Связь экологии и ядерной энергетики.
В противоречии со сложившимся общественным мнением, экспертами всего мира ядерные электростанции признаны наиболее безопасными и экологически чистыми по сравнению с прочими традиционными способами производства энергии. Кроме того, уже разработано и устанавливается новое поколение ядерных реакторов, приоритетным для которого является полная безопасность эксплуатации.
Одним из серьезных вопросов, вызывающих беспокойство общественности, является наработка и необходимость хранения долгоживущих ядерных отходов. Оценки экспертов показывают, что при производстве к середине века на АЭС около 50% энергии, ежегодно будет производиться и около 50000 т высоко радиоактивных отходов. Давайте, однако, сравним с сегодняшними тепловыми электростанциями, которые выбрасывают в атмосферу более 50000 т углерода в минуту!
Да, радиоактивные отходы сохраняют активность в течение долгих лет, но эти отходы занимают относительно малые объемы и могут быть надежно локализованы, а наиболее опасные из них нетрудно еще раз переработать, как говорят, “сжечь” в ядерных реакторах. После однократного использования на АЭС ядерного топлива в нем остается около 20 % первоначального количества U235. Так что повторное использование невыгоревшего ядерного топлива и искусственных делящихся материалов путем переработки уже облученного топлива и его регенерации позволяет наиболее эффективно использовать имеющиеся урановые ресурсы. В этом случае объем образующихся радиоактивных отходов минимален.
Вообще, для ядерных источников характерна компактная форма отходов и отсутствие выбросов продуктов сгорания. Как показывают оценки, суммарная масса ядерных отходов в миллионы раз меньше массы отходов при сжигании органики (пропорционально калорийности топлива). И это несомненное преимущество ядерной энергии.
В процессе работы реакторов изменяется баланс радиоактивных веществ в природе. Одновременно протекают два противоположных процесса: уничтожение радиоактивных ядер, имеющих естественную радиоактивность, и образование новых радиоактивных ядер. С одной стороны, уничтожается уран или другой исходный ядерный элемент, являющиеся родоначальниками цепочки радиоактивных ядер, а с другой стороны, образуются новые радиоактивные ядра: продукты деления и продукты взаимодействия нейтронов с веществом, главным образом, трансурановые изотопы. Результаты исследований баланса радиоактивности приводят к принципиальному выводу: при работе реактора происходит снижение числа суммарных радиоактивных распадов в ядерном топливе, то есть, возникающая радиоактивность не превышает по количеству распадов активность исходных естественных элементов.
Образующиеся продукты деления являются короткоживущими изотопами, по сравнению с ураном и его дочерними продуктами. Их радиоактивные распады происходят в относительно короткий интервал времени. По этой причине радиоактивность (скорость распадов) облученного топлива превышает радиоактивность исходного ядерного сырья на протяжении нескольких тысяч лет. Именно этот вывод лежит в основе решения проблемы безопасности ядерных реакторов и послереакторного топливного цикла: образующаяся радиоактивность должна быть гарантировано локализована в указанном выше временном интервале. Несомненно, такая локализация ядерных отходов и во времени, и в пространстве находится в пределах возможностей человечества.
По мнению российских специалистов никаких проблем с хранением и переработкой ядерных отходов не возникнет, даже если взяться перерабатывать ввозимые ядерные отходы. Наоборот, это позволит более полно использовать мощности страны по переработке отработанного ядерного топлива. Известно, что на сегодняшний день мощности нашей страны по их переработке использованы лишь на треть: в 2000 г. переработка собственных ядерных отходов составила всего 150 т, тогда как Россия может ежегодно перерабатывать около 400 т отработанного ядерного топлива.
Поскольку ядерное топливо не сгорает до конца, возможно его вторичное использование. Одновременно с его подготовкой к повторному использованию из него извлекают различные элементы, необходимые в медицине (рентгеноскопия) и промышленности (сварка). На сегодняшний день по технологиям переработки ядерного топлива с Россией способна конкурировать лишь Франция, на территорию которой уже ввозятся ядерные отходы. Япония только начинает развивать такие технологии, а вот Англия уже строит свой первый завод по переработке ядерного топлива. Что касается США, то они перерабатывают ядерное топливо только для военных целей.
Таким образом, атомная энергетика при нормальной эксплуатации и условии гарантированно безопасного компактного хранения и переработки радиоактивных отходов имеет несомненные экологические преимущества перед конкурентами. Ее влияние на окружающую среду ограничено практически только тепловым воздействием, которое весьма мало. Добавим также и то, что дерное топливо, в сравнении с прочими видами топлива, имеет в миллионы раз большую концентрацию энергии и практически неисчерпаемые ресурсы. Резервы урана в атомной промышленности могут обеспечить четырехкратное увеличение мощности АЭС.
Все выше перечисленные альтернативы нефти имеют один, но очень существенный недостаток, они НЕ способны ПОЛНОСТЬЮ заменить нефть как источник энергии. Лишь применением термоядерной энергии может помочь в данной ситуации.
Что же представляет собой термоядерная энергия?