерная энергетика. Обычным электростанциям понадобилось 100 лет, чтобы достичь такого уровня инженерной техники и эксплуатации, какого достигла уже к 1975 г. ядерная энергетика.

Ученые-атомщики, руководители соответствующих фирм и ведомств по-разному представляют развитие ядерной энергетики, но в одном они сходятся: у нее хорошие перспективы и в недалеком будущем на какое-то время она станет одним из основных источников получения энергии, в том числе электрической. Предполагается, что уже в 1985 г. рост атомно-энергетических мощностей в мире достигнет 300 млн. кВт (некоторые экспер-ты считают эту цифру завышенной, учитывая энергетический кризис и некоторые политические обстоятельства). На Х конгрессе Международной энергетической конференции в Стамбуле в сентябре 1977 г. суммарная мощность АЭС в мире к 2000 г. определялась в 1300--1650 млн. кВт. По новым прогнозам зарубежных ученых, удельный вес мировой ядерной энергетики к 2000 г. достигнет 25--30% (и даже 40%) общей выработки электрической энергии в мире. .Такому росту ядерной энергетики способствует ряд обстоятельств:

с одной стороны -- уменьшение природных запасов органического топлива (газа, нефти, а во многих экономических районах и угля), их повышенная сернистость, зольность, вызывающая загрязнение окружающей среды при сжигании этих видов топлива, резкое удорожание и сложность их добычи и т. д., с другой -- постоянный рост потребности человечества в топливе и электроэнергии. При истощении запасов органического топлива исполь-зование ядерного топлива (урана, тория и плутония) -- пока единствен-ный реальный путь надежного обеспечения человечества так необходимой ему энергией. Как известно, при делении ядер урана и плутония выделяет-ся огромное количество энергии, использование которой позволяет созда-вать крупные АЭС промышленного типа.

Уран широко распространен в природе, но богатых по содержанию залежей урановых руд (как, скажем, железа или угля) нет. Промышлен-ные урансодержащие руды имеют очень небольшую концентрацию: 0,1-0,5% и даже меньше 0,08-0,05%. Правда, встречаются богатые, уни-кальные месторождения с содержанием до 10%, но их очень мало и за-пасы урана в них сравнительно невелики. В земной коре урана много, но он почти весь находится в рассеянном состоянии и не в собственно урановых, а в урансодержащих минералах, где он изоморфно замещает торий, цирконий, редкоземельные элементы. Уран содержится и в гранитах, и в базальтах, но концентрация его там настолько мала (4-10~4 и 1-10~*% соответственно), что извлечение станет возможным только в очень отдаленном будущем. Однако эти микроколичества представляют собой грандиозную цифру: 300 тыс. Q (=3-1014 кВт-ч). По некоторым прогно-зам, запасы урана и тория в земной коре могут обеспечить челове-чество энергией на протяжении 3 млрд. лет при ежегодном потреблении З-Юккал.

Поиск урана, и, главное, определение его запасов как очень ценного и важного стратегического сырья проводится во многих странах мира. В капиталистических странах первые три места по запасам и содержанию урана в рудах занимают Канада, ЮАР и США. По добыче первое место занимают США, второе Канада, третье ЮАР. В природе есть один-единственный изотоп урана, который может под-держивать цепную реакцию деления ядра урана -- это уран-235. В одном акте деления ядра урана выделяется энергия на один атом в 200 млн. раз большая, чем при любой химической реакции. Если бы все изотопы в 1 г урана подверглись делению, то выделилась бы энергия в 20 млн. ккал, что соответствует 23 тыс. кВт-ч тепловой энергии. Однако в природном Уране очень трудно получить самоподдерживающуюся цепную реакцию деления, так как делящийся изотоп уран-235 в нем содержится в незна-чительном количестве--всего 0, 71%, а остальные 99, 29% составляет не-делящийся изотоп уран-238. Поэтому создаются специальные устройства -- ядерные котлы, реакторы, в которых при определенных контролируемых условиях происходит самоподдерживающаяся цепная реакция деления ядер тяжелых элементов. Такие реакторы, имеющие в своем составе ядер-ное топливо (горючее), специальные виды замедлителя нейтронов, отра-жатель и охладитель, позволяют из неделящихся изотопов урана-238 или тория-232 получать делящиеся изотопы урана-233 и новый вид ядерного топлива -- плутоний-239, которые затем могут быть использованы в ка-честве ядерного горючего.

Именно в образовании новых дополнительных количеств делящихся изотопов (а не только в израсходовании загруженного в реактор топлива) заключается исключительная ценность и специфическая особенность ядер-ного горючего. Кроме обычного воспроизводства, возможно так называе-мое расширенное, при котором образующегося ядерного горючего полу-чается больше, чем его потребляется (отношение числа получающихся атомов делящегося вещества к числу потребленных называется коэффи-циентом воспроизводства). С помощью процесса воспроизводства ядер-ного горючего (за счет неделящихся изотопов урана или тория) можно во много раз увеличить мировые запасы ядерного горючего, что и пыта-ются осуществить введением в эксплуатацию реакторов на быстрых нейтронах.

