Вплив атомних електростанцій на навколишнє середовище

Міністерство освіти і науки України Львівський національний університет імені І. Франка Геологічний факультет Кафедра екологічної та інженерної геології і гідрогеології

КУРСОВА РОБОТА на тему: Вплив атомних електростанцій на навколишнє серидовище Студента (ки) _3_ курсу, ГЛЕ-32 групи Спеціальності - 6.40 106 — екологія та охорона навколишнього середовища Лабик Р.І.

Науковий керівник:

Бучацька Г. М.

м. Львів — 2013 рік ЗМІСТ Вступ РОЗДІЛ 1. Основи роботи сучасних АЕС

1.1 Робота АЕС

1.2 Сучасний стан атомної енергетики РОЗДІЛ 2. Характер ядерно-енергетичного комплексу України

2.1 Стратегічна ціль та напрями державної політики з розвитку ЯЕК

2.2 Експлуатація діючих АЕС

2.3 Подовження терміну експлуатації діючих АЕС

2.4 Перспективне будівництво в ядерній енергетиці

РОЗДІЛ 3. Вплив АЕС на довкілля

3.1 Необхідність захисту навколишнього середовища

3.2 Переміщення радіоактивності в навколишнім середовищі

3.3 Вплив радіації на організм людини

3.4 Види радіоактивного випромінювання

3.5 Обмеження небезпечних впливів АС на екосистеми РОЗДІЛ 4. Радіаційна безпека в зоні відчуження

4.1 Вплив Сховища на повітря

4.2 Програма «Ареал»

РОЗДІЛ 5. Захоронення радіоактивних відходів

5.1 Радіоактимвні відхомди (РАВ)

5.2 Порядок поводження з радіоактивними відходами РОЗДІЛ 6. Державне регулювання радіаційної безпеки Висновки Список використаної літератури Вступ Електрична енергія — найважливіший, універсальний, найефективніший технічно і економічно вид енергії. Інша його перевага —екологічна безпека використання і передачі електроенергії поліній електропередач у порівнянні з перевезенням палив, перекачуванням їх посистем трубопроводів. Електрика сприяє розвитку природозберігаючих технологій у всіх галузях виробництва. Однак вироблення електроенергії на численних ТЕС, ГЕС, АЕС поєднана ззначними негативними впливами на навколишнє середовище.

На сучасному етапі проблема взаємодії енергетики та навколишнього середовища набула нових рис, поширюючи вплив на величезні території, більшість річок і озер, величезні обсяги атмосфери і гідросфери Землі. Ще більш значні масштаби енергоспоживання в доступному для огляду майбутньому зумовлюють подальше інтенсивне збільшення різноманітних впливівна всі компоненти навколишнього середовища у глобальних масштабах.

З ростом одиничних потужностей блоків, електричних станцій і енергетичних систем, питомих і сумарних рівнів енергоспоживання виникло завдання обмеження забруднюючих викидів у повітряний і водний басейни.

Раніше при виборі способів отримання електричної та теплової енергії, шляхів комплексного вирішення проблем енергетики, водного господарства, транспорту, призначення основних параметрів об'єктів (тип і потужність станції, об'єм водосховища та ін) керувалися в першу чергу мінімізацією економічних витрат. У цей же час на перший план все більше висуваються питання оцінки можливих наслідків зведення і експлуатації об'єктів енергетики.

В наш час дуже актуальною проблемою для всього людства є енергозабезпечення. З кожним роком традиційних енергетичних джерел таких як нафта, газ та вугілля становиться все менше і менше, і ціни на ці енергетичні ресурси невпинно зростають. Отже, настала пора шукати нові джерела енергії. Найбільш реальний шлях вирішення цієї проблеми — це розвивати ядерну енергетику. Ядерна енергетика в Україні має стратегічно важливе значення: АЕС виробляють майже 50% електроенергії в країні. Тим паче, що запасів урану в нашій країні вистачить на сотні років вперед. За обсягами розвіданих покладів Україна посідає 6 місце у Світі, а це означає що атомні електростанції ще довго слугуватимуть основою її енергетичної безпеки. В Україні є 4 функціонуючих атомних електростанцій — це Запорізька АЕС (найпотужніша в Європі), Південно-Українська АЕС, Хмельницька та Рівненська АЕС та Чорнобильська АЕС, на якій відбулась найбільша в Світі ядерна катастрофа, ця АЕС була зупинена і виведена з єдиної енергосистеми України у 2000 р.

У порівнянні з тепловими електростанціями АЕС є більш безпечними для довкілля. При виробництві електроенергії на АЕС немає викидів сірки, СО, чадного газу та інших газів, питома активність викидів ТЕС у 5−10 разів вища ніж в атомних електростанціях. На режимах безаварійної експлуатації АЕС спостерігається забруднення довкілля внаслідок витоків радіоактивної речовини, викидів вентиляційного повітря, захоронення радіоактивних допоміжних матеріалів, інструменту, спецодягу та інше, також водоймища охолоджувачі АЕС здійснюють великий тепловий вплив на довкілля, і спричиняють зміни мікроклімату прилеглих до АЕС районів.

Метою і завданням курсової роботи є визначення Впливу атомних електростанцій на навколишнє середовище Україні.

Об'єктами є: Запорізька АЕС (найпотужніша в Європі), Південно-Українська АЕС, Хмельницька та Рівненська АЕС та Чорнобильська АЕС, на якій відбулась найбільша в Світі ядерна катастрофа, ця АЕС була зупинена і виведена з єдиної енергосистеми України у 2000 р.

Коротка інформація про об'єкт:

Запорізька АЕС (ЗАЕС) — атомна електростанція, розташована в степовій зоні на березі Каховського водосховища в Запорізькій області України поруч із містом Енергодар. Це найбільша в Україні (і в Європі) атомна електростанція, вона складається з 6 атомних енергоблоків.

