Ядерная безопасность определяется Международным агентством по атомной энергии (МАГАТЭ) как «достижение надлежащих условий эксплуатации, предотвращение аварий или смягчение последствий аварий, приводящее к защите работников, населения и окружающей среды от чрезмерной радиационной опасности ». МАГАТЭ определяет ядерную безопасность как «предотвращение, обнаружение и реагирование на кражу, саботаж, несанкционированный доступ, незаконную передачу или другие злонамеренные действия, связанные с ядерными материалами , другими радиоактивными веществами или связанными с ними объектами». [1]
Это касается атомных электростанций и всех других ядерных объектов, транспортировки ядерных материалов, а также использования и хранения ядерных материалов в медицинских, энергетических, промышленных и военных целях.
Ядерная энергетика улучшила безопасность и производительность реакторов и предложила новые и более безопасные конструкции реакторов. Однако идеальная безопасность не может быть гарантирована. Потенциальными источниками проблем являются человеческие ошибки и внешние события, которые оказывают большее влияние, чем предполагалось: проектировщики реакторов на Фукусиме в Японии не предполагали, что цунами, вызванное землетрясением, отключит резервные системы, которые должны были стабилизировать реактор после землетрясения. [2] [3] [4] [5] Катастрофические сценарии, включающие террористические атаки , войну , внутренний саботаж и кибератаки , также возможны.
Безопасность ядерного оружия , а также безопасность военных исследований с использованием ядерных материалов, как правило, находится в ведении агентств, отличных от тех, которые контролируют гражданскую безопасность, по разным причинам, включая секретность. [6] Продолжаются опасения относительно приобретения террористическими группами материалов для изготовления ядерных бомб. [7]
По состоянию на 2011 год [обновлять]вопросы ядерной безопасности возникают в ряде ситуаций, в том числе:
За исключением термоядерного оружия и экспериментальных исследований в области термоядерного синтеза , все вопросы безопасности, характерные для ядерной энергетики, вытекают из необходимости ограничения биологического поглощения ожидаемой дозы (приема внутрь или вдыхания радиоактивных материалов), а также дозы внешнего облучения из-за радиоактивного загрязнения .
Таким образом, ядерная безопасность охватывает как минимум:
На международном уровне Международное агентство по атомной энергии «сотрудничает со своими государствами-членами и многочисленными партнерами по всему миру для продвижения безопасных, надежных и мирных ядерных технологий». [8] Некоторые ученые говорят, что японские ядерные аварии 2011 года показали, что ядерная промышленность не имеет достаточного контроля, что привело к новым призывам пересмотреть мандат МАГАТЭ, чтобы оно могло лучше контролировать атомные электростанции по всему миру. [9]
Конвенция МАГАТЭ о ядерной безопасности была принята в Вене 17 июня 1994 года и вступила в силу 24 октября 1996 года. Целями конвенции являются достижение и поддержание высокого уровня ядерной безопасности во всем мире, создание и поддержание эффективной защиты ядерных установок от потенциальных радиологических опасностей и предотвращение аварий с радиологическими последствиями. [10]
Конвенция была разработана после аварий на АЭС Три-Майл-Айленд и Чернобыльской АЭС на серии совещаний на уровне экспертов, проходивших с 1992 по 1994 год, и стала результатом значительной работы государств, включая их национальные регулирующие органы и органы ядерной безопасности, а также Международного агентства по атомной энергии, которое выполняет функции Секретариата конвенции.
Обязательства Договаривающихся сторон в значительной степени основаны на применении принципов безопасности для ядерных установок, содержащихся в документе МАГАТЭ Safety Fundamentals 'The Safety of Nuclear Installations' (IAEA Safety Series No. 110, опубликовано в 1993 году). Эти обязательства охватывают законодательную и нормативную базу, регулирующий орган и технические обязательства по безопасности, связанные, например, с размещением, проектированием, строительством, эксплуатацией, наличием достаточных финансовых и людских ресурсов, оценкой и проверкой безопасности, обеспечением качества и готовностью к чрезвычайным ситуациям.
В 2014 году в конвенцию были внесены поправки Венской декларацией о ядерной безопасности. [11] Это привело к появлению следующих принципов:
1. Новые атомные электростанции должны проектироваться, размещаться и строиться в соответствии с целью предотвращения аварий при вводе в эксплуатацию и эксплуатации, а в случае возникновения аварии — смягчения возможных выбросов радионуклидов, вызывающих долгосрочное загрязнение за пределами площадки, и недопущения ранних радиоактивных выбросов или радиоактивных выбросов, достаточно крупных, чтобы потребовать долгосрочных защитных мер и действий.
2. Периодически и регулярно должны проводиться комплексные и систематические оценки безопасности существующих установок в течение всего срока их службы с целью выявления улучшений безопасности, направленных на достижение вышеуказанной цели. Разумно осуществимые или достижимые улучшения безопасности должны внедряться своевременно.
3. Национальные требования и правила для достижения этой цели на протяжении всего срока службы атомных электростанций должны учитывать соответствующие нормы безопасности МАГАТЭ и, по мере необходимости, другие передовые практики, определенные, в частности, на совещаниях по рассмотрению КЯБ.
Наджмедин Мешкати из Университета Южной Калифорнии в 2011 году написал:
«Она рекомендует стандарты безопасности, но государства-члены не обязаны их соблюдать; она содействует развитию ядерной энергетики, но также контролирует ее использование; это единственная глобальная организация, контролирующая ядерную энергетику, однако она также обременена проверкой соблюдения Договора о нераспространении ядерного оружия (ДНЯО)». [9]
Во многих странах, использующих ядерную энергию, существуют специализированные учреждения, контролирующие и регулирующие ядерную безопасность. Гражданская ядерная безопасность в США регулируется Комиссией по ядерному регулированию (NRC). Однако критики ядерной промышленности жалуются, что регулирующие органы слишком тесно переплетены с самими отраслями, чтобы быть эффективными. Например, в книге « Машина Судного дня» приводится ряд примеров национальных регулирующих органов, которые, как они говорят, «не регулируют, а просто машут» (каламбур на слово « waiving »), чтобы утверждать, что в Японии, например, «регулирующие органы и регулируемые лица давно дружат, работая вместе, чтобы развеять сомнения общественности, воспитанной на ужасе ядерных бомб». [12] Другие приведенные примеры [13] включают:
В книге утверждается, что ядерная безопасность ставится под угрозу из-за подозрений, которые, как выразился Эйсаку Сато, бывший губернатор провинции Фукусима (с ее печально известным ядерным реакторным комплексом), в отношении регулирующих органов: «Они все одного поля ягоды» [13] .