Чтобы в системе, в данном случае в ядерном реакторе, содержащей делящиеся изотопы, например уран-235, могла поддерживаться цепная реакция, необходимо выполнение ряда условий. Во-первых, масса деля-щегося вещества должна быть не меньше критической, т. е. система должна содержать уран-235 в количестве, достаточном для того, чтобы в среднем один нейтрон из числа получающихся при каждом акте деления ядра смог бы вызвать следующий акт деления, прежде чем он покинет систему. Во-вторых, система, содержащая ядерное топливо, должна быть окружена материалом, который как бы улавливает выходящие из нее нейтроны и возвращает их обратно, т. е. отражает. Вообще в природе не существует материала, отражающего нейтроны непосредственно в обратном направ-лении. Механизм работы отражателя состоит в том, что попадающие в него нейтроны беспорядочно движутся по искривленным траекториям и, не испытывая захвата со стороны атомов отражателя, в конце концов частич-но (в идеальном случае до 50%) попадают обратно в активную зону. Третье условие -- это снижение вредного захвата нейтронов в неделящих-ся материалах системы, которые непосредственно не участвуют в цепной реакции, но их ядерные характеристики таковы, что требуют оптималь-ного решения в выборе соответствующих материалов с точки зрения сохра-нения нейтронов.

И, наконец, одним из важнейших условий осуществления полностью контролируемой цепной реакции деления ядер атомов служит наличие средств управления ею, т. е. регулирования ее хода и скорости про-хождения.

Использование радиоактивности

Явление радиоактивности положило начало бурному развитию новых направлений в химии и физике, которые, в свою очередь, стали фундаментом для создания атомно-промышленного комплекса.

Первые предприятия атомной промышленности были направлены на создание атомной бомбы, что и было впервые сделано в США. В боевых целях ядерное оружие было применено 6 и 9 августа 1945 года, когда американцами были взорваны две атомные бомбы над японскими городами Хиросима и Нагасаки. Первым предприятием атомной промышленности, созданным в СССР, стало производственное объединение “Маяк”, предназначенное для получения делящихся ядерных материалов. Первые предприятия ядерного комплекса формировались в условиях “гонки вооружения”, к тому же эффекты воздействия радиации на организм человека и окружающую среду были мало изучены, что и привело к необдуманному сбросу отходов, крупномасштабному загрязнению окружающей среды и росту числа заболеваний у работников атомной промышленности и населения, проживающего в зоне радиоактивного загрязнения, вследствие неверного нормирования доз облучения.

В настоящее время атомно-промышленный комплекс представляет собой разветвленную сеть предприятий с различными целями и задачами. В него входят предприятия военно-промышленного комплекса, АЭС, научно-исследовательские центры и институты.

За последние десятилетия произошла переоценка эффектов влияния атомной радиации на человека и окружающую среду. Был введен запрет на испытания и распространение ядерного оружия, а также подписано несколько договоров о сокращении ядерного вооружения. 29 июля 1957 года была учреждена МАГАТЭ - автономная межправительственная организация по вопросам мирного использования ядерной энергии. Целью ее создания стал контроль за деятельностью стран с развитой атомной промышленностью в соответствии с целями и принципами ООН, направленными на укрепление мира и поощрение международного сотрудничества. Международные организации, работающие в сфере изучения влияния радиации на человека и ОС, периодически пересматривали степень ее опасности в сторону повышения. С 30-ых годов этот уровень возрос в тысячу раз. Международная комиссия радиационной защиты официально признала концепцию беспорогового действия радиации на здоровье человека.

В настоящее время существует 2 мнения относительно дальнейшего развития атомной промышленности:

Атом - безусловное благо. Наиболее приоритетным путем развития энергетики является создание большого числа АЭС. На здоровье человека влияют исключительно большие дозы; атом настолько полезен, что следует облучать даже продукты питания для более длительного хранения.

Атом не может быть благом для человечества из-за неисключенной вероятности атомно-техногенных глобальных катастроф, его пагубного влияния на ОС и здоровье человека, вплоть до смертельного исхода.

Литература

Г.Кесслер “Ядерная энергетика” Москва :Энергоиздат, 1986 г.

Т.Х.Маргулова “Атомная энергетика сегодня и завтра” Москва: Высшая школа, 1989 г.

«Характеристики ядерного оружия» (The Effects of Nuclear Weapon), Самуэль Гласстон, Филипп Долан, 1977 г.

Кудрявцев П.С. Курс истории физики.
// М., Просвещение, 1982 г.

Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике.
// М., Наука, 1990 г.

РЕФЕРАТ

По физике на тему:

Атомная энергия

Работу выполнила

Студентка I курса группы Б-355

Сафина Энже

Работу проверила

Шакирова А.Ф.

Страницы: 1, 2