Рішення про будівництво ЗАЕС було ухвалене в 1978 році.

В 1981;му почалося поетапне спорудження блоків станції. Протягом 1984—1987 р. уведені в експлуатацію чотири енергоблоки.

В 1989 р. став функціонувати п’ятий енергоблок, а шостий — лише в 1995 році

Півдемнноукраїмнська АЕС — атомна електростанція, розташована в степовій зоні на лівому березі ріки Південний Буг, при Ташлицькому водосховищі, неподалік (на схід) від міста Южноукраїнська, що в Миколаївській області. Збудована у 1975—1982 роках.

Хмельнимцька АЕС (ХАЕС) — розташована на території Хмельницької області в місті Нетішин на електростанції працює 2 ядерних реактори ВВЕР-1000 (підключені у 1987 і 2004 роках відповідно) загальною потужністю

2000 МВт. Основне призначення станції — покриття дефіциту електричних потужностей в Західному регіоні України.

Рімвненська АЕС (РАЕС) — перша в Україні атомна електростанція з енергетичним водо-водяним реактором типу ВВЕР-440 (В-213), розташована біля міста Кузнецовськ, Володимирецький район, є відокремлений підрозділ НАЕК «Енергоатом».

Рівненська АЕС розташована на західному Поліссі, біля річки Стир.

Чорномбильська АЕС (ЧАЕС) — виведена з експлуатації атомна електростанція, будівництво якої почалось в 1972 році. Розташована на території України (Київська область) на відстані 2 км від міста Прип’ять, 18 км на північний захід від міста Чорнобиль, 16 км від кордону з Білоруссю і близько 110 км на північ від Києва.

1. Основи роботи сучасних АЕС Атомна енергетика (АЕ) — енергетика, зв’язана з проблемами виробітку та використання атомної енергії.

АЕ стала окремою галуззю енергетики після Другої світової війни. Сьогодні вона відіграє важливу роль в електроенергетиці України.

Це зумовлено тим, що Україна належить до держав, недостатньо забезпечених власним енергоресурсом.

Окремими видами палива країна забезпечена лише на 20−30% і тільки вугіллям на 100%. Водночас Україна має найбільш енергомістьку економіку: споживання умовного палива на душу населення у нас становить приблизно 6,5 т. Тоді як у США, Японії та країн західної Європи тільки 4,2−5,5 т.

Запаси горючих копалин в Україні обмежені, вони здатні задовольнити потреби на протязі всього 100−150 років, тоді як атомні енергоносії (уран, торій, літій), та використання реакторів нового покоління сприяють тому, що запаси атомної енергетики стануть безмежними.

Протягом останніх років Україна зазнає великої енергетичної кризи, викликаної прискореним розвитком енергомісткіх галузей господарського комплексу безплатним і марнотратним використанням енергоносіїв, відсталими технологіями, виснаженням і деградацією розвіданих покладів вугілля, нафти і газу, через що, наприклад, відбуток нафти став знижуватись з 1970р., газу і вугілля з 1975р.

Тільки роботу атомних електростанцій в Україні визначено як задовільну. Сьогодні немає жодного надпланового простою блоків АЕС Найбільш системно до осінню — зимового періоду готуються саме атомні електростанції.

Використання транспортабельного палива дає змогу розташовувати АЕС незалежно вид паливно — енергетичного фактора та орієнтувати на споживача у районах з напруженим паливно — енергетичним балансом.

1.1 Робота АЕС Процеси, що відбуваються в ядерному реакторі, можна описати як безупинний поділ ядер. При цьому маса цілого ядра до поділу більша за масу осколків, що вийшли. Різниця становить приблизно 0.1% маси ядра, що розділилося. Зрозуміло, до повного перетворення маси в енергію ще дуже далеко, але вже така, що не виявляється звичайними вагами, зміна маси палива в реакторі дозволяє отримувати гігантську кількість енергії. Зміна маси палива за рік безупинної роботи в реакторі РБМК-1000 становить приблизно 0.3 г, але енергія, що виділилася при цьому, така ж, як при спалюванні 3 000 000 (три мільйони) тон вугілля.

Можливості щодо перетворення та використання енергії є показником технічного розвитку людства. Першою, використовуваним людиною, перетворювачем енергії можна вважати вітрило — використання енергії вітру для переміщення по воді, подальші більш розвинуті, це використання вітру і води у вітряному і водяному млинах. Винахід і впровадження парової машини зробило справжню революцію в техніці. Парові машини на фабриках і заводах різко підвищили продуктивність праці. Паровози і теплоходи зробили перевезення по суші і морю більш швидкими і дешевими. На початковому етапі парова машина служила для перетворення теплової енергії в механічну енергію обертового колеса, від якого за допомогою різного роду передач (вали, шківи, ремені, ланцюги), енергія передавалася на машини і механізми.

Широке впровадження електричних машин, двигунів, що перетворюють електричну енергію в механічну, і генераторів для виробництва електроенергії з механічної енергії, ознаменувало собою новий стрибок у розвитку техніки. З’явилася можливість передавати енергію на великі відстані у вигляді електроенергії, народилася ціла галузь промисловості - енергетика.

На поточний момент створено велику кількість приладів, призначених як для перетворення електроенергії в будь-який вид енергії, необхідний для життєдіяльності людини: електромотори, електронагрівники, лампи для освітлення, так і ті, що використовують безпосередньо електроенергію: телевізори, приймачі і т.п.

Як було зазначено вище, виробництво електроенергії є окремою галуззю промисловості. В даний час найбільшу частку електроенергії виробляють на трьох видах електростанцій:

ГЕС (гідроелектростанція);

ТЕС (теплоелектростанція);

АЕС (атомна електростанція).

Теплова енергія — це енергія хаотичного руху молекул атомів у рідинах і газах і коливальному руху молекул або атомів у твердому тілі. Чим вища швидкість цього руху, тим більшою тепловою енергією володіє тіло.

