Радіологічні ризики від експлуатації та збільшення чисельності блоків ВВЕР-1000 на ХАЕС та РАЕС

Размещено на http://www.allbest.ru/

Інститут гідробіології НАН України, Національний університету водного господарства та природокористування

Національний університет водного господарства та природокористування

РАДІОЛОГІЧНІ РИЗИКИ ВІД ЕКСПЛУАТАЦІЇ ТА ЗБІЛЬШЕННЯ ЧИСЕЛЬНОСТІ БЛОКІВ ВВЕР - 1000 НА ХАЕС ТА РАЕС

Гриб Й.В. д.б.н. професор, пров. наук. співроб.

Шепелюк С.М. асистент

Анотація

Встановлено, що стандартний теоретичний ризик (1: 1 000 000) при будівництві АЕС досить сумнівний, а ризик при збільшенні кількості блоків АЕС - реальний.

Annotation

It is set that a standard theoretical risk (1: 1 000 000) at building of nuclear power plants is doubtful enough, and risk at the increase of amount of blocks of nuclear power plants - real.

Виклад основного матеріалу

В 1996 р. Верховна Рада України затвердила Національну енергетичну програму до 2010 р., яку доповнено у 2006 р. і яка передбачає завершення будівництва третього та четвертого енергоблоків на Хмельницькій АЕС та четвертого блоку на Рівненській АЕС. Передбачуване підвищення цін на спожиту електроенергію піде на будівництво вказаних блоків.

Не враховуючи зростання ризику радіаційного забруднення в цьому густозаселеному районі, виникла проблема водозабезпечення та охорони екологічної рівноваги в басейні рр. Горинь та Стир. Уже сьогодні споживання свіжої води з р. Стир Рівненською АЕС складає до 1/3 екологічно обґрунтованих витрат води [Ромась М.І., 1998]. Поповнення водойми-охолоджувача Хмельницької АЕС з р. Горинь у весняне водопілля призводять до стійкого каналізування русла, припинення затоплення луків заплави і знищення природних нерестовищ. Заплановане будівництво рибогосподарського цеху, як компенсаційного природоохоронного, нічого спільного з охороною довкілля не має, а саме використання вирощеної риби проблематичне.

Тому тут виникає ряд проблем, пов'язаних з вивченням впливу майданчиків АЕС на довкілля (водне середовище рр. Горинь і Стир), проблеми водокористування та компенсаційних заходів, а також ведення безпечного для населення за якістю товарної риби рибного господарства.

Важливою є також проблема депонування радіонуклідів, що осіли на поверхні водозбору, недопущення їх подальшої міграції через гідроекологічні коридори [6].

На сьогодні опрацьована і випробувана концепція техногенного ризику діяльності АЕС для населення і довкілля. За даними наукової літератури, ризик складає 1:1000000 [1, 2]. Однак навіть цей надзвичайно низький ризик став однією з причин трагедії на ЧАЕС світового значення. За даними енергетиків за оцінкою 20 сучасних моделей атомних реакторів, фактичний ризик приймається 1:10 000 на один реактор типу ВВЕР - 1000 [1, 2].

При зростаючій кількості реакторів ризик аварійної ситуації відповідно зростає в стільки ж разів. Для населення він складається з можливих викидів коротко та довго живучих радіонуклідів, загибелі або опромінення працюючих на АЕС, загибелі або опромінення населення при глобальних аваріях, захворювань від тривалого підпорогового опромінення та споживання забрудненої сільськогосподарської продукції.

З врахуванням людського фактору, стомлення металу, геологічних факторів можна говорити про ризик приблизно 1:1000.

Підтвердженням цьому є чисельність аварійних ситуацій та технологічних порушень на Рівненській АЕС. Лише за один 1997 рік було 9 зупинок реакторів та 33 відхилення в роботі обладнання, 3 аварійні ситуації. Не краща ситуація на інших АЕС. На Запорізькій АЕС за 1993 р. було 79 випадків порушень в роботі реакторів [1]. Були випадки аварій на АЕС в Японії, Франції та в інших країнах.

Ще складнішою є ситуація з ризиками роботи АЕС відносно водного середовища. Тут ризик носить стохастичний характер і складається з ризику радіаційного забруднення, токсикологічного, гідрологічного, гідроекологічного, трофічного та генетичного, тобто можна записати так:

аварійний радіонуклід гідроекологічний депонування

(1)

Методологія визначення ризиків базувалася на роботі Деєва О. С. та доопрацьована в комплексі складових пошукачем [2]. Розглядаються:

1. Радіологічний ризик (R_Rn) - із експертного висновку колегії експертів, значення 10: 10⁺³ або 1: 1000;

2. Токсикологічний ризик (R_токс.) - з величини впливу радіонуклідів на гідробіонти (дафнії). В присутності радіонуклідів токсичність свинцю зростає на порядок, тобто ризик складає 1: 100.