Безопасность ядерных установок и материалов, контролируемых правительством США для исследований, производства оружия и тех, которые обеспечивают энергией военные суда, не регулируется NRC. [14] [15] В Великобритании ядерная безопасность регулируется Управлением по ядерному регулированию (ONR) и Управлением по ядерной безопасности Министерства обороны (DNSR). Австралийское агентство по радиационной защите и ядерной безопасности ( ARPANSA ) является федеральным правительственным органом, который контролирует и определяет риски солнечной радиации и ядерной радиации в Австралии. Это основной орган, занимающийся ионизирующим и неионизирующим излучением [16] и публикующий материалы по радиационной защите. [17]
Другие агентства включают:
Атомные электростанции являются одними из самых сложных и запутанных энергетических систем, когда-либо спроектированных. [18] Любая сложная система, независимо от того, насколько хорошо она спроектирована и спроектирована, не может считаться безотказной. [4] Опытный журналист и автор Стефани Кук утверждала:
Реакторы сами по себе были чрезвычайно сложными машинами с неисчислимым количеством вещей, которые могли пойти не так. Когда это произошло на Три-Майл-Айленде в 1979 году, была обнаружена еще одна линия разлома в ядерном мире. Одна неисправность привела к другой, а затем к серии других, пока ядро самого реактора не начало плавиться, и даже самые высококвалифицированные ядерные инженеры мира не знали, как реагировать. Авария выявила серьезные недостатки в системе, которая должна была защищать здоровье и безопасность населения. [19]
Авария на Три-Майл-Айленде 1979 года вдохновила Перроу на написание книги «Обычные аварии» , в которой ядерная авария происходит в результате непредвиденного взаимодействия множественных отказов в сложной системе. Авария на Три-Майл-Айленде была примером обычной аварии, поскольку она была «неожиданной, непостижимой, неконтролируемой и неизбежной». [20]
Перроу пришел к выводу, что авария на Три-Майл-Айленде была следствием огромной сложности системы. Он понял, что такие современные системы с высоким риском подвержены сбоям, как бы хорошо они ни управлялись. Было неизбежно, что в конечном итоге они пострадают от того, что он назвал «нормальной аварией». Поэтому, предположил он, нам лучше подумать о радикальной переделке или, если это невозможно, полностью отказаться от такой технологии. [21]
Фундаментальной проблемой, способствующей сложности ядерной энергетической системы, является ее чрезвычайно долгий срок службы. Временные рамки от начала строительства коммерческой атомной электростанции до безопасной утилизации ее последних радиоактивных отходов могут составлять от 100 до 150 лет. [18]
Существуют опасения, что сочетание человеческой и механической ошибки на ядерном объекте может привести к значительному вреду для людей и окружающей среды: [22]
Действующие ядерные реакторы содержат большое количество радиоактивных продуктов деления, которые, если они рассеиваются, могут представлять прямую опасность радиации, загрязнять почву и растительность, а также попадать в организм человека и животных. Воздействие на человека на достаточно высоких уровнях может вызвать как краткосрочную болезнь и смерть, так и долгосрочную смерть от рака и других заболеваний. [23]
Коммерческий ядерный реактор не может взорваться как ядерная бомба, поскольку топливо никогда не обогащается в достаточной степени, чтобы это произошло. [24]
Ядерные реакторы могут выйти из строя различными способами. Если нестабильность ядерного материала вызовет непредвиденное поведение, это может привести к неконтролируемому скачку мощности. Обычно система охлаждения в реакторе спроектирована так, чтобы справляться с избыточным теплом, которое это вызывает; однако, если реактор также испытает аварию с потерей охладителя , то топливо может расплавиться или вызвать перегрев и расплавление корпуса, в котором оно содержится. Это событие называется ядерным расплавлением .
После остановки реактору в течение некоторого времени требуется внешняя энергия для питания систем охлаждения. Обычно эта энергия поступает из электросети, к которой подключена эта установка, или от аварийных дизель-генераторов. Отсутствие питания для систем охлаждения, как это произошло на Фукусиме I , может привести к серьезным авариям.
Правила ядерной безопасности в Соединенных Штатах «неадекватно оценивают риск единичного события, которое может привести к отключению электроэнергии в сети и на аварийных генераторах, как это произошло недавно в Японии из-за землетрясения и цунами», — заявили представители Комиссии по ядерному регулированию в июне 2011 года. [25]
Ядерные реакторы становятся излюбленными целями во время военных конфликтов и за последние три десятилетия неоднократно подвергались нападениям во время военных авиаударов, оккупаций, вторжений и кампаний: [26]
В США заводы окружены двойным рядом высоких заборов, которые контролируются электронным способом. Территория завода патрулируется значительным отрядом вооруженных охранников. [28] В Канаде все реакторы имеют «вооруженные силы реагирования на месте», включающие легкобронированные автомобили, которые ежедневно патрулируют заводы. [29] Критерий NRC «Угроза проектирования» для заводов является секретом, и поэтому неизвестно, от какой силы нападения заводы способны защитить. Однако, чтобы аварийно остановить (сделать аварийное отключение) завод, требуется менее 5 секунд, в то время как беспрепятственный перезапуск занимает часы, что серьезно затрудняет террористическим силам цель выпустить радиоактивность.