Усі ми стикаємося в повсякденному житті з процесами передачі теплової енергії від одного тіла до іншого, (гарячий чай нагріває склянку, радіатор опалення в квартирі нагріває повітря і т.д.). Виходячи з визначення теплової енергії, можна дати визначення теплообміну.

Процес передачі енергії в результаті обміну хаотичним рухом молекул, атомів або мікрочастинок називається теплообміном.

Відомо, що теплова енергія або тепло передається від більш гарячого тіла більш холодному, і здається, цілком логічним взяти за мірило теплової енергії температуру, однак це найгрубіша помилка. Температура тіла є мірилом здатності до теплообміну з оточцючими тілами. Знаючи температури двох тіл, ми можемо сказати тільки про напрямок теплообміну. Тіло з більшою температурою буде віддавати тепло й охолоджуватися, а тіло з меншою температурою приймати тепло і нагріватися, однак визначити кількість енергії, що передається, виходячи тільки з температури, неможливо. Для нагрівання різних речовин до однакового рівня температури необхідна різна кількість теплової енергії, кожна речовина має свою теплоємність.

Як правило, в промислових енергоустановках процес перетворення енергії джерела в теплову енергію відбувається в одному місці (реактор для АЕС), а процес перетворення теплової енергії в механічну, а потім в електричну — в іншому.

Розглянемо, що відбувається в об'ємі холодної води, коли гарячі камені нагрівають її частину навколо себе. З фізики відомо, що тіла нагріваючись — розширюються, іншими словам збільшують свій об'єм, а оскільки маса залишається постійною, щільність знижується. Відповідно до закону Архімеда, тіло зі щільністю більшою, аніж щільність рідини занурюється у рідину, а з меншою — спливає. Те саме можна сказати про нагріту рідину, маючи меншу щільність, вона почне підніматися, перемішуючись з холодними шарами у верхній частині судини, що, у свою чергу, почнуть опускатися, і через певний час температура по всьому об'ємі стане однаковою.

Конвективний теплообмін — перенесення теплоти при переміщенні і перемішуванні більш нагрітих часток середовища з менш нагрітими.

У прикладі, наведеному вище, рухи було спричинено різницею рівнів щільностей гарячих і холодних частин рідини. Така конвекція називається природною або вільною. Якщо рух спричинено роботою насосу чи вентилятора, тоді конвекція називається змушеною.

Конвективний теплообмін відбувається в газах так само, як і в рідинах.

У багатьох сучасних АЕС відведення теплоти з реактора відбувається шляхом примусового прокачування води, газу чи рідкого металу через активну зону. Речовина, що, нагріваючи, забирає теплоту від джерела, називається теплоносієм.

1.2 Сучасний стан атомної енергетики Атомна енергетика стала окремою галуззю енергетики після другої світової війни. Сьогодні вона відіграє важливу роль в електроенергетиці багатьох країн світу.

Атомні електростанції (АЕС) використовують транспортабельне паливо — уран, їх розташовують незалежно від паливно-енергетичного фактора та орієнтують на споживачів у районах з напруженим паливно-енергетичним балансом. Оскільки АЕС дуже водомісткі, їх споруджують біля водних джерел. До найбільших експортерів уранових концентратів належать Канада, Австралія, ПАР, Нігер, Бразилія і США. Роль атомних електростанцій безперервно зростає. Станом на 1995 рік у світі вже працювало 428 реакторів загальною потужністю 358 млн кВт, 108 реакторів 30% потужностей) було в США, 55 (17% потужностей) — у Франції, 49 (10% потужностей) — в Японії, більш як по 10 реакторів мали ФРН, Канада, Великобританія, Росія, Україна, Швеція та Республіка Корея (кожна з країн 4−6%світових потужностей АЕС). В окремих країнах частка електроенергії, що виробляється на атомних станціях, винятково велика. Так, у Франції АЕС виробляють ¾ електроенергії країни, в Бельгії та Литві - 3/5, в Україні, Швеції, Угорщині, Словаччині і Республіці Корея — понад 1/3. Видобуток урану для атомної енергетики світу зосереджений у невеликій групі країн: Канаді, ПАР, Австралії СІЛА, Нігері, Франції, ФРН, Україні, Казахстані, Узбекистані.

Атомні електростанції (АЕС) використовують транспортабельне паливо — уран, їх розташовують незалежно від паливно-енергетичного фактора та орієнтують на споживачів у районах з напруженим паливно-енергетичним балансом. У цілому реальний радіаційний вплив АЕС на природне сере­довище є набагато (у 10 і більше разів) меншим припустимого. Якщо врахувати екологічну дію різноманітних енергоджерел на здоров’я людей, то серед не відновлюваних джерел енергії ризик від нормально працюючих АЕС мінімальний як для працівників, діяльність яких пов’язана з різними етапами ядерного паливного циклу, так і для населення. Глобальний радіаційний внесок атомної енергетики на всіх етапах ядерного паливного циклу нині становить близько 0,1% природного фону і не перевищить 1% навіть при найінтенсивнішому її розвитку в майбутньому.

Останніми роками особлива увага надається модернізації обладнання атомної станції на основі сучасних європейських технологій. Цього вдається досягти за рахунок здійснення міжнародної програми допомоги ТАSIC, яка разом з поставками обладнання, впровадженням нових технологій проводить навчання та підготовку персоналу. Таким чином, южноукраїнські енергетики долучаються до міжнародного досвіду експлуатації та ремонту енергоблоків, який пройшов серйозне випробування на багатьох станціях світу. Тільки протягом поточного року на Южно-Українській АЕС введено в роботу важливе для безпеки обладнання вібродіагностики, виготовлене в Данії, проведено реконструкцію системи регуляторів парогенераторів, де застосовується обладнання з Франції, також введено в роботу систему діагностики електричного обладнання, наданого австрійською фірмою «ІНКЛА».

