Реферат: Муниципальное образовательное учреждение

Муниципальное образовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №87»





Автор работы:

Котляр Евгения

г. Северск, Томская область

МОУ «СОШ № 87», 11 класс


Научный руководитель:

Еремина Светлана Николаевна

учитель физики МОУ «СОШ № 87»


Северск 2007


СОДЕРЖАНИЕ.

1. Введение ----------------------------------------------------------------------------- 3

2.География и история.----------------------------------------------------------------------- 3

2.1 Сибирский Химический Комбинат.------------------------------------------------- 3

2.2 Типы реакторов.---------------------------------------------------------------------------- 4

2.3 Что такое МОКС топливо.--------------------------------------------------------------- 4 2.4 Оружейный и реакторный плутоний.-------------------------------------------------- 5

2.5 Перспективы развития МОКС топлива в Томской области.---------------------- 6

3.Всесторонняя оценка социальных аспектов использования МОК топлива.---- 7

3.1Использование МОКС топлива в легководных реакторах.------------------------- 7

3.2 Плутоний в эру после « холодной войны»------------------------------------------- 8

3.3 Основной подход, используемый в проекте МОМ.-------------------------------- 8

3.4 О МОКС топливе без предубеждения.---------------------------------------------- 9

4.Социологический опрос.------------------------------------------------------------------- 9 4.1 Обоснование анкетирования.------------------------------------------------------------ 9 4.2Анкета.--------------------------------------------------------------------------------------- 10 4.3Анализ результатов опроса.-------------------------------------------------------------- 11 5.Ценный энергетический материал вместо ядерных отходов.---------------------- 12 5.1Плутоний – топливо для ядерных реакторов.---------------------------------------- 12

5.2Где используется новое топливо?----------------------------------------------------- 13 6.Вместо заключения.------------------------------------------------------------------------ 15 7.Список литературы.------------------------------------------------------------------------ 15


1.Введение.

Предпосылкой для исследования послужил сам факт существования в нашем городе атомной промышленности. Казалось бы, история развития города Северск подтверждает, что использование атомной энергии может быть безопасным при умелой организации труда и наличии высококвалифицированных кадров. Однако, нельзя забывать о том, что со дня запуска первого реактора в нашем городе прошло более 50 лет, это значит, требуется замена, ныне действующих установок на более совершенные. Несколько лет назад уже решался вопрос о начале строительства атомной станции нового поколения АСТ – 500, и, тем не менее, до нынешнего дня строительство не начато, мало того ходят слухи о скором закрытии действующих реакторов. Возникают вопросы: что же будет с городом, откуда будет поступать тепло и свет, и почему не начато строительство? Нет средств?; проводимый опрос населения дал отрицательный ответ?; разрабатывается новый, более перспективный проект?

Если на первый вопрос ответить не в нашей компетенции, то на два последних это, вполне, в наших силах.

Исходя из вышесказанного, можно поставить две задачи: 1. познакомиться с новыми методами использования ядерного топлива. 2. через социологический опрос выяснить уровень знаний наших горожан по вопросу использования различных видов энергии в целом и атомной в частности.

Работа посвящена проблеме использования, как ядерного топлива в целом, так и МОКС топлива в частности. В ходе изучения литературы по заданной проблеме автор попытался всесторонне рассмотреть все положительные стороны атомной энергии, не забыв и об отрицательном воздействии радиации на природу. Погрузившись в проблему глубже, автор стойко занял позицию «за» использование атома, как источника энергии, причём экономически выгодного и приносящего наименьший вред окружающей среде. Однако, мнение большого количества сограждан не сходится с выше высказанным. Этот факт послужил толчком к проведению опроса общественного мнения, целью которого стало выяснение степени осведомлённости жителей нашего города по вопросу безопасности различных источников энергии. Полученный результат, был несколько неожиданным. Тем не менее, это следует принять как факт. Анкета и результат опроса приводятся ниже.


^ 2. География и история.

2.1Сибирский Химический комбинат.

Город Северск расположен в 15 км на северо-восток от города Томск в Сибири и в 3000 км на восток от Москвы. До 1993 года город был известен под названием Томск-7. Население города - 107 700 человек.. Город расположен у реки Томь, притока р. Обь.

