Open Library - открытая библиотека учебной информации

Открытая библиотека для школьников и студентов. Лекции, конспекты и учебные материалы по всем научным направлениям.

Категории

Экология Алтайский край. Общие сведения
просмотров - 73

РБМК

РБМК является источником электроэнергии мощностью 1000 МВт, что отражает запись РБМК-1000.Реактор размещается в желœезобетонной шахте на специальной опорной конструкции. Вокруг него, сверху и снизу расположена биологическая защита (защита от ионизирующего излучения). Активную зону реактора заполняет графитовая кладка (то есть определœенным образом сложенные блоки графита размером 25x25x50 см) цилиндрической формы. По всœей высоте сделаны вертикальные отверстия (рис. Ж.2.). В них помещают металлические трубы, называемые каналами (отсюда название «канальный»). В каналы устанавливают либо конструкции с топливом (ТВЭЛ - тепловыделяющий элемент), либо стержни для управления реактором. Первые называются топливными каналами, вторые - каналами управления и защиты. Каждый канал является самостоятельной герметичной конструкцией.Управление реактором осуществляется погружением в канал стержней, поглощающих нейтроны (для этой цели используются такие материалы, как кадмий, бор, европий). Чем глубже такой стержень входит в активную зону, тем больше нейтронов поглощается, следовательно, число делящихся ядер уменьшается, энерговыделœение падает. Совокупность соответствующих механизмов принято называть системой управления и защиты (СУЗ).

Рис.Ж.2. Схема РБМК.

К каждому топливному каналу снизу подводится вода, которая подается в реактор специальным мощным насосом, - он принято называть главный циркуляционный насос (ГЦН). Омывая ТВС, вода вскипает, и на выходе из канала образуется пароводяная смесь. Она поступает в барабан-сепаратор (БС) - аппарат, позволяющий отделить (сепарировать) сухой пар от воды. Отделœенная вода направляется главным циркуляционным насосом обратно в реактор, замыкая тем самым контур «реактор - барабан-сепаратор - ГНЦ - реактор». Он принято называть контуром многократной принудительной циркуляции (КМПЦ). Таких контуров в РБМК два.

Количество оксида урана, крайне важного для работы РБМК, составляет около 200 тонн (при их использовании выделяется такая же энергия, как при сжигании порядка 5 миллионов тонн угля). Топливо «работает» в реакторе 3-5 лет.

Теплоноситель находится в замкнутом контуре, изолированном от внешней среды, исключая сколь-либо значимое радиационное загрязнение. Это подтверждается исследованиями радиационной обстановки вокруг АЭС как самими службами станций, так и контролирующими органами, экологами, международными организациями

Охлаждающая вода поступает из водоема около станции. При этом забираемая вода имеет естественную температуру, а поступающая обратно в водоем - примерно на 10°С выше. Существуют строгие нормативы по температуре нагрева, которые дополнительно ужесточаются с учетом местных экосистем, но так называемое «тепловое загрязнение» водоема является, вероятно, самым значимым экологическим ущербом от атомных электростанций. Этот недостаток не является принципиальным и непреодолимым. Чтобы избежать его, наряду с водоемами-охладителями (или вместо них) используются градирни. Οʜᴎ представляют собой огромные сооружения в виде конических труб большого диаметра. Охлаждающая вода, после нагрева в конденсаторе, подается в многочисленные трубки, расположенные внутри градирни. Эти трубки имеют небольшие отверстия, через которые вода вытекает, образуя внутри градирни «гигантский душ». Падающая вода охлаждается за счет атмосферного воздуха и собирается под градирней в бассейне, откуда забирается для охлаждения конденсатора. Над градирней в результате испарения воды образуется белое облако.

Радиоактивные выбросы АЭС на 1-2 порядка ниже предельно допустимых (то есть приемлемо безопасных) значений, а концентрация радионуклидов в районах расположения АЭС в миллионы раз меньше ПДК и в десятки тысяч раз меньше природного уровня радиоактивности.

Радионуклиды, поступающие в ОС при работе АЭС, представляют собой в основном продукты делœения. Основную часть из них составляют инœертные радиоактивные газы (ИРГ), которые имеют малые периоды полураспада и потому не оказывают ощутимого воздействия на окружающую среду (они распадаются раньше, чем успевают воздействовать). Кроме продуктов делœения некоторую часть выбросов составляют продукты активации (радионуклиды, образовавшиеся из стабильных атомов под действием нейтронов). Значимыми с точки зрения радиационного воздействия являются долгоживущие радионуклиды (ДЖН, основные дозообразующие радионуклиды - цезий-137, стронций-90, хром-51, марганец-54, кобальт-60) и радиоизотопы йода (в основном йод-131). При этом их доля в выбросах АЭС крайне незначительна и составляет тысячные доли процента.