2. Характеристика стану ядерно-енергетичного комплексу України

Рисунок 2.1 -Росташування АЕС на території України.

атомний енергетика радіаційний безпека На сьогодні встановлена потужність діючих АЕС складає 22,3% від загальної встановленої потужності електроенергетичного комплексу України (52,9 млн. кВт). Динаміка виробництва електроенергії на АЕС у порівнянні із загальним виробництвом електроенергії в Україні за останні 10 років наведена на рисунку 2.2. Протягом тривалого періоду ядерно-енергетичний комплекс забезпечує істотну частину загального виробництва електроенергії в Україні (більше 40%), що робить його ефективне функціонування важливою умовою стабільного розвитку економіки всієї країни.

Рисунок 2.2 — Виробництво електроенергії на АЕС України в 1990;2002 рр.

Крім відносно низької собівартості продукції перевагами ядерної енергетики у порівнянні з іншими традиційними та нетрадиційними джерелами є менший вплив на навколишнє середовище, стабільність енергопостачання, наявність значного запасу вітчизняних первинних ресурсів — природного урану та ін.

До об'єктів ЯЕК України відносяться: Запорізька АЕС, Рівненська АЕС, Хмельницька АЕС, Чорнобильська АЕС, Південно-Українська АЕС, Східний гірничо-збагачувальний комбінат, підприємства цирконієвого виробництва, а також ряд підприємств виробничого, наукового, проектно-конструкторського, освітнього та інших профілів.

Чорнобильська АЕС знімається з експлуатації. Останній з її енергоблоків з реактором типу РВПК-1000, що раніше експлуатувалися, був остаточно зупинений 15 грудня 2000 року.

Експлуатуючою організацією всіх діючих АЕС України є НАЕК «Енергоатом». На діючих АЕС в експлуатації знаходяться 13 енергоблоків: 11 — з реакторними установками типу ВВЕР-1000 і 2 — з ВВЕР-440. Передбачений вихідними проектами термін експлуатації цих енергоблоків був визначений в 70-х роках минулого століття виходячи з суттєво консервативних припущень і складає 30 років. В той же час світова практика і попередні оцінки сьогоденного стану діючих енергоблоків АЕС вказують на потенційну можливість продовження терміну їх експлуатації за межі, передбачені вихідними проектами.

2.1 Стратегічна ціль та напрями державної політики з розвитку ЯЕК

Основною ціллю стратегічного планування в ЯЕК є забезпечення економічно ефективного та конкурентоспроможного функціонування ядерно-енергетичного комплексу України в цілому і окремих його об'єктів на період до 2030 року і подальшу перспективу за наступних визначальних умов:

— безумовного дотримання всіх норм та вимог з безпеки об'єктів ЯЕК і обмеження їх впливу на населення і навколишнє середовище;

— забезпечення енергетичної безпеки України;

— забезпечення ефективного використання раніше здійснених капіталовкладень в розвиток ЯЕК;

— забезпечення безперервності функціонування ЯЕК за межами 2030 року;

— мінімізації негативних економічних, соціальних, екологічних та ін. наслідків від функціонування ЯЕК в період до 2030 року та в подальшій перспективі.

Для досягнення основної цілі визначені взаємоузгоджені задачі, шляхи їх вирішення та завдання з економічно ефективної діяльності на всіх етапах життєвого циклу об'єктів ЯЕК за наступними основними напрямами стратегічного планування:

— нормативно-правове забезпечення розвитку ЯЕК;

— експлуатація діючих АЕС;

— подовження терміну експлуатації діючих АЕС;

— розвиток вітчизняних елементів ядерно-паливного циклу;

— поводження з відпрацьованим ядерним паливом;

— поводження з радіоактивними відходами;

— зняття з експлуатації АЕС України;

— перспективне будівництво в ядерній енергетиці;

— промислове і технологічне забезпечення ЯЕК;

— науково-інженерна і проектно-конструкторська підтримка ЯЕК;

— соціальні і кадрові питання розвитку ЯЕК.

Ключовими напрямами, які визначають основну відмінність можливих сценаріїв розвитку ЯЕК на період до 2030 року і подальшу перспективу, є подовження терміну експлуатації діючих АЕС та перспективне будівництво в ядерній енергетиці.

На сьогодні відсутня вичерпна вихідна інформація, необхідна для однозначного прогнозу можливих термінів продовження експлуатації діючих енергоблоків. Виходячи з попередніх оцінок і світового досвіду експлуатації реакторних установок водо-водяного типу, розроблені 3 сценарії розвитку ЯЕК, що відповідають трьом можливим термінам подовження роботи існуючих енергоблоків на АЕС — на 10−15 років (оптимістичний), на 10 років (базовий) і на 5−10 років (песимістичний) понад проектне значення — 30 років експлуатації.

Терміни введення в експлуатацію нових ядерних енергоблоків для кожного з розроблених сценаріїв визначаються необхідністю покриття дефіциту базових потужностей при знятті з експлуатації існуючих енергоблоків на АЕС та поміркованим обмеженням капіталовкладень і оптимальним графіком їх освоєння.

Виходячи з прогнозу потреб в електроенергії на планований період та оптимізованого балансу розвитку теплової, ядерної та гідроенергетики в Україні (розділ 5), для всіх розроблених сценаріїв розвитку ЯЕК визначено, що середня встановлена потужність АЕС у період до 2030 року і протягом наступних 10 років буде складати близько 14 ГВт .

Динаміка спорудження, експлуатації та зняття з експлуатації ядерних енергоблоків АЕС для 3-х сценаріїв наведена в таблиці 2.1. Динаміка змін встановленої потужності АЕС станом на кінець відповідного року показана на рисунках 2.3−2.5.