В 1949 году было начато сооружение атомных установок и строительство города Северска, а в 1954 году было завершено строительство комбината. Атомные реакторы и производственные здания расположены в 15 км на северо-восток от самого города.

Сибирский химический комбинат состоит из 5 реакторов оборонного назначения, одного химического сепараторного завода, перерабатывающей установки для производства урана и плутония, обогатительной установки для урана и нескольких комплексов для обращения с радиоактивными отходами. Кроме того, здесь расположено хранилище ядерных боеголовок, выведенных из боевого состава.
^ 2.2Типы реакторов.
Всего в Северске было построено 5 реакторов, предназначенных для производства оружейных материалов, два из них еще находятся в эксплуатации. Первый реактор (И-1) находился в эксплуатации с 20 ноября 1955 года до 21 августа 1990 года, второй (И-2) - с сентября 1958 года до 31 декабря 1990 года, а третий (АД-3) - с 14 июля 1961 года до 14 августа 1992 года. Все три реактора расположены у "Объекта-5" и на сегодня заглушены. Два реактора (АД-4 и АД-5), которые все еще находятся в эксплуатации, были запущены в 1965 и 1967 гг. соответственно. Эти два реактора расположены у "Объекта-45" недалеко от радиохимического завода.

Реакторы СХК, кроме производства плутония, вырабатывают электроэнергию и тепло для нужд города. Эти установки были аналогичны реакторам типа РБМК. Такой тип реакторов используется на Ленинградской (Сосновый Бор), Игналинской АЭС.

Вода для охлаждения реакторов поступает из реки Чернилка, являющейся притоком Томи. Охлаждающий режим этих реакторов – замкнутый. Через теплообменники тепло первого контура передается второму. Подогретая вода используется для обогрева г. Северска. Часть воды с той же целью подается по трубопроводам в г. Томск. Помимо этого, электроэнергия, вырабатываемая реакторами, используется городами Северск и Томск.

^ 2.3Что такое МОКС?

МОКС топливо (MOX-топливо) - это смесь оксидов урана и плутония (UO2 + РuО2), предназначенная для сжигания в реакторах атомных электростанций. Сокращение "МОКС топливо" происходит от английского слова - "MOX fuel" и дословно означает "Мiхеd-Охidе fuel".

Плутоний - рукотворный элемент.

Плутоний был открыт в феврале 1941 года Гленном Сиборгом в Калифорнийском университете. Вскоре после этого открытия было обнаружено, что изотоп плутония может спонтанно распадаться и поэтому дальнейшие исследования, связанные с этим элементом, проводились исключительно в рамках секретного Манхэттенского проекта, результатом которого должно было стать массовое производство плутония для использования в атомных бомбах. То, что элемент, четыре года спустя после своего открытия превративший город Нагасаки в ад, получил одно из имен хозяина Преисподней, оказалось невероятным совпадением в истории науки. Известны 15 изотопов плутония, с массовыми номерами от 232 до 246. Наиболее важен из них 239Pu. Период полураспада плутония 239 - 24 000 лет, это радионуклид, способный спонтанно делиться. Он был использован в бомбе, сброшенной на Нагасаки, а также может сжигаться в реакторах для производства энергии.

239Pu накапливается в обычном энергетическом реакторе на урановом топливе в результате нейтронного захвата изотопом 238U. Одновременно с этим происходит основная реакция деления изотопа 235U, сопровождающаяся выделением тепла. Содержание 235U в природном составляет только 0,7 %. Для того, чтобы его можно было использовать в качестве топлива в легководных реакторах, естественный уран обогащают, доводя содержание 235U до 3-4 %. После одного года работы типичного ЛВР, мощностью 1000 МВт, образуется около 200 кг плутония, из которых, около 150 кг составляет 239Pu [1].

^ 2.4Оружейный и реакторный плутоний.