Атака с воздуха — это проблема, которая была выявлена после атак 11 сентября в США. Однако это было в 1972 году, когда три угонщика захватили контроль над внутренним пассажирским рейсом вдоль восточного побережья США и угрожали врезаться самолетом в американский ядерный оружейный завод в Оук-Ридже, штат Теннесси. Самолет приблизился на высоту 8000 футов над объектом, прежде чем требования угонщиков были выполнены. [30] [31]
Самым важным барьером против выброса радиоактивности в случае авиаудара по атомной электростанции является здание защитной оболочки и его противоракетный щит. Бывший председатель NRC Дейл Кляйн сказал: «Атомные электростанции — это изначально прочные конструкции, которые, как показывают наши исследования, обеспечивают адекватную защиту при гипотетической атаке самолета. NRC также предприняла действия, требующие от операторов атомных электростанций уметь справляться с крупными пожарами или взрывами — независимо от того, что их вызвало». [32]
Кроме того, сторонники указывают на масштабные исследования, проведенные Американским институтом исследований в области электроэнергетики, в ходе которых проверялась надежность как реакторов, так и хранилищ отработанного топлива, и было установлено, что они должны быть в состоянии выдержать террористическую атаку, сопоставимую с террористическими атаками 11 сентября в США. Отработанное топливо обычно размещается внутри «защищенной зоны» завода [33] или в контейнере для транспортировки отработанного ядерного топлива ; украсть его для использования в « грязной бомбе » было бы крайне сложно. Воздействие интенсивной радиации почти наверняка быстро выведет из строя или убьет любого, кто попытается это сделать. [34]
Атомные электростанции считаются целями для террористических атак. [35] Еще во время строительства первых атомных электростанций этот вопрос был рекомендован органами безопасности. Конкретные угрозы нападения на атомные электростанции со стороны террористов или преступников задокументированы из нескольких государств. [35] В то время как старые атомные электростанции были построены без специальной защиты от авиакатастроф в Германии, более поздние атомные электростанции, построенные с массивными бетонными зданиями, частично защищены от авиакатастроф. Они рассчитаны на удар боевых самолетов со скоростью около 800 км/ч. [36] В качестве основы оценки удара предполагалось воздействие самолета типа Phantom II массой 20 тонн и скоростью 215 м/с. [37]
В настоящее время обсуждается опасность, возникающая из-за крушения крупного самолета, вызванного террористами, на атомной электростанции [36] . Такая террористическая атака может иметь катастрофические последствия. [38] Например, правительство Германии подтвердило, что атомная электростанция Biblis A не будет полностью защищена от атаки военного самолета. [39] После террористических атак в Брюсселе в 2016 году несколько атомных электростанций были частично эвакуированы. В то же время стало известно, что террористы шпионили за атомными электростанциями, и несколько сотрудников были лишены привилегий доступа. [40]
Более того, «ядерный терроризм», например, с использованием так называемой «грязной бомбы», представляет значительную потенциальную опасность. [41] [42]
Во многих странах заводы часто располагаются на побережье, чтобы обеспечить готовый источник охлаждающей воды для системы водоснабжения основных служб . Как следствие, проект должен учитывать риск наводнений и цунами. Всемирный энергетический совет (WEC) утверждает, что риски бедствий меняются и увеличивается вероятность таких бедствий, как землетрясения , циклоны , ураганы , тайфуны , наводнения . [43] Высокие температуры, низкий уровень осадков и сильные засухи могут привести к нехватке пресной воды. [43] Неправильный расчет риска наводнения привел к событию уровня 2 по Международной шкале ядерных событий во время затопления АЭС Блайайс в 1999 году , [44] в то время как наводнение, вызванное землетрясением и цунами в Тохоку в 2011 году , привело к ядерным авариям на Фукусиме I. [45]
Проектирование станций, расположенных в сейсмически активных зонах, также требует учета риска землетрясений и цунами. Япония, Индия, Китай и США входят в число стран, имеющих станции в сейсмоопасных регионах. Ущерб, нанесенный японской атомной электростанции Касивадзаки-Карива во время землетрясения в районе Чуэцу в 2007 году [46] [47], подчеркнул опасения, высказанные экспертами в Японии до аварий на Фукусиме, которые предупреждали о генпацу-синсай (землетрясении на атомной электростанции с эффектом домино). [48]
Защита критически важной инфраструктуры, такой как атомные электростанции, является обязательным и необходимым требованием для химических предприятий, действующих ядерных реакторов и многих других коммунальных объектов. В 2003 году Комиссия по ядерному регулированию США (NRC) разработала предписания относительно усиления безопасности на атомных электростанциях. [ необходима цитата ] Основными из них были изменения периметра безопасности и проверка сотрудников, поставщиков и посетителей при доступе на объект. Многие предприятия осознают свою уязвимость, и появились лицензированные фирмы по контрактам на обеспечение безопасности. [ необходима цитата ]
Авария на АЭС «Фукусима» наглядно продемонстрировала опасность строительства нескольких ядерных реакторов рядом друг с другом. Из-за близости реакторов директору станции Масао Ёсиде «пришлось одновременно бороться с расплавлением активной зоны на трех реакторах и открытыми топливными бассейнами на трех блоках». [49]
Три основные цели систем ядерной безопасности, определенные Комиссией по ядерному регулированию, — это остановка реактора, поддержание его в состоянии остановки и предотвращение выброса радиоактивных материалов во время событий и аварий. [50] Эти цели достигаются с помощью разнообразного оборудования, являющегося частью различных систем, каждая из которых выполняет определенные функции.
Во время повседневной рутинной работы выбросы радиоактивных материалов с атомных электростанций происходят за пределами установок, хотя их количество весьма незначительно. [51] [52] [53] [54] Ежедневные выбросы попадают в воздух, воду и почву. [52] [53]
NRC утверждает, что «атомные электростанции иногда выбрасывают радиоактивные газы и жидкости в окружающую среду в контролируемых, контролируемых условиях, чтобы гарантировать, что они не представляют опасности для населения или окружающей среды» [55] и «обычные выбросы во время нормальной работы атомной электростанции никогда не бывают смертельными» [56] .