Рисунок 2.3 — Встановлена потужність АЕС (оптимістичний сценарій) Рисунок 2.4 — Встановлена потужність АЕС (базовий сценарій) Рисунок 2.5 — Встановлена потужність АЕС (песимістичний сценарій)

2.2 Експлуатація діючих АЕС

Роль напряму та основні задачі. Основними задачами з експлуатації діючих АЕС на період до 2030 року і подальшу перспективу є:

- підтримка і підвищення рівня безпеки ядерних енергоблоків;

- підвищення надійності та ефективності діючих АЕС.

Таблиця 2.1 — Динаміка спорудження, експлуатації та зняття з експлуатації Енергоблоків

Шляхи підтримки і підвищення рівня безпеки ядерних енергоблоків. Рівень безпеки діючих енергоблоків з реакторними установками типу ВВЕР-440 і ВВЕР-1000 відповідає сучасним принципам безпеки, а досягнутий на АЕС України рівень безпеки порівняний з рівнем для АЕС того ж покоління, які експлуатуються в країнах ЄС та інших країнах з розвиненою ядерною енергетикою. Однак є потенційні можливості подальшого підвищення рівня безпеки вітчизняних АЕС.

У стратегічному плані основним шляхом вирішення цієї задачі є вичерпне фінансове та організаційне забезпечення підтримки і підвищення рівня:

— ядерної і радіаційної безпеки ядерних установок і технологічного устаткування;

— екологічної безпеки об'єктів;

— аварійної готовності;

— загальнопромислової безпеки об'єктів;

— пожежної безпеки;

— фізичного захисту і дотримання гарантій.

Ядерна і радіаційна безпека. Першочергові завдання з питань ядерної і радіаційної безпеки пов’язані з реалізацією:

— заходів категорії 3 за класифікацією МАГАТЕ;

- окремих, найбільш вагомих заходів категорії 2 за класифікацією МАГАТЕ;

— заходів, пов’язаних з аналізом та обґрунтуванням безпеки діючих АЕС;

— заходів, пов’язаних з переходом на нові норми радіаційної безпеки — НРБУ-97.

Найбільш важливі першочергові завдання з питань ядерної і радіаційної безпеки, які мають бути виконані протягом найближчих 3−5 років, наведені в таблицях 2.2, 2.3. Крім того, до складу першочергових завдань, загальних для всіх діючих АЕС, відносяться:

— розробка звітів з аналізу безпеки (ЗАБ);

— розробка і впровадження програм радіаційного захисту на АЕС.

До середньострокових завдань, виконання яких повинно бути завершене через 5−10 років, відносяться:

— введення ризик-орієнтованих підходів при плануванні, управлінні і регулюванні експлуатації АЕС;

— подальша модернізація інформаційно-аналітичних систем (ІАС) на діючих АЕС;

— впровадження сучасних систем підтримки прийняття рішень, у тому числі систем пред;

— ставлення параметрів безпеки (СППБ) на всіх енергоблоках;

— розробка і впровадження симптомно-орієнтованих інструкцій;

— подальше розширення і поглиблення сфери застосування принципу ALARA у практичній діяльності на АЕС.

Таблиця 2.2 — Першочергові завдання з питань ядерної і радіаційної безпеки діючих ядерних енергоблоків з РУ типу ВВЕР-1000.

Таблиця 2.3 — Першочергові завдання з питань ядерної і радіаційної безпеки діючих ядерних енергоблоків з РУ типу ВВЕР-440.

Як свідчить вітчизняний і міжнародний досвід діяльності в сфері використання ядерної енергії, у довгостроковому плані характерною є тенденція до підвищення жорсткості вимог і норм безпеки. У зв’язку з цим обов’язковими довгостроковими завданнями з питань ядерної і радіаційної безпеки є:

— періодична переоцінка безпеки діючих енергоблоків;

— реалізація заходів із забезпечення рівня безпеки, що відповідатиме вимогам і нормам чинної на момент переоцінки нормативно-правої бази;

— поточний моніторинг нових методів і технологій та їх впровадження на АЕС.

— Екологічна безпека. Першочерговими завданнями з питань захисту навколишнього середовища при експлуатації АЕС, які повинні бути виконані протягом найближчих 3−5 років, є наступні:

— удосконалення методик визначення контрольних рівнів радіоактивних викидів і скидів;

— завершення створення автоматизованих систем контролю радіаційної обстановки (АСКРО) у зонах спостереження АЕС;

— забезпечення вірогідного контролю на АЕС викидів і скидів тритію;

— удосконалення вимог і процедур та розробка типового регламенту продувки ставків-охолоджувачів АЕС.

До середньострокових завдань відносяться:

— доповнення, відновлення і уточнення матеріалів оцінки впливів на навколишнє середовище (ОВНС) в складі пакетів проектної документації діючих АЕС;

— удосконалення структури глобального контролю і прогнозу радіаційної обстановки на території країни на основі даних систем ГАММА, АСКРО АЕС і рекомендованого міжнародною спільнотою програмно-методичного комплексу РОДОС.

Довгостроковими завданнями з питань екологічної безпеки діючих АЕС є:

— періодична переоцінка впливів АЕС на навколишнє середовище;

— реалізація заходів із забезпечення рівня екологічної безпеки, що відповідатиме вимогам і нормам чинної на момент переоцінки нормативно-правої бази.

— поточний моніторинг нових методів і технологій і їх впровадження на АЕС.

Аварійна готовність. Найбільш важливими першочерговими завданнями з аварійної готовності діючих АЕС, які мають бути виконані протягом найближчих 3−5 років, є:

— завершення створення пристанційних і галузевого кризових центрів;

- відновлення і розширення запасів матеріальних ресурсів мобілізаційного резерву;

— створення і забезпечення поточного функціонування галузевої групи експертної підтримки прийняття рішень в аварійних ситуаціях;

— створення резервного фонду проектної, конструкторської, технологічної виробничо-технічної документації АЕС в обсязі, необхідному для забезпечення протиаварійних заходів і ліквідаційних робіт.