Композиция изотопов плутония, накапливающегося в реакторе в результате реакций, происходящих в урановом топливе, зависит от степени выгорания топлива. Из 5 основных образовавшихся изотопов 2 с нечетными массовыми номерами, 239Pu и 241Pu, являются расщепляющимися, т.е. способными к расщеплению под действием медленных нейтронов. Эти изотопы могут быть использованы в качестве реакторного топлива. Поэтому, если речь идет о возможности использования плутония в качестве реакторного топлива, значение имеет количество накопленного 239Pu и 241Pu. Для ядерного же оружия необходим практически чистый 239Pu, т.к. излучатели нейтронов 240Pu и 238Pu могут спонтанно вызвать "предначальное воспламенение", а это приведет к существенно меньшей силе взрыва атомной бомбы. Поэтому разница в "качестве" плутония обычно определяется его изотопным составом [2].


Сверхчистый плутоний

Практически чистый 239Pu, содержание нерасщепляющегося 240Pu менее 3%

Оружейный плутоний

Содержание 240Pu менее 7%

Плутоний, используемый в виде реакторного топлива

Содержание 240Pu от 7% до 18%

Реакторный плутоний

Содержание 240Pu более 18%


Плутоний (главным образом 239Pu) производится на радиохимическом заводе. Завод был построен сразу после запуска первого реактора в 1956 году.

Плутоний выделятся путем растворения облученного уранового топлива в концентрированной селитре, после снятия оболочек с отработанных тепловыделяющих стержней. Раствор с селитрой содержит нитраты продуктов деления (в основном 137Cs и 90Sr), нитрат урана и нитрат плутония. Этот продукт промывается в органическом растворе, состоящем из трибутилфосфата и керосина (нефти). На первом этапе из смеси выделяются высокоактивные продукты деления, содержащие уран и плутоний. На следующем этапе выделяются уран и плутоний. Продукты деления являются жидкими радиоактивными отходами, которые помещают на хранение.

Кроме того, что плутоний выделяется из топлива реакторов, с 1978 года радиохимический завод г. Северска вырабатывает плутоний из отработанного ядерного топлива (ОЯТ) 5 реакторов оборонного назначения х/к "Маяк". Причиной этому послужило то, что в 1978 году перерабатывающая установка на х/к "Маяк" была реконструирована под переработку топлива АЭС, атомных подводных лодок, гражданских ледоколов и исследовательских реакторов. Отработанное топливо посылалось железнодорожными составами в г. Северск вплоть до 1990 г., когда был остановлен последний военный производственный реактор на х/к "Маяк".

Начало строительства завода по производству МОКС топлива на базе промышленной площадки ФГУП "Сибирский химический комбинат" (СХК, г. Северск, Томской области) было запланировано на первую половину 2005 года. Новый завод должен был стать структурным подразделением ОАО "ТВЭЛ", объединяющего в РФ предприятия топливно-ядерного цикла.

Техническое межправительственное совещание РФ и США утвердило СХК в качестве базовой площадки реализации для строительства российского предприятия. В настоящее время комбинат располагает необходимой технической и технологической базой, а так же специалистами пирометаллургами и радиохимиками, которые имеют опыт работы с металлическим плутонием и его солями.

^ 2.5 Перспектива развития МОКС топлива в Томской области.

Принятая Минатомом в 1998 году концепция по обращению с плутонием базируется на использовании его энергетического потенциала в атомно-энергетическом комплексе страны. Так же проблема обращения с плутонием является частью общего процесса ядерного разоружения, поскольку в ходе него в России и США высвобождаются значительные количества оружейных делящихся материалов. Плутоний является неизбежным спутником урановой ядерной энергетики, т.к. накапливается в активной зоне при работе любого энергетического реактора с урановым топливом.

На текущий момент потребителями МОКС топлива могут быть АЭС, как в России, так и за рубежом. Концепция предусматривает возможность использования плутония в "быстрых" реакторах типа БН - 600 Белоярской АЭС или тепловых реакторах ВВЭР - 1000 Балаковской АЭС, а также коммерческие поставки за рубеж части высвобождаемого оружейного плутония в виде топлива, предназначенного исключительно для невоенного применения на зарубежных АЭС при безусловном выполнении всех норм и правил ядерного экспорта. После завершения программы переработки оружейного плутония, считает генеральный директор СХК, основным сырьем, для дальнейшего производства МОКС топлива станут запасы энергетического плутония, хранящиеся на заводе "Маяк". [3]

Вместе с тем, вопрос создания в Томской области завода по производству МОКС топлива привлек к себе внимание экологических общественных организаций. 27 мая российские, американские и европейские экологи намерены провести "День акций против плутониевой программы России и США". День акций экологов приурочен к саммиту Большой Восьмерки во Франции 1-3 июня, где планировалось объявить о финансировании программы по утилизации плутония в России и США. Акции протеста были организованы в Томске, Челябинске, Красноярске, а также в Вашингтоне, Саванне, Колумбии (США).