По данным Организации Объединенных Наций ( НКДАР ООН ), регулярная эксплуатация атомных электростанций, включая ядерный топливный цикл, составляет 0,0002 миллизиверта (мЗв) в год в среднем по миру; наследие Чернобыльской катастрофы составляет 0,002 мЗв/год в среднем по миру по данным отчета за 2008 год; а естественное воздействие радиации в среднем составляет 2,4 мЗв в год, хотя часто варьируется в зависимости от местонахождения человека от 1 до 13 мЗв. [57]
В марте 2012 года премьер-министр Ёсихико Нода заявил, что правительство Японии разделяет вину за катастрофу на Фукусиме, заявив, что чиновники были ослеплены образом технологической непогрешимости страны и «слишком погрязли в мифе о безопасности». [58]
Такие авторы, как журналист Ёити Фунабаси, обвиняли Японию в «отвращении к потенциальной угрозе ядерных аварий». По его словам, национальная программа по разработке роботов для использования в ядерных аварийных ситуациях была прекращена на полпути, потому что она «слишком сильно отдавала скрытой опасностью». Хотя Япония является крупной державой в области робототехники, у нее не было никого, кого можно было бы отправить на Фукусиму во время катастрофы. Он упоминает, что Комиссия по ядерной безопасности Японии в своих рекомендациях по безопасности для легководных ядерных установок указала, что «возможность длительной потери мощности не нужно учитывать». Однако такая длительная потеря мощности охлаждающих насосов привела к расплавлению Фукусимы. [59]
В других странах, таких как Великобритания, атомные электростанции не были заявлены как абсолютно безопасные. Вместо этого утверждается, что вероятность возникновения крупной аварии ниже, чем (например) 0,0001/год. [ необходима цитата ]
Таких инцидентов, как ядерная катастрофа на Фукусиме-1, можно было бы избежать, если бы были введены более строгие правила в отношении ядерной энергетики. В 2002 году TEPCO, компания, которая управляла АЭС «Фукусима», призналась в фальсификации отчетов более чем в 200 случаях в период с 1997 по 2002 год. TEPCO не понесла за это никаких штрафов. Вместо этого они уволили четырех своих высших руководителей. Трое из этих четырех позже устроились на работу в компании, которые ведут бизнес с TEPCO. [60]
Ядерное топливо является стратегическим ресурсом, непрерывные поставки которого должны быть обеспечены для предотвращения простоев завода. МАГАТЭ рекомендует иметь по крайней мере двух поставщиков для предотвращения сбоев поставок в результате политических событий или монополистического давления. Мировые поставки урана хорошо диверсифицированы, с десятками поставщиков в разных странах, и небольшие объемы требуемого топлива делают диверсификацию намного проще, чем в случае поставок ископаемого топлива в больших объемах, необходимых энергетическому сектору. Например, Украина столкнулась с такой проблемой в результате конфликта с Россией , которая продолжала поставлять топливо, но использовала его для оказания политического давления. В 2016 году Украина получила 50% своих поставок из России, а другую половину из Швеции, [61] с рядом рамочных контрактов с другими странами. [62]
Раздел 10 Свода федеральных правил (CFR), часть 73, Физическая защита установок и материалов, регулируемый Комиссией по ядерному регулированию (NRC), содержит Подразделы A (Общие положения) по I (Исполнение) и Подраздел T (Уведомления по безопасности, отчеты и ведение записей), которые доступны в Интернете. US NRC 10 CFR Часть 7 Содержание этого раздела и таблицы ниже, отраженное в электронном CFR от 20 декабря 2023 года, выглядит следующим образом:
Подробную информацию о правилах, связанных с 10 CFR 73.55(e)(10)(i)(A), а также о системах ограждения транспортных средств и защите от наземных транспортных средств см . в разделе «Ограждения транспортных средств» .
Подробную информацию о нормативных требованиях, связанных с 10 CFR 73.55(i)(6)(ii), определяющих минимальные требования к освещению , см. в разделе «Охранное освещение» .
Подробности регулирования, связанного с 10 CFR 73.54, определяющего требования кибербезопасности для ядерных объектов , см. в разделе Кибербезопасность. Руководящие принципы по удовлетворению требований 10 CFR 73.54 см. в NEI 08-09 .
В настоящее время в США хранится в общей сложности 47 000 тонн высокоактивных ядерных отходов. Ядерные отходы состоят примерно на 94% из урана, на 1,3% из плутония, на 0,14% из других актинидов и на 5,2% из продуктов деления. [63] Около 1,0% этих отходов состоят из долгоживущих изотопов 79 Se, 93 Zr, 99 Te, 107 Pd, 126 Sn, 129 I и 135 Cs. Более короткоживущие изотопы, включая 89 Sr, 90 Sr, 106 Ru, 125 Sn, 134 Cs, 137 Cs и 147 Pm, составляют 0,9% в течение одного года, уменьшаясь до 0,1% в течение 100 лет. Оставшиеся 3,3–4,1% состоят из нерадиоактивных изотопов. [64] [65] [66] Существуют технические проблемы, поскольку предпочтительнее запереть долгоживущие продукты деления, но не следует преувеличивать проблему. Одна тонна отходов, как описано выше, имеет измеримую радиоактивность приблизительно 600 ТБк, что равно естественной радиоактивности в одном км3 земной коры, которая, если ее захоронить, добавит всего 25 частей на триллион к общей радиоактивности.
