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 поблизости от шведской АЭС городке Калмар. Рассматривались самые различные предложения, вплоть до, казалось бы, совершенно фантастических. Проблема настолько важная, что нельзя пренебрегать ничем.
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?