Как сообщил прессе представитель "Сибирского экологического агентства", Алексей Торопов, в России работает лишь один реактор, который был спроектирован с учетом использования плутония: БН-600 на Белоярской АЭС, но его мощностей недостаточно, чтобы, в соответствие с договором, утилизировать 34 тонны плутония до 2024 г. Алексей Торопов сослался на результаты первого российского независимого исследования 2000 года, по вопросу сжигания МОКС топлива в реакторах типа ВВЭР. В нем, в частности, утверждается, что в случае аварии на реакторе, загруженном плутонием, уровень загрязнения окружающей среды будет 2-3 раза выше, нежели с "обычным" урановым топливом. Кроме того, использование плутония вызвало бы дополнительные проблемы в сфере ядерной безопасности, ведь ВВЭР спроектированы для принципиально другого вида ядерного топлива. Особое беспокойство эколога вызывает угроза ядерного распространения, которая возникает в случае реализации плутониевой программы: МОКС нужно будет транспортировать на длинные дистанции, что может обернуться кражами и террористическими актами. Если же будет осуществлен план Минатома, по торговле плутониевым топливом на международном рынке (такое предложение также обсуждается в Минатоме), то впервые в истории человечества в открытую продажу поступит настоящий оружейный материал, требуемый для создания ядерного оружия. [3]

Общее количество плутония, хранящегося в мире во всевозможных формах, оценивается в 1239 тонн, из которых две трети находится в отработавшем ядерном топливе (ОЯТ) АЭС. Этот запас ежегодно возрастает на 50 т. Количество военного плутония было оценено в 270 т, из которых 150 т находятся в бывшем Советском Союзе, 100 тонн - в США и менее чем по 10 тонн во Франции и Китае. Примерно 2/3 мирового запаса энергетического плутония к 2010 г будет находиться на территории Великобритании.
^ 3.Всесторонняя оценка социальных аспектов использования МОКС топлива.
3.1Использование МОКС топлива в легководных реакторах - характер и особенности проблемы.

Топливный МОК-цикл и связанные с ним проблемы.

Поток ядерного топлива и радиоактивных материалов в топливном цикле легководных реакторов можно разделить на две части: входной поток, начинающийся с добычи урана и заканчивающийся загрузкой низкообогащенного урана в активную зону реактора; и выходной поток, включающий в себя все стадии, начиная от выгрузки отработавшего топлива до окончательного хранения/захоронения радиоактивных отходов. "Разомкнутый" поток должен пройти через наиболее трудные и противоречивые стадии ядерной технологии: транспортировку, хранение и захоронение высокоактивных материалов. Однако поток топлива, включая МОКС топливо, или "замкнутый топливный цикл" гораздо сложнее. Сначала отработавшее топливо перевозится с атомной электростанции (АЭС) на перерабатывающий завод, где происходит отделение плутония от урана и других радиоактивный продуктов. Затем выделенный плутоний отправляется на завод по изготовлению МОКС топлива. Оттуда сборки с МОКС топливом направляются снова на АЭС для загрузки в реактор. Отработанное МОКС топливо может быть переработано или оставлено без переработки.

^ 3.2 Плутоний в эру "после холодной войны" и проблема избыточного плутония.

С окончанием холодной войны вероятность ядерной войны мирового масштаба значительно уменьшилась. Но при этом мир столкнулся с новой угрозой - распространения ядерных материалов и экологического риска от увеличивающихся объемов расщепляющихся материалов, которые высвобождаются в процессе демонтажа ядерного оружия России и США и снова могут быть использованы в разрушительных целях.