Разницу между короткоживущими высокоактивными ядерными отходами и долгоживущими низкоактивными отходами можно проиллюстрировать следующим примером. Как указано выше, один моль как 131 I, так и 129 I выделяет 3x10 23 распада за период, равный одному периоду полураспада. 131 I распадается с выделением 970 кэВ , тогда как 129 I распадается с выделением 194 кэВ энергии. Таким образом, 131 г 131 I выделит 45 гигаджоулей за восемь дней, начиная с начальной мощности 600 ЭБк , выделяя 90 киловатт, причем последний радиоактивный распад произойдет в течение двух лет. [67] Напротив, 129 г 129 I, следовательно, выделили бы 9 гигаджоулей за 15,7 миллионов лет, начиная с начальной скорости 850 МБк , высвобождая 25 микроватт , при этом радиоактивность снизилась бы менее чем на 1% за 100 000 лет. [68]
Одна тонна ядерных отходов также сокращает выбросы CO2 на 25 миллионов тонн. [63]
[69] Радионуклиды, такие как 129 I или 131 I, могут быть высокорадиоактивными или очень долгоживущими, но они не могут быть и тем, и другим одновременно. Один моль 129 I (129 граммов) претерпевает такое же количество распадов (3x10 23 ) за 15,7 миллионов лет, как и один моль 131 I (131 граммов) за 8 дней. Поэтому 131 I высокорадиоактивен, но исчезает очень быстро, в то время как 129 I выделяет очень низкий уровень радиации в течение очень долгого времени. Два долгоживущих продукта деления , технеций-99 (период полураспада 220 000 лет) и йод-129 (период полураспада 15,7 миллионов лет), вызывают несколько большую озабоченность из-за большей вероятности попадания в биосферу. [70] Трансурановые элементы в отработанном топливе — это нептуний-237 (период полураспада два миллиона лет) и плутоний-239 (период полураспада 24 000 лет), [71] которые также будут оставаться в окружающей среде в течение длительных периодов времени. Более полным решением как проблемы обоих актинидов , так и потребности в низкоуглеродной энергии может стать интегральный быстрый реактор . Одна тонна ядерных отходов после полного сгорания в реакторе IFR предотвратит попадание в атмосферу 500 миллионов тонн CO 2. [63] В противном случае хранение отходов обычно требует обработки, за которой следует долгосрочная стратегия управления, включающая постоянное хранение, утилизацию или преобразование отходов в нетоксичную форму. [72]
Правительства по всему миру рассматривают ряд вариантов управления отходами и их утилизации, обычно включающих глубокое геологическое размещение, хотя был достигнут ограниченный прогресс в реализации долгосрочных решений по управлению отходами. [73] Это отчасти объясняется тем, что рассматриваемые временные рамки при работе с радиоактивными отходами варьируются от 10 000 до миллионов лет, [74] [75] согласно исследованиям, основанным на эффекте расчетных доз радиации. [76]
Поскольку доля атомов радиоизотопа, распадающихся за единицу времени, обратно пропорциональна его периоду полураспада, относительная радиоактивность некоторого количества захороненных радиоактивных отходов жизнедеятельности человека со временем будет уменьшаться по сравнению с естественными радиоизотопами (такими как цепочка распада 120 триллионов тонн тория и 40 триллионов тонн урана, которые находятся в относительно следовых концентрациях в миллионные доли каждый в массе земной коры 3 * 1019 тонн). [77] [78] [79] Например, в течение периода времени в тысячи лет, после того как распадутся наиболее активные радиоизотопы с коротким периодом полураспада, захоронение ядерных отходов США увеличит радиоактивность в верхних 2000 футах скальных пород и почвы в Соединенных Штатах (10 миллионов км 2 ) примерно на 1 часть из 10 миллионов по сравнению с совокупным количеством естественных радиоизотопов в таком объеме, хотя в окрестностях места под землей будет гораздо более высокая концентрация искусственных радиоизотопов, чем в среднем. [80]
Одним из относительно распространенных понятий в обсуждениях ядерной безопасности является понятие культуры безопасности . Международная консультативная группа по ядерной безопасности определяет этот термин как «личную преданность и ответственность всех лиц, вовлеченных в любую деятельность, которая имеет отношение к безопасности атомных электростанций». [81] Цель состоит в том, чтобы «разрабатывать системы, которые используют человеческие возможности надлежащим образом, которые защищают системы от человеческих слабостей и которые защищают людей от опасностей, связанных с системой». [81]
В то же время, есть некоторые свидетельства того, что эксплуатационные практики нелегко изменить. Операторы почти никогда не следуют инструкциям и письменным процедурам в точности, и «нарушение правил представляется вполне рациональным, учитывая фактическую рабочую нагрузку и временные ограничения, в которых операторы должны выполнять свою работу». Многие попытки улучшить культуру ядерной безопасности «компенсировались тем, что люди адаптировались к изменениям непредсказуемым образом». [81]
По словам директора Areva по Юго-Восточной Азии и Океании Селены Нг, японская ядерная катастрофа на Фукусиме — это «огромный звонок для ядерной промышленности, которая не всегда была достаточно прозрачна в вопросах безопасности». Она сказала: «До Фукусимы была некая самоуспокоенность, и я не думаю, что мы можем позволить себе такую же самоуспокоенность сейчас». [82]
Оценка, проведенная Commissariat à l'Energie Atomique (CEA) во Франции, пришла к выводу, что никакие технические инновации не могут устранить риск ошибок, вызванных человеком, связанных с эксплуатацией атомных электростанций. Наиболее серьезными были признаны два типа ошибок: ошибки, совершенные во время полевых работ, таких как техническое обслуживание и испытания, которые могут привести к аварии; и человеческие ошибки, совершенные во время небольших аварий, которые каскадом приводят к полному отказу. [83]
По словам Майкла Шнайдера , безопасность реактора зависит прежде всего от «культуры безопасности», включая качество обслуживания и обучения, компетентность оператора и рабочей силы, а также строгость регулирующего надзора. Таким образом, более качественно спроектированный новый реактор не всегда более безопасен, а старые реакторы не обязательно более опасны, чем новые. Авария на Три-Майл-Айленде в 1979 году в США произошла на реакторе, который начал работать всего три месяца назад, а Чернобыльская катастрофа произошла всего через два года эксплуатации. Серьезная потеря теплоносителя произошла на французском реакторе Civaux-1 в 1998 году, менее чем через пять месяцев после запуска. [84]
