Атомная энергетика - сравнительный анализ загрязнения

Последнее время давление на атомную энергетику усиливается. Никто не хочет повторения Фукусимы, Чернобыля, Три Майл Айленд.
Но вместе с обоснованными опасениями тиражируются неадекватные страшилки. Я думаю во многом поэтому Ханхикиви-1 в Финляндии построена не будет. Так что эта экологическая тематика сильно влияет на РосАтом. Да и про БелАЭС такого уже бреда понаписали. В результате в Литве сейчас примут регуляторные меры отсекающие поставки электричества.

Риски аварий

С технической точки зрения современные реакторы поколения III+ «постфукусимские» оснастили пассивными системами безопасности на случай внезапной и полной потери управления и питания. То есть при полном отсутствии энергии современные реакторы способны охлаждаться много часов (зависит от проекта, но ~3-12 часов). Далее на случай полного расплава строятся ловушки расплава не допускающие выхода за защищенный контур. Хотя реально был только 1 случай расплава — Фукусима.

Вообще основная часть затрат АЭС это как раз безопасность. Советую почитать про аварию Фукусима-1 . Я уверен, что современные реакторы позволяют локализовать даже гипотетическую аварию с ограниченными последствиями для окружающий среды. Тем не менее есть еще куча старых реакторов и сложно сказать, какие могут быть критические недостатки у текущих систем безопасности.

Экология

В настоящее время сложился устойчивый стереотип, согласно которому основными источниками поступления естественных радионуклидов (ЕРН) на поверхность Земли считаются урановые рудники и атомный энергетический комплекс с его ядерными реакторами. 
Однако более детальное знакомство с проблемой свидетельствует о том, что атомная энергетика (16 процентов мировой электроэнергии) в современном мире дает всего лишь не более 0.1% от всей дозы облучения людей на Земле. На порядок больше дают вклад в радиоактивное облучение выбросы ТЭС и ТЭЦ, работающие на органическом топливе – угле, сланце, нефти.

Сравнение выбросов

Активность выбросов измеряется 2 параметрами — активность в секунду (Беккерель — Бк) и то сколько этот выброс активен — период полураспада. Я думаю всем понятно, что 10^12 88Kr через 30 часов уже станет в 1000 раз меньше — 10^9, через 60 — 10^6, через 90 — 10^3. А  238U как давал свои 10^7 так и будет давать еще миллиард лет. 

Выбросы АЭС

Выбросы АЭС на 99.9% состоят из инертных радиоактивных газов (ИРГ). В процессе деления образуется около 20 радиоизотопов криптона и ксенона, из которых основной вклад в ИРГ вносят изотопы криптона 88Kr (период полураспада 2.8 ч) и ксенона 133Хе (5.3 сут), 135Хе (9.2 ч) дающие различный вклад, в зависимости от типа реактора. На долю всех оставшихся радионуклидов (в основном это 131I, 60Co, 134Cs, 137Cs и тритий 3 H) приходится менее одного процента.

Тут важен период полураспада — ИРГ активен малое время, не накапливается и не наносит долговременного урона.

АЭС	Выработано за год, ГВт·ч	ИРГ, Бк в год	Остальные РН, Бк/год	ИРГ на 1 ГВт·ч	Остальные РН на 1 ГВт·ч
Балаковская	31.72	0	8.6·106	0	2.7*105
Калининская	22.4	2.0*1013	1.7*109	8.9*1011	7.6*107
Кольская	10.68	0	1.7*107	0	1.6*106
Курская	28.68	5.2*1014	3.4*109	1.8*1013	1.2*108
Ленинградская	27.55	2.3*1014	3.1*108	8.3*1012	1.1*107
Нововоронежская	11.77	4.2*1013	6.4*108	3.6*1012	5.4*107
Ростовская	12.41	1.8*1013	2.2*106	1.4*1012	1.8*105
Смоленская	20.83	5.6*1013	1.0*109	2.7*1012	4.9*107
Всего	166.04	8.8*1014	7.1*109
Среднее, ГВт·ч				5.3*1012	4.3*107

 

Выбросы ТЭС
Приведены среднегодовые выбросы радионуклидов ТЭС США

Радионуклид	Бк/ГВт.ч	Период   полураспада
220Rn	4.07 · 109	55.6 с
222Rn	8.14 · 109	3.8 сут
238U	5.55 · 107	4.5 млрд. лет
234U	5.55 · 107	245 тыс. лет
226Ra	4.44 · 107	1600 лет
218Po	1.41 · 108	3 мин
214Pb	1.41 · 108	27 мин
214Po	1.41 · 108	0.00016 с
210Pb	1.41 · 108	22 года
210Po	1.41 · 108	138 сут
216Po	8.88 · 107	0.15 с
212Pb	8.88 · 107	11 час
40 K	1.96 · 108	1.3 млрд. лет

Суммарно 1.33*10^10 Бк/ГВт


ТЭС-1 Северодвинска на углях Интинского месторождения Печорского угольного бассейна

Изотоп	Количество РН, поступающего в среду, Бк на 1 ГВт.ч	Всего
Углеунос	Золоотвал	Дым
40K	1.22*107	2.46*1012	3.15*105	2.46*1012
226Ra	1.19*106	2.48*1011	3.45*104	2.48*1011
232Th	1.41*106	2.51*1011	4.28*104	2.51*1011
Всего	1.48*107	2.96*1012	3.92*105	2.96*1012

Таким образом, хотя активность на ГВт сопоставима все дело в составе выбросов. Сравнение показывает, что в среднем для функционирующих в настоящее время ТЭС и АЭС разница в уровнях радиоактивного загрязнения долгоживущими радионуклидами составляет несколько порядков.

Как показали проводившиеся по заказу Еврокомиссии исследования, мелкодисперсная угольная пыль ежегодно приводит к смерти около 300 тысяч европейцев. В России дополнительная смертность от проживания вблизи угольных ТЭС оценивается в 8-10 тыс. человек в год.

Оригинальное исследование ссылка

Для объективности надо отметить, что в исследовании не рассмотрены выбросы связанные с добычей ядерного топлива. Захоронение в этом смысле не представляет угрозы. Лежит оно себе под землей и лежит.