Департамент энергетики США недавно заявил о своем решении не ограничиваться каким-то одним способом диспозиции плутония, а идти по так называемому "двойному пути" - при этом две трети американского оружейного плутония могут быть переведены в МОКС топливо для коммерческих реакторов на тепловых нейтронах. Это решение, однако, не должно открывать дорогу коммерциализации оружейного плутония. Проблема обращения с избыточным оружейным плутонием неизбежно поднимает вопрос о том, что же делать с накопившимся реакторным плутонием. Проблема избыточного плутония становится все более серьезной в тех западноевропейских странах (Франции и Великобритании), где продолжается переработка ОЯТ ядерного топлива, несмотря на многочисленные аргументы «против» и оппозицию переработке.

^ 3.3 Основной подход, используемый в проекте МОМ.
Аргументы против утилизации плутония, причем хорошо обоснованные, выдвигались в основном независимыми учеными. Некоторые из них включают оценку воздействия на окружающую среду, но ни один из этих аргументов не учитывал все сложности проблемы, и, кроме того, не был сфокусирован на специфике использования МОКС топлива. К тому же некоторые из этих аргументов уже устарели, принимая во внимание существенные изменения на международной арене после окончания холодной войны. Нет необходимости говорить о том, что для здорового общества просто необходимо, чтобы большая индустриальная программа подвергалась бы независимому анализу. Это особенно справедливо в случае крупномасштабных проектов из области современных науки и технологий, таких как, программа использованию МОКС топлива, которая имеет далеко идущие социальные, политические, экологические и медицинские последствия. Независимый всесторонний анализ ядерной программы, причем в форме, доступной для общественности, жизненно важен не только для прояснения вопросов и доказательства безопасности, но и для демократизации общества. [4]

^ О МОКС топливе без предубеждений.

Размещение СХК в непосредственной близости от Томска по-прежнему вызывает серьезную озабоченность некоторых наших земляков. И они бьют тревогу, что жители полумиллионного областного центра стали заложниками опаснейшего ядерного производства. Дескать, нигде в мире нет такого близкого и опасного соседства, а посему Томск пора занести в Книгу рекордов Гиннеса. К сожалению, если нас и занесут в книгу рекордов Гиннеса, то исключительно для того, чтобы уличить в невежестве. В той же Франции, к примеру, ядерное производство фирмы “Кожема” расположено под боком у славного города Авиньон, а вокруг него простираются виноградники, из ягод которых делают знаменитые французские вина. И никто при этом не спешит отвергать МОКС топливо, в производстве и применении которого наибольших успехов в мире сегодня добилась именно Франция.

Но нам Франция не указ. И проникаются оппоненты атомной энергетики праведным гневом: мол, кто позволил решать вопросы занятости работников СХК ценой безопасности проживающих в непосредственной близости жителей Томска и ближайших районов? Можно подумать, что работники СХК - враги собственным детям, проживающим еще ближе к заводам комбината. Однако северчане, в отличие от Томичей, в состоянии отличить реальную опасность от мнимой. Они прекрасно понимают, что, если следовать логике “зеленых”, не мешало бы в самом областном центре вернуться к гужевому транспорту, поскольку почти ежедневно под колесами автомобилей погибают люди, а канцерогенные выхлопы неизбежно влекут за собой опасные раковые заболевания, уносящие куда больше жизней, чем какая-нибудь атипичная пневмония? Может быть, пора уже вырваться из плена эмоций и руководствоваться здравым смыслом.

^ 4.Социологический опрос.

4.1Обоснование.

Позиция автора такова: для нашего региона наиболее перспективна атомная энергия и использование МОКС топлива в частности. Однако не бывает бесспорных утверждений. Вот и мы задумались, так ли продвинуты жители нашего города и сознательно, или в силу обстоятельств вынуждены мириться с близостью СХК. Цель анкетирования: выяснить уровень знаний населения о различных источниках энергии и выяснить, и выяснить, обосновано ли общественное мнение о вредности использования атомной энергии, или же это просто радиофобия, развитие которой происходит из-за недостатка знаний. Ведь общеизвестен факт – пугает неизвестность.

Чтобы выяснить на какой же позиции стоят наши сограждане, была разработана анкета, позволяющая выяснить, насколько широки их познания в вопросах источников энергии и вреде, наносимом окружающей среде, этими установками. Анкета включает вопросы об источниках энергии, факторах, загрязняющих окружающую среду, вызванных употреблением тех или иных источников. В каждом вопросе предлагается несколько вариантов ответов, из которых нужно выбрать один или несколько, которые являются наиболее приемлемые, по мнению опрашиваемых.