3. Гідрологічний ризик (R_{гідрол.}) - кризові явища наступають в водних екосистемах при мінімальних витратах води. Прийнято мінімальні витрати води 95 % забезпеченості, тобто ті що зустрічаються 5 разів в 100 років, або 1:20.

4. Трофічний ризик (R_троф.) - порушення в трофічному ланцюгу, що викликані накопиченням радіонуклідів, прийнято у дафній опромінення 65,0 Гр (6500 рад) при LD₁₀₀ та карася 13 - 15 Гр (1300 - 1500 рад) при потужності опромінення 100,0 мР/г.

5. Генетичний ризик (R_генет.) - визначає вплив підпорогових доз опромінення на біоту. Приймається за наявності загибелі гідробіонтів або наявності мутацій у вищих водяних рослин та риб, прийнято за R_троф..

6. Гідро-екологічний ризик (R_г/ек.) - прийнято за відношенням R_Rn до індексу екологічної якості води Іе (для р. Льва Іе = 5,0; для рр. Горинь та Стир Іе = 3,0).

При теоретичній обґрунтованості безпечності експлуатації блоків АЕС, фактична ситуація вказує на небезпеку для населення та біоти через комплекс випадкових обставин, що включають не тільки радіаційне опромінення, але й сам технологічний процес, в першу чергу вплив на водне середовище.

Можна сказати що ці варіанти знаходяться на межі (1:10 … 1:1000). Тому поряд з заходами по технічній безпеці АЕС ми повинні говорити про гідро-екологічну безпеку. Зокрема, необхідно виділити:Конец формы

a) забезпечення екологічно обґрунтованих витрат води у ріках, до яких прив'язані блоки АЕС, у кожну фазу гідрологічного режиму; ріки не є складовою технологічного процесу;

б) при знятті піків весняної повені і зменшенні періоду затоплення заплави нижче майданчиків АЕС необхідні компенсаційні заходи з відтворення аборигенної іхтіофауни в річково-озерній мережі басейну;

в) у зв'язку з особливим тепловим режимом водойми-охолоджувача і розвитком молюсків (дрейсени), необхідно вживати комплекс заходів по її знезараженню (вапнування води, обробка мідним купоросом).

Розрахунки ризиків вели за лінійною та пороговою моделями:

1) Лінійна модель

(2)

де: UR - одиниця ризику, що визначається, як фактор пропорції зростання ризику в залежності від впливу діючого фактору. Тобто при збільшенні кількості блоків від 1 до 4, ризик зростає в 4 рази.

с - реальна концентрація чи доза речовини, що впливає на об'єкт за час t.

2) Порогова модель передбачає досягнення рівня при якому фактор не діє, тобто:

(3)

де: H - функція Хевісонда; H(x) = 0 при x < 0; H(x) = 1 при x > 0.

C - величина впливу;

Ct - порогова величина (концентрація впливу).

Отримані нами результати для басейнів рр.. Льва, Стир і Горинь зведені в таблицю 1. При цьому за порогову величину впливу прийнятий вміст ⁹⁰Sr < 6,2 • 10^-13 та ¹³⁷Cs < 5,0 • 10^-13 мКі/дм³. За величину токсичної дії радіонуклідів на дафнію прийнято опромінення 65 Гр (6500 рад), для риб (карась) - 13 - 15 Гр (1300 - 1500 рад) [ ]. За величину допустимого вмісту розчиненого кисню прийнято 4,0 мгO₂/дм³ (IV клас екологічної якості); за якістю води еталоном прийнятий перший клас якості (Ie = 1,0).

Таблиця 1

Радіоекологічні ризики в басейнах р. Льва (осадження викидів ЧАЕС під час аварії), Горинь і Стир нижче майданчиків ХАЕС та РАЕС

- За класами якості води і при Іе = 5 класу для р. Льва R_{гідроекол.}=1000/5=200; 3 клас якості для р. Горині R_{гідроекол.}=1000/3=330.

