Наука <> Для <> Критических <> Масс
в однократном топливном цикле на низкообогащенном уране (НОУ-ОК)
и в однократном топливном цикле на смешанно-оксидном топливе (МОХ-ОК)а
в кубических метрах на гигаватт электроэнергии в год (м3/(ГВт·год))
| Комментарии | ||||||||||
| Добыча и дробление | С точки зрения радиационных доз и числа пострадавших людей добыча урана является одним из самых опасных этапов ядерного топливного цикла, который оказывает непропорциональное воздействие на местное население. При добыче руды образуются большие объемы отходов в виде экономически незначимых обедненных урансодержащих материалов, которые не рассматриваются как радиоактивные отходы. Хвосты обогатительных фабрик отвечают более чем за 95 % всего объема радиоактивных отходов, не включая отходы горно-добывающих предприятий. Многие территории хвостохранилищ во всем мире не прошли экологической очистки или остаются заброшенными и загрязняют почву и поверхностные воды радиоактивными и нерадиоактивными токсичными веществами. | |||||||||
| Производство UF6 | В процессе изготовления гексафторида урана, который идет на обогатительные предприятия, образуется ряд химических форм урана. Кроме урана, в аэрозольной форме и растворенного в воде, другие опасные компоненты включают в себя такие химические вещества, как фтористоводородная кислота, азотная кислота и газ фтор. | |||||||||
| Обогащение | Низкоактивные отходы, образуемые на этапе производства гексафторида урана и обогащения, обычно сбрасываются в отвалы. Многие из этих "низкоактивных" отвалов дают утечку радионуклидов в грунтовые воды. Отходы от обогащения включают также нерадиоактивные токсичные химические отходы, такие как полихлорированные бифенилы (ПХБ), хлор, аммиак, нитраты, цинк и мышьяк. | |||||||||
| Изготовление топлива | Поскольку на этапе изготовления топлива жидких отходов не образуется, его воздействие в основном ограничивается рабочими и достигает того же порядка, что и для работников сектора репроцессинга. Поводом для серьезного беспокойства является повышенный радиологический риск при обработке многократно облученного топлива. | |||||||||
| Репроцессинг и остекловывание | Из всех этапов ядерного топливного цикла репроцессинг создает ряд наиболее трудно разрешимых экологических проблем. Отходы от репроцессинга вместе с отработанным топливом содержат больше радиоактивности, чем все другие отходы в топливном цикле. В 1957 г. в Советском Союзе произошел взрыв емкости с высокоактивными жидкими отходами. Опасность взрывов других емкостей, содержащих отходы от репроцессинга, в России, США и других странах сохраняется по сей день. Утечки опасных веществ из некоторых других емкостей создали загрязнение почвы и грунтовых вод. Большинство по объему радиоактивных отходов от репроцессинга сбрасывается прямо в водоемы. Репроцессинг создает серьезные проблемы в отношении принципа нераспространения, поскольку он включает в себя отделение материалов, пригодных для изготовления ядерного оружия (уран и плутоний). Кроме того, присутствуют еще и радиоактивные выбросы в атмосферу криптона-85 и углерода-14, данные по которым здесь не приведены. | |||||||||
| Эксплуатация реактора | Уязвимым местом ядерных реакторов является возможность возникновения крупной аварии (например, Чернобыль, Три Майл Айленд). Ядерные реакторы на кипящей воде производят значительные выбросы радиоактивных благородных газов. | |||||||||
| Хранение отработанного топлива и герметизацияд | Значительные количества "низкоактивных" отходов образуются в результате утечки продуктов деления через трещины в оболочке твэлов в бассейны для хранения отработанного топлива. Эти продукты деления улавливаются смолами в фильтрах, которые затем попадают в категорию "низкоактивных" отходов в США и среднеактивных отходов в Европе. | |||||||||