Ответить на вопросы анкеты было, предложено учащимся 7 – 8 классов, которые об энергии, её источниках и, тем более, об атоме знают только понаслышке, а также одиннадцатиклассникам, которые уже знакомы ядерной энергетикой. Таким образом, была смоделирована ситуация, в которой опрашивались жители, имеющие разный уровень знаний, как об атомной энергетике, так и о других её видах. Кто-то получает сведения только из средств массовой информации, а кто-то в большей степени осведомлён в этих вопросах. Следует заметить, что среди населения первая категория преобладает. Тогда, результаты анкеты помогут ответить на ранее поставленный вопрос: имеет ли малоинформированный житель нашего города полное представление об атомной энергетике, всех её «+» и «-« или люди испытывают страх перед атомом и им требуются дополнительные разъяснения?

4.2 АНКЕТА.

1. Перспективные источники энергии.

А) Газ. Б) уголь. В) атом. Г) альтернативные источники.

2. Наиболее экономически выгодный источник энергии.

А) Газ. Б) уголь. В) атом. Г) альтернативные источники.

3. Вид топлива, наиболее приемлемый с точки зрения охраны окружающей среды.

А) Газ. Б) уголь. В) атом. Г) альтернативные источники.

4. Из ниже перечисленных факторов, загрязняющих окружающую среду, выберите те, которые, по вашему мнению, соответствуют тепловым источникам энергии.

А) выброс углекислого газа в атмосферу. Б) выброс твёрдых частиц (сажи). В) сток промышленных отходов в реки. Г) возникновение парникового эффекта.

5. Из ниже перечисленных факторов, загрязняющих окружающую среду, выберите те, которые, по вашему мнению, соответствуют АЭС.

А) выброс углекислого газа в атмосферу. Б) выброс твёрдых частиц (сажи). В) сток промышленных отходов в реки. Г) возникновение парникового эффекта.

6. Можно ли считать атомную энергию - энергией будущего?

ДА потому, что НЕТ потому, что

А) это экономически выгодное А) сильно загрязняет окружающую

топливо. среду.

Б) это экологически чистый Б) велика опасность катастрофы.

вид энергии.

В) это наиболее безопасный В) достаточно других источников

вид энергии энергии.

7. Выберите наиболее подходящий для вас ответ.

Я живу в городе с атомной промышленностью потому, что

А) здесь родился.

Б) считаю, что наличие в городе АЭС никак на меня не влияет.

В) мне всё равно где жить.

^ 4.3 Анализ результатов анкетирования.

В анкетировании приняли участие 180 человек.

В приложении на рисунке 1 приведена таблица результатов опроса первых трёх вопросов.

Непонятен выбор альтернативных источников в первом вопросе, причём, под альтернативной энергией, преимущественно, подразумевается солнечная энергия. Остаётся загадкой, где в Сибири взять столько Солнца, чтобы хватило на свет и тепло. Подобный выбор можно объяснить только незнанием материала. Так же, только незнанием темы можно объяснить тот факт, что газ считается экономически выгодным топливом, так годовой расход газа ТЭС, мощностью 1000МВт, составляет 2,6млрд. кубических метров в год, при этом, АЭС расходует 200т. С точки зрения охраны окружающей среды альтернативные источники выходят на первое место. Не следует забывать, что мы в Сибири, а не в степи, где можно было бы использовать энергию ветра, и не в Южных широтах, где круглый год солнце, так же и геотермальных источников у нас нет. Поэтому подобный выбор, по меньшей мере, не понятен.

На рисунке 2 (см. приложение)приведены результаты ответов на четвёртый и пятый вопросы.