У середньостроковому і довгостроковому плані основним завданням є подальше удосконалення організаційної структури, документальної бази, матеріально-технічного забезпечення і професійної підготовки персоналу.

Пожежна безпека. Першочерговими завданнями з підтримки і підвищення рівня пожежної безпеки, які мають бути виконані протягом найближчих 3−5 років, є:

— впровадження апаратури контролю вмісту і систем допалювання водню;

- підвищення рівня пожежної безпеки кабельного господарства на діючих блоках;

— впровадження нових засобів протипожежної сигналізації (ППС);

— заміна і розширення числа локалізуючих елементів (протипожежні двері, вентиляційні клапани та ін.).

У середньостроковому і довгостроковому плані обов’язковими є:

— періодична переоцінка рівня пожежної безпеки діючих енергоблоків;

— реалізація заходів із забезпечення відповідності досягнутого рівня вимогам і нормам чинної на момент переоцінки нормативно-правої бази;

— поточний моніторинг нових методів і технологій і їх впровадження на АЕС.

Фізичний захист і дотримання гарантій. До першочергових завдань з фізичного захисту і дотримання гарантій на діючих АЕС відносяться:

— удосконалення процедур моделювання подій;

— створення автоматизованої системи технічних засобів фізичного захисту АЕС від погрози ядерного тероризму і несанкціонованого вилучення ядерного матеріалу.

Детальний опис першочергових заходів за вказаними завданнями наведено в «Комплексній програмі модернізації та підвищення безпеки діючих енергоблоків атомних електростанцій».

У середньостроковому і довгостроковому плані обов’язковими завданнями є:

— активна участь у міжнародних і регіональних проектах за проблемами захисту від погрози ядерного тероризму;

— поточний моніторинг нових підходів, методів і технологій та їх впровадження.

Шляхи підвищення надійності та ефективності діючих АЕС. У стратегічному плані основними шляхами підвищення надійності та ефективності діючих АЕС є:

— удосконалення управління, організації і виконання робіт при монтажі, пуско-наладці, експлуатації, обслуговуванні і ремонтах на діючих АЕС;

— підвищення надійності та ефективності обладнання, устаткування, елементів технологічного циклу.

Першочерговими завданнями з удосконалення управління, організації і виконання робіт, які мають бути виконані протягом найближчих 3−5 років, є:

— розробка і впровадження Комплексної програми забезпечення якості на АЕС;

— нарощування централізованого фонду запасних частин;

— створення і підтримка незнижуваного резерву свіжого ядерного палива;

— централізація окремих напрямків і обов’язкова уніфікація пуско-налагоджувальних послуг і ремонтного обслуговування.

— впровадження нових систем діагностики технологічного обладнання.

Найважливішим першочерговим завданням з підвищення надійності та ефективності обладнання, систем і елементів технологічного циклу є розробка розгорнутої програми підвищення КВВП діючих АЕС і негайний початок її реалізації. Інші першочергові завдання з підвищення надійності та ефективності, які мають бути виконані протягом найближчих 3−5 років, наведені в таблиці 2.4.

Таблиця 2.4 — Першочергові завдання з підвищення надійності та ефективності обладнання, систем і елементів на діючих АЕС

У середньостроковому і довгостроковому плані на період до 2030 року актуальними завданнями з удосконалення управління, організації і виконання робіт є:

— підвищення ефективності паливовикористання шляхом завершення переходу на 4-річний наступного переходу на 5-річний паливний цикл;

— подальше скорочення тривалості планово-профілактичних ремонтів (ППР) при обов’язковому виконанні необхідних обсягів і підвищенні якості робіт;

— зниження непланових втрат при виробництві електроенергії на АЕС за внутрішніми та зовнішніми причинами.

Актуальними середньостроковими і довгостроковими завданнями з підвищення надійності та ефективності обладнання, систем і елементів технологічного циклу є:

— поетапне виконання програми підвищення КВВП діючих АЕС;

— удосконалення систем діагностики;

— випереджаюче виконання заходів з модернізації і реконструкції основного і допоміжного технологічного обладнання.

З поетапним виконанням програми в період 2004;2012 рр. прогнозується поступове зростання КВВП діючих АЕС від сьогоденного рівня 75% до 85% у 2012 році. Штатний коефіцієнт (ШК), усереднений для всіх АЕС України, в період 2004;2014 рр. буде поступово знижуватись від сьогоденного рівня 3 чол/МВт до 1 чол./МВт у 2014р.

2.3 Подовження терміну експлуатації діючих АЕС

Роль напряму, основна задача і шляхи її вирішення. Подовження експлуатації діючих АЕС за терміни, передбачені вихідними проектами (30 років), є одним з найбільш перспективних напрямів з погляду окупності капіталовкладень в ЯЕК. Крім того, подовження експлуатації відсуває початок робіт із зняття з експлуатації діючих і будівництва нових потужностей, що забезпечить додатковий запас часу для накопичення необхідних коштів на ці напрями.

Основною задачею за даним напрямом є подовження безпечної експлуатації діючих ядерних енергоблоків на максимально досяжні терміни, виправдані за співвідношенням «витрати — користь». Обов’язковою умовою при рішенні вказаної задачі є виконання всіх вимог і норм з безпеки, захисту населення і навколишнього середовища, в тому числі забезпечення соціально-прийнятного рівня ризику аварійних ситуацій на енергоблоках, експлуатація яких продовжена за терміни, передбачені вихідними проектами.

Обмежуючим фактором при вирішенні основної задачі є наявність елементів АЕС, заміна яких неможлива або вкрай витратна. До таких елементів відносяться: корпус реактора, основні системи управління, захисту і контролю, трубопроводи і тепломеханічне обладнання 1-го контуру, парогенератори, кабельне господарство, будівельні і гідротехнічні споруди та ін.

На сьогодні відсутня вичерпна інформація щодо залишкового ресурсу вказаних елементів, яка б дозволила однозначно визначити оптимальний термін подовження експлуатації діючих АЕС. За сьогоденним розумінням найбільш критичною проблемою є ресурс металу корпусу реактора і зварних швів.

