Занимательная радиация. Всё, о чём вы хотели спросить: чем нас пугают, чего мы боимся, чего следует опасаться на самом деле, как снизить риски - [38]

Шрифт
Интервал

Зато теперь российские центрифужные технологии позволяют обеспечить топливом огромное число АЭС в России, США, Европе, Китае. Смотрите: самая мощная американская ядерная энергетика даёт в два раза больше мегаватт, чем российские АЭС. Тем не менее, каждая пятая американская атомная станция работает на российском обогащённом уране [5].

Следующая операция ЯТЦ – изготовление тепловыделяющих элементов. Последние представляют собой трубки из циркониевого сплава длиной несколько метров и диаметром около 1 см. Сердечники твэлов выполнены из таблеток диоксида низкообогащенного урана (UО2). Поскольку количество твэлов для загрузки ядерного реактора огромное, десятки тысяч, они объединяются в кассеты. Иначе кассеты называют тепловыделяющими сборками (ТВС), каждая из которых содержит сотни твэлов.

Сейчас мы коротко коснёмся атомных станций, а после рассмотрим остальные ПТЦ (правую часть рисунка 16.2).

В ядерных реакторах, внутри раскаленных твэлов, идёт уже знакомая нам реакция деления. По сути это растянутый во времени и регулируемый ядерный взрыв. В ходе этой самоподдерживающейся цепной реакции, во-первых, излучаются сверхмощные потоки уже знакомого гамма-излучения и нового для нас нейтронного излучения. И, во-вторых, образуются искусственные высокоактивные нуклиды, главным образом продукты деления урана (устаревшее название – осколочные изотопы).

Потоки гамма-излучения и нейтронов потенциально опасны только вблизи работающего ядерного реактора, и от них имеется мощная защита.

А что это такое – продукты деления? Под действием нейтронов ядра урана-235 разваливаются, в буквальном смысле делятся на два или три осколка. Образуются новые химические элементы из середины периодической системы Менделеева. Все они являются мощными бета-излучателями, и бета-распад часто сопровождается гамма-излучением. Это те самые высокоактивные изотопы стронция, цезия, йода и многие-многие другие. В процессе работы ядерного реактора продукты деления постоянно накапливаются в облучённом топливе.

Активность облучённого ядерного топлива не идёт в сравнение с активностью свежего урана. Ведь большинство продуктов деления имеют период полураспада от долей секунд до нескольких лет или десятков лет. В любом случае эти цифры в миллионы, миллиарды и триллионы раз меньше периода полураспада урана-238 (4,5 миллиарда лет) и урана-235 (704 миллиона лет). Примерно во столько же раз выше удельная активность продуктов деления. Поэтому активность облучённого топлива – это настоящая, свирепая радиация.

Облучённый материал в руки не возьмёшь. К нему и подходить-то близко нельзя. Увидеть облучённые твэлы без вреда для здоровья можно лишь через толстенный слой специального свинцового стекла либо – многометровый слой воды (а лучше – на экране монитора).

Ну вот, нагнал жути. Можно выдохнуть. Вся эта высокоактивная гадость большую часть времени находится в ядерном реакторе, внутри твэлов, где облучённое топливо изолировано от окружающей среды. При нормальной работе реактора в биосферу поступают мизерные количества искусственных радионуклидов. Обычно выбросы в атмосферу не превышают 8-12 % допустимой нормы [3, 6]. Попросту говоря, через трубу АЭС почти ничего не выходит. А небольшие выбросы хорошо рассеиваются в атмосфере, ведь высота труб АЭС около 150 метров.



Но главные проблемы с радиацией впереди.

Ядерные делящиеся материалы (уран-235 и плутоний, который образуется из урана-238 в результате ядерных реакций) постепенно выгорают – и цепная реакция затухает.

Наступает момент, когда сборки с облучённым топливом (нет, теперь уже – с отработавшим ядерным топливом – ОЯТ) необходимо удалить из реактора. И загрузить вместо них свежие. Операция нечастая – примерно раз в четыре года. Но именно ОЯТ – головная боль ядерной энергетики. В том числе из-за проблем с радиацией.

Ведь содержимое отработавших твэлов можно сравнить с уже взорвавшейся атомной бомбой. Хуже того, ОЯТ содержит больше долгоживущих искусственных радионуклидов, чем продукты взрыва атомной бомбы. Поэтому активность ОЯТ спадает медленнее, чем на следе ядерного взрыва. Сам уран с почти выгоревшим (от 2–5% до 0,8 %) изотопом уран-235 – наиболее безобидная составляющая ОЯТ. Да, по массе в ОЯТ больше всего именно урана, ведь в реакторе его десятки тонн. Но по активности в первое время главное значение имеют короткоживущие изотопы; правда, эта колоссальная активность быстро снижается.