| Окончательная утилизация отработанного топливае | Невозможность изолировать загрязнение от отработанного ядерного топлива с тем, чтобы оно не попало в среду обитания человека в течение всего периода времени, пока оно остается опасным, делает задачу утилизации отработанного топлива одной из самых трудных проблем, связанных с атомной энергетикой. | |||||||||
| Вывод из эксплуатацииж | Большая часть радиоактивности от отходов, связанных с выводом из эксплуатации реакторов, сосредоточена в относительно небольшом объеме сильно радиоактивного материала. Большинство реакторов и соответственного коммерческого атомного оборудования еще предстоит вывести из эксплуатации. | |||||||||
| ВСЕГО | ||||||||||
|
Примечания:
а. В данные по объемам отходов не включены радиоактивные выбросы в атмосферу и воду, за исключением сбросов в водоемы жидких НАО, связанных с репроцессингом. Используются типовые характеристики современных легководяных реакторов: предполагается, что выгорание всего топлива составляет 42,5 ГВт·дн (тепловой энергии) на тонну тяжелых металлов (т.е. урана или плутония); предполагается, что термический кпд реакторов составляет 33 %; предполагается, что для производства 1 ГВт электроэнергии в год потребуется 26 т урана. б. Фактический объем отработанного топлива и ВАО не отражает тех издержек, которые связаны с их утилизацией. Например, не объем, а тепло, генерируемое отработанным топливом и ВАО, определяет объем пространства, необходимого для их захоронения в геологических формациях. Необходимость при хранении ОЯТ и ВАО разносить их в пространстве (с тем, чтобы они, например, не создавали эффект накопления тепла, что может привести к коррозии упаковки, в которой они содержатся, или не вызывали нежелательные изменения в геологическом строении) означает, что их эффективный объем при захоронении будет значительно больше, чем их фактический объем. в. Эти цифры отражают не общий исходный объем жидких ВАО от репроцессинга, а скорее тот объем, который образуется в результате выпаривания, концентрации и остекловывания исходного объема и который приблизительно на 98 % меньше (Агентство по ядерной энергии, Организация за экономическое сотрудничество и развитие, The Economics of the Nuclear Fuel Cycle [Paris: OECD, 1994], page 33). г. Эти цифры включают в себя 7956 м3/(гВт·год) жидких сбросов в окружающую среду (Groupe Radioecologie Nord Cotentin, 1999). д. Здесь не предполагается, что хранение отработанного топлива и его герметизация требуют перемещения отработанного топлива на площадку для промежуточного хранения перед его оконча-тельной утилизацией. Если бы для промежуточного хранения отработанного топлива кроме бассейнов с водой использовались сухие контейнеры, то за время промежуточного хранения нарабатывалось бы дополнительно 6 м3 НАО/(гВт·год) отходов. е. Хотя объемы отработанного топлива на выходе МОХ и НОУ циклов одинаковы, отработанное МОХ-топливо сложнее в обращении, поскольку физически оно более разогрето, чем отработанное НОУ-топливо. ж. Сюда входит вывод из эксплуатации реактора, а также предприятий по переработке и обогащению, изготовлению топлива и репроцессингу. Источники: Все данные по объемам отходов взяты из Brian G. Chow and Gregory S. Jones, Managing Wastes With and Without Plutonium Separation (Santa Monica, California: RAND, 1999). Значения по репроцессингу НАО также основаны на данных из Groupe Radioecologie Nord Cotentin, Inventaire des rejets radioactifs des installations nuclearires, vol. 1, July 1999, p. 19, and Cogema, Environmental Report, 1996, p. 54. Комментарии взяты из Makhijani, Hu, and Yih, eds., Nuclear Wastelands: A Global Guide to Nuclear Weapons Production and Its Health and Environmental Effects (Cambridge, Mass.: MIT Press, 1995). |
Энергетика и Безопасность № 13 Энергетика и Безопасность | (англиский вариант) IEER
Институт исследований энергетики и окружающей среды
Ваши вопросы и замечание посылайте координатору по международным свазям: michele@ieer.org
Такома Парк, Мэриланд США
2000 г. (Английский вариант издания был опубликован в мае 2000 г.)
Опубликобана в Интернете в декабре 2000 г.