Шляхами рішення основної задачі є:

- визначення залишкового ресурсу і управління старінням елементів, що не підлягають заміні або заміна яких занадто висококоштовна;

— виконання поточних робіт з модернізації і реконструкції з обов’язковим врахуванням майбутнього подовження терміну експлуатації діючих АЕС;

— розробка, реалізація підходів і методів обґрунтування безпеки подовження ресурсу;

— своєчасне виконання комплексу організаційних і технічних заходів, необхідних для одержання ліцензії на подальшу експлуатацію.

Завдання з подовження терміну експлуатації діючих АЕС. До першочергових завдань за даним напрямом, які мають бути виконані протягом найближчих 1−3 років, відносяться:

— оперативна розробка галузевого плану дій з подовження експлуатації діючих АЕС України за терміни, передбачені вихідними проектами;

- підготовка техніко-економічного розрахунку і розгорнутої Програми подовження терміну експлуатації діючих АЕС України;

— створення та актуалізація єдиної бази даних щодо ресурсних характеристик елементів;

— розробка і негайний початок реалізації поблочних програм управління старінням елементів, заміна яких неможлива або вкрай витратна;

— розробка і негайний початок реалізації загальногалузевої програми подовження безпечної експлуатації корпусів реакторів (КР).

Середньостроковими завданнями, виконання яких має бути завершене в найближчі 5−10 років, є:

— виконання запланованих організаційних і технічних заходів щодо контролю ресурсних характеристик і управління старінням елементів;

— розробка, впровадження типових методик продовження ресурсу елементів, систем АЕС.

У довгостроковому плані на період до 2030 року і подальшу перспективу основним завданням є своєчасне обґрунтування подовження експлуатації кожного діючого енергоблоку не пізніше, ніж за 3 роки до закінчення проектного терміну експлуатації і завершення всього комплексу робіт до закінчення проектного терміну експлуатації.

2.4 Перспективне будівництво в ядерній енергетиці

атомний енергетика радіаційний безпека

Роль напряму, основна задача та шляхи її вирішення. На планований період до 2030 року та подальшу перспективу основною задачею за цим напрямом є своєчасне спорудження нових потужностей на доповнення та заміну тим, що знімаються з експлуатації.

Обов’язковими умовами при вирішенні вказаної задачі є:

- безумовне дотримання всіх вимог та норм з безпеки та обмеження негативного впливу на персонал, населення та довкілля при проектуванні, будівництві та введенні в експлуатацію нових об'єктів;

— прийняття таких керівних та проектних рішень стосовно нових ядерних енергоблоків, які забезпечуватимуть максимально досяжний рівень їх безпеки при збереженні конкурентоспроможності даних об'єктів та ЯЕК України в цілому;

— врахування регіональних енергетичних потреб та соціально-економічних аспектів при спорудженні нових ядерних енергоблоків;

— максимальне використання інфраструктури, матеріально-технічного, кадрового, інформаційного та ін. видів ресурсів, які існують на майданчиках діючих АЕС та вивільнятимуться при ЗЕ їх енергоблоків.

Шляхами вирішення основної задачі є:

— удосконалення можливостей електромереж для повноцінного відпуску електроенергії, яка виробляється на діючих та вироблятиметься на нових енергоблоках;

— завершення будівництва об'єктів високої готовності;

— визначення перспективного типу (типів) реактору, який буде основою для проектування нових енергоблоків;

— спорудження протягом планованого періоду до 2030 року нових ядерних енергоблоків на заміну тим, що знімаються з експлуатації;

— створення сприятливих засад для подальшого перспективного будівництва.

Завершення будівництва об'єктів високої готовності. До об'єктів високої готовності, які зараз будуються, належать:

— енергоблок № 2 Хмельницької АЕС;

- енергоблок № 4 Рівненської АЕС;

— Ташлицька гідроакумулююча електростанція (ТГАЕС), як складова Південно-Українського енергетичного комплексу (ПУЕК).

Всі завдання із завершення будівництва об'єктів високої готовності відносяться до першочергових, виконання яких має бути завершене на протязі найближчих 5 років. Основні завдання, терміни їх виконання та очікувані результати вказані в таблиці 2.5.

Таблиця 2.5 — Завдання із завершення будівництва об'єктів високої готовності

Вибір перспективного типу реактору. Випереджуюче визначення перспективного типу реактору (або декількох типів), який буде основою для проектування нових енергоблоків, є основною умовою швидкого виконання етапу передпроектних вишукувань, включаючи розробку ТЕО інвестицій.

На сьогодні на світовому ринку наявні пропозиції за проектами енергоблоків третього покоління середньої (600−640 МВт) та великої (1000−1750 МВт) потужності. Порівняльний аналіз наявних даних, з урахуванням існуючих в Україні реалій, дозволяє зробити наступні висновки:

— за проектним рівнем безпеки та ціновими характеристиками всі пропоновані типи реакторів порівняні;

— з точки зору можливості максимального залучення вітчизняних виробників і використання національного досвіду спорудження та експлуатації РУ, більша перевага надається легководним реакторам;

— в разі будівництва нових блоків на майданчиках з діючими РУ типу ВВЕР, враховуючи

— принцип однотипності енергоблоків, більш доцільним вбачається спорудження блоків з легководними реакторами під тиском;

— в разі будівництва нових енергоблоків на майданчику ХАЕС, де вже була виконана і певна частина будівельних робіт із спорудження енергоблоків №№ 3,4 з РУ типу ВВЕР-1000, доцільним вбачається спорудження нових енергоблоків з РУ типу ВВЕР.

З урахуванням значного інвестиційного періоду (12 років) від початку передпроектних вишукувань до введення в експлуатацію нового енергоблоку, визначення перспективних типів реакторів для нових енергоблоків, які споруджуватимуться в період 2010;2020 рр., відноситься до першочергових завдань і має бути виконане до кінця 2005 року у вигляді відповідного розгорнутого техніко-економічного аналізу (доповіді).