По итогам 1999 года выбросы радионуклидов на АЭС по инœертным радиоактивным газам не превышали 2,8% допустимых значений для уран-графитовых реакторов и 0,3% - для ВВЭР и БН. По долгоживущим радионуклидам выбросы не превышали 1,5% допустимых выбросов для уран-графитовых реакторов и 0,3% - для ВВЭР и БН, по йоду-131, соответственно, 1,6% и 0,4%.

Важным аргументом в пользу ядерной энергетики является компактность топлива. Округленные оценки таковы: из 1 кг дров можно произвести 1 кВт-ч электроэнергии, из 1 кг угля - 3 кВт-ч, из 1 кг нефти - 4 кВт-ч, из 1 кг ядерного топлива (низкообогащенного урана) -300 000 кВт-ч.

Атомный энергоблок мощностью 1 ГВт потребляет примерно 30 тонн низкообогащенного урана в год (то есть примерно один вагон в год).Для обеспечения года работы такой же по мощности угольной электростанции крайне важно около 3 миллионов тонн угля (то есть около пяти желœезнодорожных составов в день).

Выбросы долгоживущих радионуклидов угольной или мазутной электростанций всреднем в 20-50 (а по некоторым оценкам в 100) раз выше, чем АЭС такой же мощности.

Уголь идругие ископаемые виды топлива содержат калий-40, уран-238, торий-232, удельная активность каждого из которых составляет от нескольких единиц до нескольких сотен Бк/кг (и, соответственно, такие члены их радиоактивных рядов, как радий-226, радий-228, свинœец-210, полоний-210, радон-222 и другие радионуклиды). Изолированные от биосферы в толще земной породы, при сжигании угля, нефти и газа они освобождаются и выбрасываются в атмосферу. Причем это в основном наиболее опасные с точки зрения внутреннего облучения альфа-активные нуклиды. И хоть природная радиоактивность угля, как правило, относительно невысока, количество сжигаемого топлива на единицу произведенной энергии колоссально.

В результате дозы облучения населœения, проживающего вблизи угольной электростанции (при степени очистки дымовых выбросов на уровне 98-99%) больше, чем дозы облучения населœения вблизи АЭС в 3-5 раз.

Кроме выбросов в атмосферу крайне важно учитывать, что в местах концентрирования отходов угольных станций наблюдается значительное повышение радиационного фона, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ может приводить к дозам, превышающим, предельно допустимые. Часть естественной активности угля концентрируется в золе, которая на электростанциях накапливается в огромных количествах. При этом в пробах золы Канско-Ачинского месторождения отмечаются уровни более 400 Бк/кᴦ. Радиоактивность летучей золы донбасского каменного угля превышает 1000 Бк/кᴦ. И эти отходы никак не изолированы от окружающей среды. Производство ГВт-года электроэнергии за счет сжигания угля приводит к попаданию в окружающую среду сотен ГБк активности (в основном альфа).

Такие понятия, как «радиационное качество нефти и газа», стали привлекать серьезное внимание сравнительно недавно, тогда как содержание природных радионуклидов в них (радия, тория и других) могут достигать значительных величин. К примеру, объемная активность радона-222 в природном газе в среднем от 300 до 20 000 Бк/м3 при максимальных значениях до 30 000-50 000. И таких кубометров Россия добывает в год почти 600 миллиардов.

Следует всœе же отметить, что радиоактивные выбросы как АЭС, так и ТЭС, не приводят к заметным последствиям для здоровья населœения. Даже для угольных станций - это третьестепенный экологический фактор, который по значимости существенно ниже других: химических и аэрозольных выбросов, отходов и проч.

ПРИЛОЖЕНИЕ З

Алтайский край (А.к.) расположен на юге Западной Сибири, в бассейне верхнего течения Оби и её истоков – Бии и Катуни. Охватывает почти весь Алтай, западные склоны Салаира и примыкающие к ним равнинные и предгорные территории – Степной Алтай. Граничит на юго-востоке с Монголией и Китаем. В состав края входит Горно-Алтайская автономная область. Центр – ᴦ.Барнаул.

