Ядерная и радиационная безопасность

Ядерная безопасность и радиационная безопасность это свойство реакторов предотвращать с определенной вероятностью аварии различных установок атомных станций.

Риск ядерных аварий

Если рассматривать с точки зрения ядерной безопасности только нормальные выбросы радиации с  атомных электростанций, то они строго регламентированы. Но авария  реактора может привести к очень большим выбросам.

Ученые  утверждают, что после того, как реактор работает около 20 лет, риск серьезных аварий из-за охрупчивания (постепенного ослабления) корпуса реактора повышается. Если срок службы существующих реакторов выходит за рамки первоначально запланированных четырех десятилетий, то продление намного дешевле (и имеет меньше политических проблем), чем строительство новых реакторов.Ядерная безопасность

Отдельные аварии могут привести к очень большим выбросам радиации из ядерных реакторов, как это произошло в Чернобыле. Интересы как местных жителей, так и владельцев ядерных реакторов пересекаются в части необходимости проведения мероприятий для ядерной  безопасности.

Однако широко разрекламированный отказ от  атомной энергии может иметь разрушительное влияние на перспективы развития ядерной энергетики. Но это не относится к “обычным выбросам”, о которых говорилось выше.

Ученые проанализировали ядерную  безопасность  сложных систем, таких как атомные электростанции, с точки зрения социальной науки. Они пришли к выводу, что отказы в “сложных и тесно связанных” инженерных системах, таких как атомные электростанции, были неизбежны, примеры того, что они лихо называли “нормальными авариями”.

Они происходят потому, что:

  • иногда, хотя и редко, неизбежно возникают один или два сбоя, которые взаимодействуют таким образом, что ни один проектировщик или оператор не мог бы предвидеть, и если бы система была тесно связана, сбои каскадом обрушили бы систему.

Предложенные решения по ядерной безопасности состоят в том, чтобы попытаться минимизировать последствия этих неизбежных сбоев за счет модульности и минимизации населения, которое, вероятно, будет серьезно затронуто.

Проще говоря, предложено запретить людям селиться в таких зонах повышенного риска или, наоборот, переселить их оттуда.

Нормальная работа реактора и выбросы при авариях реактора не являются единственными причинами радиоактивных выбросов из ядерного топливного цикла. В бывшем СССР в сентябре 1957 года на заводе по переработке ядерного оружия, расположенном на Южном Урале, (Кыштымская катастрофа) произошел химический взрыв, вызвавший выброс в атмосферу большого количества радиоактивных веществ, что привело к загрязнению многих тысяч км суши. Месяц спустя завод по производству плутония в Виндскейле в Великобритании также потерпел аварию с меньшим, но все же большим выбросом радиоактивности.

Однако для того, чтобы ядерная энергия играла важную энергетическую роль и была безопасна, необходимо многократно расширить переработку отработавшего топлива.

Сейчас ядерщики имеют большой опыт работы с различными частями ядерного топливного цикла. Мы должны ожидать, что страны с меньшей техническими возможностями будут иметь гораздо больше аварий для данной ядерной энергетики.

Стихийные бедствия опасны

Стихийные бедствия могут повлиять не только на работу реакторов, но и на целостность шахтных хранилищ и высокоуровневых хранилищ отходов.

Землетрясения представляют собой особенно важную опасность. В Японии в 2007 году землетрясение магнитудой 6,6 произошло в кластере ядерных реакторов Каскивакази-Карива, крупнейшем в мире ядерном энергетическом комплексе. Семь реакторов не пострадали, но землетрясение привело к их закрытию на несколько лет.

11 марта 2011 года в результате сильнейшего в истории Японии землетрясения и последовавшего за ним цунами привело к расплавлению активной зоны реакторов и взрывам водорода.

Многие другие густонаселенные страны, подверженные землетрясениям, включая Индонезию и Филиппины, заинтересованные в ядерной энергетике, но анализируют свою ядерную  безопасность.

На безопасную эксплуатацию реакторов также могут повлиять пожары, наводнения и даже небольшие цунами. Во время цунами 2004 года в Индийском океане место строительства прототипа реактора быстрого размножения в Калпаккаме в Индии было частично затоплено.

