Знание-сила, 1997 № 02(836)
Шрифт:
Немного атомной стратегии
Сегодня семнадцать процентов мирового производства электроэнергии приходится на атомные электростанции. В некоторых странах доля атомного электричества значительно больше. Например, наша северная соседка Швеция производит на атомных станциях половину всей своей электроэнергии. Франция — уже около трех четвертей. В Китае недавно принята программа увеличения в пять — шесть раз вклада атомных электростанций. Заметную, хотя пока и не определяющую роль атомные электростанции (АЭС) играют в США и в нашей стране.
Сорок лет назад, когда дала ток первая атомная станция в мало кому известном в то время городке Обнинск, многим казалось, что атомная энергетика — вполне безопасная и экологически чистая. Авария на американской АЭС в Тримейл
Сами физики, хорошо знающие сильные и слабые стороны реакторов, смотрят на атомную опасность более спокойно. Накопленный опыт и новые технологии позволяют строить реакторы, вероятность выхода которых из-под контроля хотя и не равна нулю, тем не менее крайне мала. На атомных предприятиях строжайший контроль радиации в помещениях и в каналах реакторов. Сменные комбинезоны, специальная обувь, автоматические детекторы излучений, которые ни за что не откроют шлюзовые двери, если на вас есть хотя бы небольшие следы радиоактивной «грязи». На атомной электростанции в Швеции, где чистейшие пластиковые полы и непрерывная очистка воздуха в просторных помещениях, казалось бы, исключают даже мысль о сколь-нибудь заметном радиоактивном заражении, мне пришлось дважды менять тапочки, пока контрольный прибор позволил выйти наружу.
Безопасность атомных электростанций —- важный вопрос, но, как любил говорить Эйнштейн, сегодня у нас нс тот ботинок жмет. Атомных энергетиков больше беспокоит другая проблема — куда девать быстро растущие горы радиоактивных отходов атомной промышленности?
Головная боль атомщиков
Мы живем в океане радиоактивности — космические лучи, радиоактивное излучение почвы и стен домов. Испускающие радиацию газы присутствуют даже в хрустально чистом горном воздухе. Вместе с тем измерения показывают, что на долю искусственной или, как говорят, техногенной радиоактивности, связанной с военным и мирным использованием атомной энергии, приходится всего только два — три процента. Казалось бы, очень немного, но это — в среднем. В зоне Чернобыля или, например, для персонала, связанного с ядерными исследованиями на реакторах и ускорителях, радиационная нагрузка значительно больше. А самое важное то, что вклад техногенной радиоактивности все время возрастает и может стать определяющим. В долговременном плане это приведет к росту онкологических заболеваний, породит генетические мутации, сказываясь на здоровье будущих поколений[2 Однако радиационная опасность не должна вызывать панического страха, как это было у нас сразу после чернобыльской катастрофы. Проходившая в апреле 1996 тогда в Вене конференция «Десятилетие после Чернобыля: оценка последствий аварии», в которой пришли участие свыше тысячи экспертов различных специальностей, констатировала, что наиболее значительным последствием для здоровья, вызванным радиационным излучением, является рост заболеваний раком щитовидной железы у детей в результате выпадения осадков из первоначального радиоактивного облака. Однако конференция пришла также к выводу о том, что пока не наблюдается заметного роста лейкемии или других заболеваний крови и что, за исключением значительного числа симптомов, связанных со стрессом, первичные показатели здоровья в загрязненных и радиационно чистых районах схожи между собой. Поразительно, но факт! Правда, есть опасения, что отрицательные последствия проявятся в последующих поколениях.].
Если не считать Китая и Франции, до последнего времени продолжавших подземные атомные взрывы, испытания атомного оружия прекращены. Будем надеяться, что вскоре удастся договориться о полном запрете на атомные взрывы, так что этот канал радиоактивного отравления будет наглухо закрыт. Однако остается другой канал — радиоактивные отходы атомных электростанций, которые накапливаются в результате деления ядер урана. Хотя большая часть образующихся при этом изотопов распадается за несколько десятков лет и даже быстрее, вместе с ними рождается некоторое количество долгоживущих ядер, которые дают радиоактивные излучения («светят») даже спустя многие тысячи лет. Вот они-то и вызывают беспокойство атомщиков.