Как бы безопасна ни была станция, ею управляют люди, которые склонны к ошибкам. Лоран Стрикер, инженер-атомщик и председатель Всемирной ассоциации операторов атомных станций, говорит, что операторы должны остерегаться самоуспокоенности и избегать излишней самоуверенности. Эксперты говорят, что «крупнейшим внутренним фактором, определяющим безопасность станции, является культура безопасности среди регулирующих органов, операторов и рабочей силы — и создать такую культуру непросто». [84]
Журналист-расследователь Эрик Шлоссер , автор книги «Командование и управление» , обнаружил, что в период с 1950 по 1968 год в США было зафиксировано не менее 700 «значительных» аварий и инцидентов с участием 1250 единиц ядерного оружия . [85] Эксперты полагают, что во время Холодной войны было потеряно до 50 единиц ядерного оружия. [86]
Обычные риски для здоровья и выбросы парниковых газов при ядерной энергетике невелики по сравнению с теми, которые связаны с углем, но существует несколько «катастрофических рисков»: [87]
Чрезвычайная опасность радиоактивных материалов на электростанциях и ядерных технологий сама по себе настолько хорошо известна, что правительство США было вынуждено (по настоянию промышленности) принять положения, которые защищают ядерную промышленность от несения полного бремени таких изначально рискованных ядерных операций. Закон Прайса-Андерсона ограничивает ответственность промышленности в случае аварий, а Закон о политике в области ядерных отходов 1982 года возлагает на федеральное правительство ответственность за постоянное хранение ядерных отходов. [88]
Плотность населения является одним из важнейших критериев, через который необходимо оценивать другие риски, говорит Лоран Стрикер, инженер-атомщик и председатель Всемирной ассоциации операторов атомных электростанций : [84]
На АЭС KANUPP в Карачи, Пакистан, проживает больше всего людей — 8,2 миллиона — в радиусе 30 километров от атомной станции, хотя у нее всего один относительно небольшой реактор мощностью 125 мегаватт. Однако далее в лиге идут гораздо более крупные станции — тайваньская АЭС Kuosheng мощностью 1933 мегаватт с 5,5 миллионами человек в радиусе 30 километров и АЭС Chin Shan мощностью 1208 мегаватт с 4,7 миллионами; обе зоны включают столицу Тайбэй. [84]
172 000 человек, проживающих в радиусе 30 км от АЭС «Фукусима-1», были вынуждены или им было рекомендовано эвакуироваться из этого района. В более общем плане, анализ, проведенный в 2011 году журналом Nature и Колумбийским университетом в Нью-Йорке, показывает, что на 21 атомной станции в радиусе 30 км проживает более 1 миллиона человек, а на шести станциях в радиусе этого радиуса проживает более 3 миллионов человек. [84]
События «черного лебедя» — крайне маловероятные события, которые имеют большие последствия. Несмотря на планирование, ядерная энергетика всегда будет уязвима для событий «черного лебедя»: [5]
Редкое событие – особенно то, которое никогда не происходило – трудно предвидеть, дорого планировать и легко обесценивать с помощью статистики. То, что что-то должно происходить только каждые 10 000 лет, не означает, что это не произойдет завтра. [5] В течение типичного 40-летнего срока службы станции предположения также могут меняться, как это было 11 сентября 2001 года , в августе 2005 года, когда ударил ураган Катрина , и в марте 2011 года после Фукусимы . [5]
Список потенциальных событий «черного лебедя» «ужасающе разнообразен»: [5]
Ядерные реакторы и их бассейны с отработанным топливом могут стать целями для террористов, пилотирующих захваченные самолеты. Реакторы могут быть расположены ниже по течению от плотин, которые, если они когда-либо взорвутся, могут вызвать огромные наводнения. Некоторые реакторы расположены близко к разломам или береговым линиям, опасный сценарий, подобный тому, который возник на Three Mile Island и Фукусиме — катастрофический отказ охладителя, перегрев и расплавление радиоактивных топливных стержней и выброс радиоактивных материалов. [5]
Частота повреждения активной зоны реактора AP1000 оценивается в 5,09 × 10−7 на завод в год. Частота повреждения активной зоны реактора Evolutionary Power Reactor (EPR) оценивается в 4 × 10−7 на завод в год. В 2006 году компания General Electric опубликовала пересчитанные частоты повреждения активной зоны в год на завод для своих проектов атомных электростанций: [89]
Авария на АЭС «Фукусима-1» была вызвана «событием, выходящим за рамки проекта», цунами и связанные с ним землетрясения были мощнее, чем предполагалось для станции, и авария напрямую связана с тем, что цунами переполнило слишком низкую морскую дамбу. [2] С тех пор возможность непредвиденных событий, выходящих за рамки проекта, стала серьезной проблемой для операторов станции. [84]
По словам журналистки Стефани Кук , трудно узнать, что на самом деле происходит внутри атомных электростанций, поскольку эта отрасль окутана тайной. Корпорации и правительства контролируют, какая информация становится доступной общественности. Кук говорит, что «когда информация становится доступной, она часто излагается в жаргоне и непонятной прозе». [90]
Кеннетт Бенедикт заявила, что ядерные технологии и эксплуатация установок по-прежнему лишены прозрачности и относительно закрыты для общественности: [91]
Несмотря на такие победы, как создание Комиссии по атомной энергии, а позднее и Ядерной регулярной комиссии, секретность, начавшаяся с Манхэттенского проекта, имела тенденцию проникать в гражданскую ядерную программу, а также в военные и оборонные программы. [91]
В 1986 году советские чиновники несколько дней не сообщали о катастрофе на Чернобыльской АЭС. Операторы АЭС «Фукусима», Tokyo Electric Power Co, также подверглись критике за то, что не раскрыли быстро информацию о выбросах радиоактивности с АЭС. Президент России Дмитрий Медведев заявил, что необходимо обеспечить большую прозрачность в случае ядерных аварий. [92]
Исторически многие ученые и инженеры принимали решения от имени потенциально затронутого населения о том, приемлем ли для них определенный уровень риска и неопределенности. Многие ядерные инженеры и ученые, которые принимали такие решения, даже по веским причинам, связанным с долгосрочной доступностью энергии, теперь считают, что делать это без осознанного согласия неправильно, и что безопасность ядерной энергетики и ядерных технологий должна основываться в основном на морали, а не исключительно на технических, экономических и деловых соображениях. [93]
Неядерное будущее : аргументы в пользу этической энергетической стратегии — книга Эмори Б. Ловинса и Джона Х. Прайса, изданная в 1975 году. [94] [95] Основная тема книги заключается в том, что наиболее важные части дебатов по ядерной энергетике — это не технические споры, а личные ценности, и они являются законной прерогативой каждого гражданина, независимо от того, имеет ли он техническую подготовку или нет. [96]