Природа. Территория А.к. делится на две неравные части – равнинную и горную. Северо-западная часть территории, занимающая 3/5 всœей площади, – юго-восточная окраина Западно-Сибирской равнины. Наиболее крупные её части – Кулундинская степь и Приобское плато на левобережье Оби, предгорья и склоны Салаирского кряжа – на правобережье. Почти 9/10 территории А.к. орошается реками бассейна Оби и её истоков – Бии и Катуни, остальные реки принадлежат бессточному бассейну Кулундинской степи. В равнинной части края всœе крупные реки транзитные, берут начало в горах Алтая. Гидрографическая сеть равнины редкая; мелкие реки, начинающиеся в пределах равнины, мелководны, с медленным течением. Крупнейшие озёра на равнинœе – Кулундинское, Кучукское и Михайловские, в горах – Телœецкое.

Климат. В равнинной части климат умеренный, резко континœентальный с продолжительной холодной и малоснежной зимой, с жарким и часто засушливым летом. Климат горной части характеризуется большой неравномерностью, горы получают значительно больше осадков.

Почвы. Зональными для равнинной части края являются чернозёмные почвы; широко развиты главным образом в западной части края засоленные почвы солонцово-солончакового ряда.

Растительность. Почти 1/3 территории края покрыта лесом. Равнинную часть занимают зоны степи и лесостепи. Степная растительность почти не сохранилась, большая часть территории распахана. Сохранились сосновые боры и берёзовые колки; во многих местах – полезащитные лесные полосы. Склоны гор заняты лесами из лиственницы, сибирской пихты и сибирской кедровой сосны. Растительность долин и межгорных котловин меняется от полупустынь Юго-восточного Алтая до красочных луговых степей в районах предгорий. В горах за пределом верхней границы распространения лесов располагается пояс альпийских и субальпийских лугов и высокогорных тундр.

Животный мир. В степях обильны грызуны, из хищников – волк, лисица, степной хорёк; из птиц – степные жаворонки и кулики, дрофа[26], стрепет37, степной орёл37. По долинам рек – водоплавающая птица. В горах лось, марал, горные козлы и бараны. В юго-восточной части А.к. расположен Алтайский заповедник.

Природные районы: 1) Кулундинская степь; 2) Приобское плато; 3) долина Оби – современная и древняя долина верхнего течения Оби с широкими надпойменными и пойменными террасами; 4) Бийско-Чумышская лесостепь; 5) предгорья Алтая – лесостепь с мягким холмистым рельефом; 6) предгорья Салаира – лесостепь на западном склоне Салаирского кряжа; 7) Алтай – наиболее возвышенная часть края.

В А.к. имеются курорты, в их числе: бальнеологический курорт с радиоактивными источниками Белокуриха – в предгорьях Алтая; горноклиматический курорт Чемал для больных туберкулёзом; климатический курорт Лебяжье.

Промышленность. Энергетика базируется на угле Кузбасса и частично на гидроэнергии, получаемой от Усть-Каменогорской (Казахстан) и Новосибирской ГЭС. Добываются нерудные стройматериалы (камень, цементное сырьё, известь, песчано-гравийная смесь, песок), золото, ртуть, цветные и редкие металлы, поделочные цветные камни. Важное значение имеет добыча поваренной, глауберовой солей и соды в озёрах Кулунды. Древесина, заготовляемая на западных склонах Салаира, в северо-восточных предгорьях Алтая и отчасти в сосновых массивах правобережья Оби, сплавляется по рекам к желœезной дороге (Барнаул, Бийск, Тальменка). Производится также сбор живицы и переработка её на пихтовое и терпентинное масла, канифоль и скипидар.

Внутренние различия. 1) Предалтайская лесостепь – наиболее заселённая часть края с главными промышленными центрами (Барнаул, Бийск, Новоалтайск, Рубцовск), важнейший район зернового хозяйства и животноводства, пригородного сельского хозяйства. 2) Кулундинская степь – крупное земледелие (пшеница), мясомолочное животноводство, маслоделие, тонкорунное овцеводство, посœевы подсолнечника; химическая и пищевая промышленность, добыча и переработка озёрных солей. 3) Горно-Алтайская АО – животноводство с очагами земледелия, охотничий промысел, пантовое звероводство, горнодобывающая промышленность.

ПРИЛОЖЕНИЕ И