В подальшому вказаний техніко-економічний аналіз має оновлюватись кожні 4−5 років з урахуванням виходу на стадію комерційної реалізації реакторів четвертого покоління, в тому числі:

— реакторів, базованих на еволюційних проектах;

— принципово нових реакторів по відношенню до традиційних комерційних типів, зокрема реакторів на швидких нейтронах, реакторів на інших видах палива (U-Th, U-Pu) та ін.

Остаточний вибір типу РУ для кожного нового енергоблоку або групи блоків повинен здійснюватись на підставі тендеру за наступними вихідними умовами:

— узгодження з можливостями вітчизняного ядерно-паливного циклу;

— максимальне можливе залучення вітчизняних виробників обладнання та устаткування;

— врахування маневрових характеристик.

Потужність кожного нового енергоблоку має бути заздалегідь визначена виходячи із загальнонаціональних та регіональних потреб, можливостей електромереж, забезпеченості майданчиків та ін., і входити до вихідних умов тендеру.

Спорудження нових ядерних енергоблоків. Вихідні умови планування обсягів перспективного будівництва наведені в підрозділі 2.1. Динаміка спорудження нових ядерних енергоблоків для розроблених сценаріїв розвитку ЯЕК представлена в таблиця 2.1, відповідна прогнозована щорічна величина їх сумарної встановленої потужності наведена на рисунках 2.2 — 2.4.

Для всіх сценаріїв розвитку ЯЕК прогнозована на період до 2030 року кількість нових блоків порівняна з кількістю блоків, які остаточно зупинятимуться. Тому спорудження нових блоків передбачається виключно на майданчиках діючих АЕС, як найбільш виправдане з технічних, економічних і соціальних міркувань. Виходячи з можливостей існуючих майданчиків, будівництво перших двох із запланованих до спорудження нових ядерних енергоблоків передбачається на майданчику Хмельницької АЕС.

Першочерговими завданнями за цим напрямком, виконання яких планується протягом найближчих 5 років, є наступні:

— виконання передпроектних вишукувань, розробка ТЕО інвестицій та проекту для першого з нових енергоблоків (ймовірно енергоблоку № 3 ХАЕС);

— початок будівельно-монтажних робіт на цьому блоці;

— початок передпроектних вишукувань та розробки ТЕО інвестицій для другого нового енергоблоку (ймовірно енергоблоку № 4 ХАЕС).

Середньострокові та довгострокові завдання із спорудження нових ядерних енергоблоків включають весь комплекс робіт на нових блоках в обсягах та в терміни, що визначатимуться фактичним сценарієм розвитку ЯЕК.

3. Вплив АЕС на довкілля За даними Міжнародного агентства з атомної енергії (МАРАТЕ), у 26 країнах світу експлуатується 416 ядерних енергоблоків, які виробляють близько 16% усієї електроенергії. Деякі країни основну ставку зробили саме на АЕС. Наприклад, у Франції АЕС виробляють більш як 70% електроенергії. Але інші країни (Швеція, Данія, Австрія, Філіппіни) заявили про свій намір цілком відмовитися від АЕС і демонтувати ядерні блоки, які працюють там. Палкі суперечки особливо посилилися після катастрофи на Чорнобильській АЕС у 1986 р. Одні вчені, енергетики й політичні діячі обстоюють думку, що без атомної енергетики людство не зможе обійтися, і слід лише зробити все можливе, щоб звести ризик аварії на АЕС до мінімуму. Як доказ на користь атомної енергетики наводяться дані про те, що АЕС використовують мало «палива» порівняно з ТЕС (добова витрата мазуту на тепловій електростанції потужністю 2000 МВт становить 8,3 тис. т, вугілля — 10 тис. т, а урану на атомній — 180 кг). Вітчизняні енергетики-атомники протягом тривалого часу доводили також, що електроенергія, яку виробляють АЕС, дешевша від тієї, яку виробляють ТЕС, і що АЕС, мовляв, менше забруднюють навколишнє середовище, ніж ТЕС.

Противники АЕС (їх значно побільшало після аварії на Чорнобильській АЕС і розсекречення матеріалів, пов’язаних із діяльністю Мінатоменерго колишнього СРСР) наполягають на якнайшвидшій забороні цього способу добування енергії як шкідливого й небезпечного для біосфери.

Сьогодні доведено: твердження про «дешевизну» атомної енергії (вважалося, що в колишньому СРСР вона коштувала в три рази менше, ніж у розвинених країнах Заходу) — це навмисна фальсифікація. Річ у тім, що проектувальники вітчизняних АЕС не вносили у вартість «атомного» кіловата такі затрати, як пере­робка й поховання радіоактивних відходів, а за оцінками спеціалістів, вони становлять понад 75% вартості всього паливного циклу АЕС. Не враховувалася також вартість демонтажу АЕС, а втім АЕС через 25—30 років роботи має бути зупинена, розібрана або похована, оскільки радіоактивність її агрегатів та обладнання перевищить норми. А вартість демонтажу, за оцінками західних фахівців, дорівнює вартості її будівництва. Не були враховані й інші затрати, пов’язані з експлуатацією АЕС, зокрема зумовлені вимогами стосовно безпеки її роботи (на АЕС, що функціонують у розвинених країнах, ці вимоги були набагато жорсткіші, ніж на радянських). Доведено, що вартість «атомного» кіловата насправді втроє вища, ніж «газового», й удвоє, ніж «вугільного». Як пишуть німецькі експерти в цій галузі, «атомна енергія дешева лише там, де безпека стоїть на другому плані, й доти, доки людство мириться з тим, що його сьогоднішнє марнотратство щодо електроенергії загрожує майбутнім поколінням пекельним радіоактивним жахом».