Ядерная промышленность имеет превосходные показатели безопасности, а количество смертей на мегаватт-час является самым низким из всех основных источников энергии. [97] По словам Зии Миана и Александра Глейзера , «последние шесть десятилетий показали, что ядерная технология не терпит ошибок». Ядерная энергетика, возможно, является основным примером того, что называется «технологиями высокого риска» с «катастрофическим потенциалом», потому что «независимо от того, насколько эффективны обычные устройства безопасности, существует форма аварии, которая неизбежна, и такие аварии являются «нормальным» следствием системы». Короче говоря, нет спасения от сбоев системы. [98]
Какую бы позицию мы ни занимали в дебатах по ядерной энергетике , при разработке ядерной политики и правил необходимо учитывать возможность катастрофических аварий и последующих экономических издержек. [99]
Кристин Шрейдер-Фрешетт заявила, что «если бы реакторы были безопасными, ядерная промышленность не требовала бы гарантированной правительством защиты от ответственности за несчастные случаи в качестве условия для выработки электроэнергии». [100] Ни одна частная страховая компания или даже консорциум страховых компаний «не взяли бы на себя устрашающую ответственность, возникающую в результате серьезных ядерных аварий». [101]
Hanford Site — это в основном выведенный из эксплуатации ядерный производственный комплекс на реке Колумбия в американском штате Вашингтон , эксплуатируемый федеральным правительством Соединенных Штатов . Плутоний, произведенный на объекте, использовался в первой ядерной бомбе , испытанной на объекте Trinity , и в бомбе Fat Man , взорванной над Нагасаки , Япония. Во время холодной войны проект был расширен за счет включения девяти ядерных реакторов и пяти крупных комплексов по переработке плутония , которые производили плутоний для большинства из 60 000 единиц оружия в ядерном арсенале США . [102] [103] Многие из ранних процедур безопасности и методов утилизации отходов были неадекватными, и с тех пор правительственные документы подтвердили, что операции Hanford привели к выбросу значительных объемов радиоактивных материалов в воздух и реку Колумбия, что до сих пор угрожает здоровью жителей и экосистемам . [104] Реакторы по производству оружия были выведены из эксплуатации в конце Холодной войны, но десятилетия производства оставили после себя 53 миллиона галлонов США (200 000 м 3 ) высокоактивных радиоактивных отходов , [105] дополнительно 25 миллионов кубических футов (710 000 м 3 ) твердых радиоактивных отходов, 200 квадратных миль (520 км 2 ) загрязненных грунтовых вод под участком [106] и случайные обнаружения незадокументированных загрязнений, которые замедляют темпы и увеличивают стоимость очистки. [107] Участок в Хэнфорде представляет собой две трети объема высокоактивных радиоактивных отходов страны. [108] Сегодня Хэнфорд является самым загрязненным ядерным объектом в Соединенных Штатах [109] [110] и находится в центре внимания крупнейшей в стране экологической очистки . [102]
Чернобыльская катастрофа — ядерная авария , произошедшая 26 апреля 1986 года на Чернобыльской атомной электростанции в Украине . Взрыв и пожар привели к выбросу большого количества радиоактивного загрязнения в атмосферу, которое распространилось по большей части западного СССР и Европы. Она считается самой страшной аварией на атомной электростанции в истории и является одной из двух, классифицированных как событие 7-го уровня по Международной шкале ядерных событий (другой — ядерная катастрофа на Фукусиме-1 ). [111] В борьбе за сдерживание загрязнения и предотвращение большей катастрофы в конечном итоге участвовало более 500 000 рабочих, и она обошлась примерно в 18 миллиардов рублей , нанеся ущерб советской экономике. [112] Авария вызвала обеспокоенность по поводу безопасности ядерной энергетики, замедлив ее развитие на несколько лет. [113]
НКДАР ООН провел 20 лет детальных научных и эпидемиологических исследований последствий аварии на Чернобыльской АЭС. Помимо 57 прямых смертей в результате самой аварии, НКДАР ООН предсказал в 2005 году, что до 4000 дополнительных случаев смерти от рака, связанных с аварией, появятся «среди 600 000 человек, получивших более значительное облучение (ликвидаторы, работавшие в 1986–87 годах, эвакуированные и жители наиболее загрязненных территорий)». [114] Россия, Украина и Беларусь были обременены продолжающимися и значительными расходами на дезактивацию и здравоохранение после Чернобыльской катастрофы. [115]
Одиннадцать реакторов России относятся к типу РБМК 1000, аналогичному реактору на Чернобыльской АЭС . Некоторые из этих реакторов РБМК изначально должны были быть закрыты, но вместо этого им продлили срок службы и повысили производительность примерно на 5%. Критики говорят, что эти реакторы имеют «изначально небезопасную конструкцию», которую нельзя улучшить путем модернизации и усовершенствования, а некоторые части реактора невозможно заменить. Российские экологические группы утверждают, что продление срока службы «нарушает российское законодательство, поскольку проекты не прошли экологическую оценку». [116]
Несмотря на все заверения, крупная ядерная авария масштаба Чернобыльской катастрофы 1986 года снова произошла в 2011 году в Японии, одной из самых промышленно развитых стран мира. Председатель Комиссии по ядерной безопасности Харуки Мадараме заявил парламентскому расследованию в феврале 2012 года, что «правила атомной безопасности Японии уступают мировым стандартам и оставили страну неподготовленной к ядерной катастрофе на Фукусиме в марте прошлого года». Были недостатки и слабое обеспечение соблюдения правил безопасности, регулирующих японские ядерные энергетические компании, и это включало недостаточную защиту от цунами. [119]
В отчете The Economist за 2012 год говорилось: «Реакторы на Фукусиме были старой конструкции. Риски, с которыми они сталкивались, не были должным образом проанализированы. Эксплуатирующая компания плохо регулировалась и не знала, что происходит. Операторы совершали ошибки. Представители инспекции по безопасности сбежали. Часть оборудования вышла из строя. Учреждение неоднократно преуменьшало риски и скрывало информацию о перемещении радиоактивного шлейфа, поэтому некоторые люди были эвакуированы из менее загрязненных в более сильно загрязненные места». [120]
Проектировщики реакторов АЭС «Фукусима I» не предполагали, что цунами, вызванное землетрясением, выведет из строя резервные системы, которые должны были стабилизировать реактор после землетрясения. [2] Ядерные реакторы — это такие «по своей сути сложные, тесно связанные системы, что в редких, аварийных ситуациях каскадные взаимодействия будут разворачиваться очень быстро таким образом, что операторы-люди не смогут их предсказать и контролировать». [3]