Для уменьшения активности после выгрузки из реактора отработавшие сборки помещают в пристанционное хранилище. Это огромный и глубокий бассейн с чистейшей водой. Здесь ОЯТ выдерживают не менее полугода, а чаще – несколько лет. И затем направляют в централизованное хранилище.

А потом? А дальше у разных стран – разные подходы. Как видно из рис. 16.2, возможны два вида ЯТЦ: открытый и замкнутый.

В отдельных странах (Россия, Франция, Великобритания) предусматривают выделение урана из ОЯТ и его повторное использование в ядерных реакторах – это и есть замкнутый цикл. Но большинство стран хранит ОЯТ (открытый цикл), либо передаёт на переработку в другие страны.

Продолжить чтение
Рекомендуем почитать
На траверзе — Дакар

Послевоенные годы знаменуются решительным наступлением нашего морского рыболовства на открытые, ранее не охваченные промыслом районы Мирового океана. Одним из таких районов стала тропическая Атлантика, прилегающая к берегам Северо-западной Африки, где советские рыбаки в 1958 году впервые подняли свои вымпелы и с успехом приступили к новому для них промыслу замечательной деликатесной рыбы сардины. Но это было не простым делом и потребовало не только напряженного труда рыбаков, но и больших исследований ученых-специалистов.

Историческое образование, наука и историки сибирской периферии в годы сталинизма

Настоящая монография посвящена изучению системы исторического образования и исторической науки в рамках сибирского научно-образовательного комплекса второй половины 1920-х – первой половины 1950-х гг. Период сталинизма в истории нашей страны характеризуется определенной дихотомией. С одной стороны, это время диктатуры коммунистической партии во всех сферах жизни советского общества, политических репрессий и идеологических кампаний. С другой стороны, именно в эти годы были заложены базовые институциональные основы развития исторического образования, исторической науки, принципов взаимоотношения исторического сообщества с государством, которые определили это развитие на десятилетия вперед, в том числе сохранившись во многих чертах и до сегодняшнего времени.

Интеллигенция в поисках идентичности. Достоевский – Толстой

Монография посвящена проблеме самоидентификации русской интеллигенции, рассмотренной в историко-философском и историко-культурном срезах. Логически текст состоит из двух частей. В первой рассмотрено становление интеллигенции, начиная с XVIII века и по сегодняшний день, дана проблематизация важнейших тем и идей; вторая раскрывает своеобразную интеллектуальную, духовную, жизненную оппозицию Ф. М. Достоевского и Л. Н. Толстого по отношению к истории, статусу и судьбе русской интеллигенции. Оба писателя, будучи людьми диаметрально противоположных мировоззренческих взглядов, оказались “versus” интеллигентских приемов мышления, идеологии, базовых ценностей и моделей поведения.

Князь Евгений Николаевич Трубецкой – философ, богослов, христианин

Монография протоиерея Георгия Митрофанова, известного историка, доктора богословия, кандидата философских наук, заведующего кафедрой церковной истории Санкт-Петербургской духовной академии, написана на основе кандидатской диссертации автора «Творчество Е. Н. Трубецкого как опыт философского обоснования религиозного мировоззрения» (2008) и посвящена творчеству в области религиозной философии выдающегося отечественного мыслителя князя Евгения Николаевича Трубецкого (1863-1920). В монографии показано, что Е.

Технологии против Человека. Как мы будем жить, любить и думать в следующие 50 лет?

Эксперты пророчат, что следующие 50 лет будут определяться взаимоотношениями людей и технологий. Грядущие изобретения, несомненно, изменят нашу жизнь, вопрос состоит в том, до какой степени? Чего мы ждем от новых технологий и что хотим получить с их помощью? Как они изменят сферу медиа, экономику, здравоохранение, образование и нашу повседневную жизнь в целом? Ричард Уотсон призывает задуматься о современном обществе и представить, какой мир мы хотим создать в будущем. Он доступно и интересно исследует возможное влияние технологий на все сферы нашей жизни.

Лес. Как устроена лесная экосистема

Что такое, в сущности, лес, откуда у людей с ним такая тесная связь? Для человека это не просто источник сырья или зеленый фитнес-центр – лес может стать местом духовных исканий, служить исцелению и просвещению. Биолог, эколог и журналист Адриане Лохнер рассматривает лес с культурно-исторической и с научной точек зрения. Вы узнаете, как устроена лесная экосистема, познакомитесь с различными типами леса, характеризующимися по составу видов деревьев и по условиям окружающей среды, а также с видами лесопользования и с некоторыми аспектами охраны лесов. «Когда видишь зеленые вершины холмов, которые волнами катятся до горизонта, вдруг охватывает оптимизм.