Рис. 1 Радіоекологічні ризики в басейнах р. Льва (осадження викидів ЧАЕС під час аварії), Горинь і Стир (лінійна модель)

Рис. 2 Радіоекологічні ризики в басейнах р. Льва (осадження викидів ЧАЕС під час аварії), Горинь і Стир (порогова модель)

Отримані дані за радіоекологічними ризиками вказують, що за результатами осадження викидів ЧАЕС в заплаві р. Льви залишається до цього часу вкрай небезпечним, а з врахуванням того, що через 20 років після забруднення радіаційний фон складав тут 80,0 - 100,0 мкР/год., вказує на наявність довгоживучих радіонуклідів. Через генетичні та трофічні порушення спостерігається поширення очерету (Fragmittas communis), його враження кліщем та формування мутовок на гілках сосни, заболочування території, враження сосни та дуба, стійке забруднення ґрунтів [3].

За цих умов стоїть питання ведення безпечного товарного рибного господарства в районах помірного радіаційного забруднення, в місцях випадінь після аварії на ЧАЕС, на прилягаючих територіях поблизу майданчиків діючих атомних станцій, а також в місцях залягання уранових руд.

Промислові майданчики Рівненської та Хмельницької АЕС більш стійкі, однак небезпечні підпороговими концентраціями радіонуклідів, з можливим накопиченням за трофічним ланцюгом та зміною видів флори та фауни.

Найбільш несприятливими є гідроекологічні та гідрологічні ризики, які обумовлюють формування, якості води нижче майданчиків АЕС та відтворення аборигенної іхтіофауни.

Відсутність промивного режиму русла, порушення екосистеми «русло - заплава» погіршило умови аборигенної іхтіофауни та призвело до необхідності прийняття компенсаційних заходів у басейні [5].

За лінійною моделлю розрахунок ризику в басейні р. Льви, що зазнав забруднення від осадження аерозолів після вибуху на ЧАЕС на 2 - 3 день та існуючій ситуації на майданчиках РАЕС та ХАЕС, значення складають 1: 1000 (однакові). Тобто підстав для погіршення ризику на майданчиках не може бути. Ризик появи гідрологічних складових, забруднення за трофічним ланцюгом та генетичний ризик також залишаються аналогічними.

За пороговою моделлю найгірша ситуація у бас. р. Льва (майданчики Лядо та Веретинки) - ризик 1: 100, далі у бас. р. Стир (1: 250) та р. Горинь (1: 500).

Висновки

Встановлено, що з введенням додаткових блоків на Рівненській АЕС (РАЕС-4) та Хмельницькій АЕС (ХАЕС-2), що не відповідають міжнародним нормам атомної безпеки (реактори ВВР-1000) (офіційний ризик 1:1000000), значно зростає ризик виникнення аварій технічного (порушення технології, стомлення металу, старіння матеріалів) та людського фактору (відповідно 1: 100 та 1: 20), тому введення запобіжних (комплексних) екологічних заходів для стабілізації і оздоровлення середовища є необхідним. Отримані дані за радіоекологічними ризиками вказують, що за результатами осадження викидів ЧАЕС в заплаві р. Льви залишається до цього часу вкрай небезпечним.

Промислові майданчики Рівненської та Хмельницької АЕС більш стійкі, однак небезпечні підпороговими концентраціями радіонуклідів, з можливим накопиченням за трофічним ланцюгом та зміною видів флори та фауни.

За цих умов стоїть питання ведення безпечного товарного рибного господарства в районах помірного радіаційного забруднення, в місцях випадінь після аварії на ЧАЕС, на прилягаючих територіях поблизу майданчиків діючих атомних станцій, а також в місцях залягання уранових руд.

Можна стверджувати, що стандартний ризик (1: 1 000 000) при будівництві АЕС досить сумнівний, а ризик при розширенні блоків АЕС - реальний.

Література

1. Гродзинський Д.М. Радіоекологічні і радіобіологічні наслідки аварії на ЧАЕС. // Доп. АН України. 1993.- №1. С. 134 - 140.

2. Дєєв О.С. Методологічний підхід при оцінці індивідуального ризику для населення Рівненської області // Вісник РДТУ вип. 3(10) - Рівне - 2001, - с. 10-15.

3. Егоров Ю.А., Тихомиров Ф.А. Экологическая безопасность атомных электростанций России // Инженер. экология.1999. № 5. С. 2--10.

4. Руководство по организации контроля природной среды в районе расположения АЭС // Под ред. Махонько К.П. Л.: Гидрометеоиздат. 1990.-264 c.

5. Шепелюк С.М. Гриб Й.В. Водоохоронні компенсаційні заходи при будівництві та експлуатації АЕС // Матеріали ІІ Міжнародного форуму «АКВА Україна-2004». К.: 2004.

6. Шепелюк С.М. Динаміка радіоекологічної ситуації в водних екосистемах (на прикладі Киштимської трагедії) // Вісник НУВГП, Рівне, 2004. с. 16-22.

Размещено на Allbest.ru