Из факторов, загрязняющих окружающую среду, по 66% анкетируемых выделили выбросы углекислого газа в атмосферу и сток промышленных отходов в реки для тепловых источников; для АЭС в том же процентном соотношении на первое место вышли только сбросы отходов в реки. Выброс сажи в атмосферу занимает второе место для тепловых источников – 56% и только 22% отмечают этот фактор у АЭС. Возникновение парникового эффекта как не парадоксально, для тепловых источников стоит на последнем месте. Этот фактор выбирают только 22%. У АЭС он же, занимает второе место, наряду с выбросами углекислого газа, набрав по 33%. Объяснить подобные ответы, с точки зрения здравого смысла, невозможно, т.к. АЭС не дают выбросов углекислого газа в атмосферу и, тем самым, не способствуют возникновению парникового эффекта. Это прерогатива ТЭС.

Переходим к анализу ответов на шестой вопрос. Смотрите рисунок 3.

К сожалению, только 40%респондентов, выбрали атом передовым источником энергии. На диаграмме приведены результаты в процентном соотношении из числа, выбравших ответы «да» или «нет». Непонятно только, если атом – безопасный вид энергии, то почему он не считается экологически чистым. Очевидно, что регулярное напоминание о чернобыльской и подобных авариях, привели к развитию радиофобии. По поводу достаточности других видов энергии, следует напомнить, что все они относятся к не возобновляемым источникам.

Результаты опроса на 7 вопрос приведены на рисунке 4 приложения.

Если опираться на, данные на предыдущие вопросы, то следовало ожидать преимущественно выбор первого ответа – живу в этом городе потому, что родился; тогда, можно предположить, что в дальнейшем выберу более приемлемое место жительства. Наши же респонденты выбрали последний вариант – мне всё равно где жить, однако, почти 17% считают, что ТЭС больше загрязняет атмосферу, чем АЭС и, поэтому их выбор места жительства, можно считать осознанным.

Итак, анализ результатов опроса показывает, что даже жители города с атомной промышленностью не имеют полной картины о перспективах использования энергии ядра.

^ 5. Ценный энергетический материал вместо ядерных отходов.

5.1 Плутоний – топливо для ядерных реакторов.

Что делать с плутонием? Странный вопрос, подумает непосвященный. А для специалиста этот вопрос давно стал головной болью. Ведь плутоний накапливается при работе любого атомного реактора с урановым топливом и является неизбежным спутником ядерной энергетики. В настоящее время в мире работает 430 ядерных реакторов, из которых ежегодно выгружают около десяти тысяч тонн отработанного ядерного топлива (ОЯТ), содержащего 70 тонн плутония.

Общее количество плутония, хранящегося в мире во всевозможных формах, оценивается в 1239 тонн, из которых две трети находится в отработанном ядерном топливе АЭС. Уже сейчас более 120 тысяч тонн ОЯТ находится в хранилищах, а к 2020 году его будет 450 тысяч тонн. И что с ним прикажете делать?

Коль скоро мы вспомнили об отработанном ядерном топливе, уместно заметить, что его следует рассматривать не как радиоактивные отходы, подлежащие захоронению, а как источник ценных энергетических материалов, таких как уран и плутоний. Между прочим, один грамм плутония эквивалентен 100 граммам извлеченного из ОЯТ урана, 1500-3000 кубометров природного газа, 2-4 тоннам угля или одной тонне нефти. В то же время плутоний является опасным радиоактивным материалом, который может быть использован и для создания ядерных зарядов. Поэтому его накопление не только расточительно, но и опасно. Проблема обращения с плутонием является частью общего процесса ядерного разоружения, в ходе которого в России и США высвобождаются значительные количества оружейных делящихся материалов - высокообогащенного урана и плутония.

После долгих поисков ученые нашли выход, предложив использовать плутоний в качестве топлива атомных реакторов. Для этого необходимо лишь преобразовать его в смешанное оксидное уран-плутониевое топливо или МОКС топливо

^ 5.2 Где используется новое топливо?

Его давно и успешно применяют во многих ядерных державах для легководных реакторов типа PWR, получивших наибольшее распространение. МОКС топливо используется в 33 реакторах Франции, Германии, Бельгии и Швейцарии. Получена лицензия и подана заявка на загрузку такого топлива еще в 22 реактора.