Большинство ядерных реакторов в мире находятся под угрозой затопления, поскольку они обычно расположены на реках или побережьях для доступа к охлаждающей воде. Опасность заключается в том, что паводковая вода может вызвать короткое замыкание в электросети или прямые сбои при затоплении зданий, связанных с безопасностью растений. Электростанцию в районе Нового Орлеана, США пришлось закрыть из-за опасности урагана “Катрина”.

Засуха может также привести к сокращению производства существующей ядерной энергии, если реки будут использоваться для обеспечения охлаждающей воды, как это произошло во Франции в 2003 году.

Поскольку продолжающееся изменение климата, вероятно, приведет к более экстремальным погодным явлениям, а также к повышению уровня моря и штормовым приливам, жизненно важно, чтобы будущая энергия вырабатывалась за счет надежных методов, которые относительно невосприимчивы к любым возможным изменениям.

Учитывая длительный срок службы реакторов ядерная безопасность  существующих установок также подвергается риску.

Распространение ядерного оружия и терроризм

Гражданские ядерно-энергетические программы в современном мире в значительной мере являются результатом разработки ядерного оружия. Самые ранние реакторы были реакторами военного производства, оптимизированными для производства плутония. Отработанное топливо из этих реакторов было затем переработано для извлечения этого плутония для бомб, таких как сброшенная на Нагасаки, Япония, в 1945 году. Альтернативным путем для ядерных делительных бомб является обогащение природного урана, осуществляемое на гигантских обогатительных фабриках. Оружейный уран был использован в бомбе, сброшенной на Хиросиму за несколько дней до взрыва в Нагасаки.

Реакторы, оптимизированные в настоящее время для производства электроэнергии, наряду с переработкой отработавшего топлива и обогащением природного урана, являются элементами гражданского производства ядерной энергии. Официально гражданская ядерная энергетическая программа может обеспечить (и действительно иногда обеспечивала) идеальное прикрытие для военной программы.

Ядерные энергетические установки, такие как электростанции, пруды-охладители и хранилища для высокоактивных отходов, также подвержены риску преднамеренных актов террористов.

После событий 11 сентября нельзя больше игнорировать риск того, что крупные авиалайнеры не будут преднамеренно пилотироваться на такие установки.

Еще более ранний акт терроризма произошел в 1982 году, когда реактор строившейся тогда во Франции, стал объектом удара гранатометом. Группа антиядерных активистов из гранатомёта РПГ-7 сделала восемь выстрелов по ядерному объекту.

Ядерная безопасность таких действий является еще одним аспектом, который мы должны учитывать при взвешивании различных вариантов смягчения последствий выбросов. Бетонная защитная конструкция обеспечивает некоторую защиту, но пассивные функции ядерной безопасности не безграничны. В любом случае другие чувствительные установки, такие как пруды-охладители с высоким уровнем радиоактивных запасов, не защищены таким образом.

Воровство ядерного топлива

На ядерную безопасность может влиять и банальное воровство.

Мы можем дать приблизительную оценку того, сколько плутониевого топлива потребуется для всего реакторного парка, если реакторы-размножители будут производить всю текущую электрическую мощность в мире.

Объем плутония составляет 4,83 тонны на ГВт мощности. При коэффициенте мощности 85 % требуется примерно 13 тысяч тонн плутония. Еще многие тысячи тонн должны были бы циркулировать на заводах по переработке и изготовлению топлива, а также в поставках с реакторов-размножителей по всему миру на заводы по переработке. Поскольку для создания ядерного оружия типа Нагасаки требуется всего лишь менее восьми килограммов, отвлечение достаточного количества для оружейной программы будет трудно обнаружить с помощью международной инспекции. Ядерная безопасность окажется под угрозой, так как шансы субнациональных групп на приобретение плутония высоки.Ядерная безопасность

Опасности, связанные с так называемой “экономикой плутония”, не остались незамеченными.

Одно из предложений заключается в создании международных центров переработки, где отработавшее топливо будет перерабатываться под международным надзором. Где будут расположены эти центры? Очевидно, Запад хотел бы, чтобы они располагались в западных странах, но будет ли это приемлемо для остального мира?