О том, как можно было бы избавиться от радиоактивных ишаков, речь шла на конференциях в Дубне и в расположенном
Нужно сказать, что устраивают конференции не только для того, чтобы послушать доклады ведущих специалистов, они также — прекрасный случай для личных встреч, обмена мнениями, обсуждения еще не созревших идей. Не обходится и без розыгрышей. На этот раз досталось одному из молодых российских физиков. Он впервые выехал за границу и для него все было в новинку, в том числе и пакетик конфет, который он обнаружил, поселившись в гостинице. На утро его спросили:
— Ты видел пакетик с пилюлями на подушке?
— Конечно — ириски, я их съел.
— Боже, что ты сделал* Это ведь — противозачаточные пилюли, потому и лежали на подушке* Ты что — сразу все?
— Да.., я же не знал...
— Немедленно беги в аптеку и проси противоядие!
И только когда вконец растерявшийся новичок, отставив чашку с недопитым кофе, торопливо направился к выходу, раздался дружный хохот. Впрочем, через несколько минут потерпевший смеялся громче всех.
И в Дубне, и в Калмаре детально обсуждалась старая идея физиков- реакторщиков переработать долгоживущие радиоактивные изотопы в ядра с меньшим временем жизни с помощью ядерных реакций, протекающих в самих реакторах, если эксплуатировать последние в особом режиме. Казалось бы, чего проще, и никакого дополнительного оборудования не нужно. К сожалению, различие скоростей наработки новых и переработки уже образовавшихся долгоживущих изотопов невелико, и, как показывают расчеты, положительный баланс наступит лишь примерно через пятьсот лет. До этого времени человечество «утонет» в горах радиоактивных отходов. Другими словами, сами себя реакторы излечить от радиоактивности не могут.
Радиоактивные шлаки можно изолировать в специальных толстостенных могильниках. Беда вот только в том, что такие захоронения должны быть рассчитаны, по крайней мере, на сотню тысяч лет безопасного хранения. А как предугадать, что может случиться за такой огромный период?
Чудищ можно не только приручить, но и объединить — идея, воплощенная в древней статуе бога- громовника из Междуречья, возможно, свяжет воедино две основные атомные технологии XX века.
Как бы там ни было, хранилища отработанного ядерного топлива должны располагаться в таких местах, ще заведомо исключаются землетрясения, смещения или разломы грунтовых пластов и тому подобное. Кроме того, поскольку радиоактивный распад сопровождается разогревом распадающегося вещества, спрятанные в могильнике шлаки нужно еще и охлаждать. При неправильном режиме хранения может произойти перегрев и даже взрыв горячих шлаков.
В некоторых странах хранилища особо опасных в экологическом отношении шлаков долгоживущих изотопов располагаются под землей на глубине в несколько сотен метров, в окружении скальных пород. Контейнеры со шлаками снабжают толстыми антикоррозийными оболочками, многометровыми слоями глины, препятствующей просачиванию грунтовых вод. Недавно я побывал в одном из таких хранилищ, которое строится в Швеции на полукилометровой глубине. Это — сложное инженерное сооружение с разнообразной контрольной аппаратурой. Его будут обслуживать семьдесят пять специалистов — целая рота!
Интересно, что на такой огромной глубине бурлит ручей соленой воды. Геологи утверждают, что это — реликтовая вода, просочившаяся сюда в незапамятные времена и никогда не покидающая подземное царство. Однако, когда слышишь шум живого, бегущего ручья, то, несмотря на уверения геологов, трудно отделаться от мысли о том, что все же существует какой-то обмен с поверхностью...
Строители говорят, что уверенность в надежности таких сверхглубоких радиоактивных могильников вселяет в них то, что в Канаде на глубине 430 метров обнаружено рудное тело объемом свыше миллиона кубометров с огромным, пятидесяти пяти процентным содержанием урана (обычно руды содержат проценты или даже доли процента этого элемента). Это уникальное рудное образование, возникшее в результате осадочных процессов примерно 1,3 миллиона лет назад, окружено слоем глины толщиной в разных местах от пяти до тридцати метров, который действительно накрепко изолировал уран и продукты его распада. На поверхности над рудным телом и в его окрестностях нет никаких следов ни повышения радиоактивности, ни увеличения температуры. Однако как будет в других местах и при других условиях?