В настоящее время топливо из регенерированного плутония используется все шире. В России расчетные исследования возможности использования энергетического плутония в реакторах ВВЭР-1000, легководных реакторах, аналогичных зарубежным PWR, проводятся уже более пятнадцати лет. В настоящее время проведены работы по модернизации топливного цикла реакторов ВВЭР-1000, что позволило достичь существенного улучшения целого ряда принципиальных параметров. В частности, эффективность аварийной защиты увеличена примерно на 25 % и снижен поток нейтронов на корпус реактора. Анализ расчетов активной зоны ВВЭР-1000, загруженной на одну треть МОКС топливом, показал, что характеристики безопасности находятся в допустимых для этого типа реактора пределах.

В последние годы в связи с сокращением ядерных вооружений США и России значительное внимание уделяется вопросам, связанным с утилизацией оружейного плутония. В качестве основного варианта рассматривается возможность его вовлечения в топливный цикл легко-водных реакторов - прямая замена части уранового топлива на МОКС топливо, не сопровождающаяся существенными изменениями конструкции активной зоны и режимов эксплуатации энергоблока.

В отличие от уранового топлива, при использовании которого неизбежно накапливаются запасы плутония, использование МОКС топлива позволяет, помимо наработки электроэнергии, “сжигать” накопленный плутоний.

При использовании только уранового топлива в реакторе мощностью 900 МВт примерно через каждые три года имеет место наработка плутония в количестве 780 кг на одну активную зону. Такой же реактор, загруженный МОКС топливом на 30 процентов, позволяет вырабатывать электроэнергию без увеличения общего количества плутония. При стопроцентной загрузке МОКС топливом реактор будет не только вырабатывать электроэнергию, но и сжигать более полутора тонн плутония на одну активную зону.

В России разработанная Минатомом концепция по обращению с плутонием, высвобождаемым в ходе ядерного разоружения, базируется на использовании его энергетического потенциала в атомно-энергетическом комплексе страны. Концепцией предусматривается возможность сжигания плутония в виде МОКС топлива в быстрых или тепловых реакторах, а также коммерческая поставка за рубеж части высвобождаемого оружейного плутония в виде топлива, предназначенного исключительно для невоенного применения на зарубежных АЭС при безусловном выполнении норм и правил ядерного экспорта.

7 апреля 2003 года, министр РФ по атомной энергии Александр Румянцев подписал приказ о проработке проекта строительства завода по конверсии плутония и изготовлению МОКС топлива. Выбор площадки СХК был обусловлен подходящими геологическими условиями, развитой инфраструктурой, стабильной и благоприятной экологической обстановкой, наличием необходимой технической и технологической базы и специалистов, имеющих опыт работы с металлическим плутонием и его солями, а также запасов плутония, подлежащего утилизации.

Как показывают исследования, благополучная экологическая ситуация, складывающаяся в настоящее время вокруг СХК, обеспечивает в течение длительного времени уровни воздействия на окружающую природную среду на порядок ниже установленных нормативов предприятия.

Предварительная оценка радиационного воздействия завода по изготовлению МОКС топлива на окружающую среду показывает, что ухудшения радиационной обстановки не произойдет, а, наоборот, появятся предпосылки по ее улучшению вследствие остановки ряда производств СХК.

Прогнозируемое окончание строительства нового завода совпадало бы по срокам с резким спадом производства на СХК, что существенно снизило неизбежные социально-экономические проблемы из-за вывода с основного производства от трёх до пяти тысяч работников. Строительство завода МОКС топлива на площадке Сибирского химического комбината позволит создать в России уникальный атомный энергетический комплекс, отличающийся высокой технологичностью, оптимальностью размещения и экономической эффективностью.

Кроме решения задачи по утилизации оружейного плутония, на СХК будет фактически реализован замкнутый цикл по переработке природного урана. На радиохимическом заводе осуществляется переработка урана различного происхождения с целью его очистки для дальнейшего использования. На сублиматном заводе очищенный уран переводится в состояние, пригодное для его обогащения. На заводе разделения изотопов урановые потоки делятся на обогащенную и обедненную составляющие. Обогащенный уран направляется на производство ТВЭЛ, а обедненный - на изготовление МОКС топлива.

Таким образом, новый современный и безопасный завод позволит реализовать программы энергетического использования избыточного оружейного плутония, обеспечить нераспространение делящихся материалов, получить самые передовые технологии ядерно-топливного цикла, используемые в мире, сохранить уникальные технологии и кадровый потенциал Сибирского химического ком