Не имея электричества для перекачки воды, необходимой для охлаждения ядра атомной электростанции, инженеры выпустили радиоактивный пар в атмосферу, чтобы сбросить давление, что привело к серии взрывов, которые разнесли бетонные стены вокруг реакторов. Показатели радиации резко возросли вокруг Фукусимы по мере расширения катастрофы, что вынудило эвакуировать 200 000 человек. Уровень радиации повысился на окраинах Токио с населением 30 миллионов человек, в 135 милях (210 километрах) к югу. [45]
Резервные дизельные генераторы, которые могли бы предотвратить катастрофу, были размещены в подвале, где их быстро захлестнули волны. Каскад событий на Фукусиме был предсказан в отчете, опубликованном в США несколько десятилетий назад: [45]
В докладе Комиссии по ядерному регулированию США, независимого агентства, отвечающего за безопасность на электростанциях страны, за 1990 год, отказ дизель-генератора, вызванный землетрясением, и отключение электроэнергии, приводящее к отказу систем охлаждения, были определены как одна из «наиболее вероятных причин» ядерных аварий, вызванных внешним событием. [45]
Отчет был процитирован в заявлении Японского агентства по ядерной и промышленной безопасности 2004 года, но, похоже, адекватные меры для устранения риска не были приняты TEPCO. Кацухико Ишибаши , профессор сейсмологии в Университете Кобе , сказал, что история ядерных аварий в Японии проистекает из чрезмерной уверенности в проектировании установок. В 2006 году он ушел из правительственной комиссии по безопасности ядерных реакторов, потому что процесс проверки был сфальсифицирован и «ненаучен». [45]
По данным Международного агентства по атомной энергии , Япония «недооценила опасность цунами и не подготовила адекватные резервные системы на АЭС «Фукусима-1». Это повторило широко распространенную в Японии критику о том, что «сговор между регулирующими органами и промышленностью привел к слабому надзору и неспособности обеспечить адекватные уровни безопасности на станции». [118] МАГАТЭ также заявило, что катастрофа на Фукусиме выявила отсутствие адекватных резервных систем на станции. После того, как электроэнергия была полностью отключена, критические функции, такие как система охлаждения, отключились. Три реактора «быстро перегрелись, что привело к расплавлению, которое в конечном итоге привело к взрывам, в результате которых в воздух было выброшено большое количество радиоактивных материалов». [118]
Луиза Фрешет и Тревор Финдли заявили, что необходимо приложить больше усилий для обеспечения ядерной безопасности и улучшения реагирования на аварии:
Многочисленные кризисы реакторов на японской АЭС «Фукусима» усиливают необходимость укрепления глобальных инструментов для обеспечения ядерной безопасности во всем мире. Тот факт, что страна, которая десятилетиями эксплуатировала ядерные реакторы, оказалась столь тревожно импровизационной в своем ответе и столь нежелающей раскрывать факты даже своему собственному народу, не говоря уже о Международном агентстве по атомной энергии, является напоминанием о том, что ядерная безопасность — это постоянная работа в процессе. [121]
Дэвид Лохбаум , главный специалист по ядерной безопасности Союза обеспокоенных ученых , неоднократно подвергал сомнению безопасность конструкции реактора General Electric Mark 1 на АЭС «Фукусима- 1» , который используется почти в четверти ядерного флота США. [122]
В отчете правительства Японии в МАГАТЭ говорится, что «ядерное топливо в трех реакторах, вероятно, расплавилось через внутренние оболочки, а не только через активную зону». В отчете говорится, что «неадекватная» базовая конструкция реактора — модель Mark-1, разработанная General Electric — включала «систему вентиляции для оболочек и расположение бассейнов охлаждения отработанного топлива высоко в зданиях, что привело к утечкам радиоактивной воды, которые затруднили ремонтные работы». [123]
После чрезвычайной ситуации на Фукусиме Европейский Союз принял решение о том, что реакторы во всех 27 странах-членах должны пройти испытания на безопасность. [124]
По данным UBS AG, аварии на АЭС «Фукусима-1», скорее всего, нанесут больший урон репутации атомной энергетики, чем катастрофа на Чернобыльской АЭС в 1986 году:
Авария в бывшем Советском Союзе 25 лет назад «затронула один реактор в тоталитарном государстве, где не было культуры безопасности», — написали в сегодняшнем отчете аналитики UBS, включая Пера Лекандера и Стивена Олдфилда. «На Фукусиме четыре реактора вышли из-под контроля на несколько недель, что ставит под сомнение возможность даже развитой экономики обеспечить ядерную безопасность». [125]
Авария на Фукусиме выявила некоторые тревожные проблемы ядерной безопасности: [126]
Несмотря на ресурсы, вложенные в анализ движений земной коры и определение экспертными комитетами риска землетрясений, например, исследователи никогда не рассматривали возможность землетрясения магнитудой 9 баллов, за которым последует мощное цунами. Отказ многочисленных мер безопасности на атомных электростанциях поднял вопрос об инженерном мастерстве страны. Резкие перестановки правительства в отношении приемлемых уровней радиационного воздействия сбили общественность с толку, а специалисты в области здравоохранения давали мало рекомендаций. Столкнувшись с нехваткой надежной информации об уровнях радиации, граждане вооружились дозиметрами, объединили данные и совместно составили карты радиационного загрязнения, гораздо более подробные, чем все, что когда-либо предоставляли правительство или официальные научные источники. [126]
По состоянию на январь 2012 года также остаются вопросы относительно масштабов ущерба, нанесенного АЭС «Фукусима» землетрясением еще до цунами. Любые доказательства серьезного ущерба от землетрясения на АЭС «поставят под сомнение безопасность других реакторов в Японии, подверженной землетрясениям». [127]
Два правительственных советника заявили, что «обзор безопасности ядерных реакторов в Японии после катастрофы на Фукусиме основан на ошибочных критериях, и многие вовлеченные в него люди имеют конфликты интересов». Хиромицу Ино, почетный профессор Токийского университета, говорит: «Весь процесс, который сейчас проводится, точно такой же, как и тот, который использовался до аварии на Фукусиме-1, хотя авария показала, что все эти руководящие принципы и категории недостаточны». [128]
В марте 2012 года премьер-министр Ёсихико Нода признал, что правительство Японии разделяет вину за катастрофу на Фукусиме, заявив, что чиновники были ослеплены ложной верой в «технологическую непогрешимость» страны и слишком погружены в «миф о безопасности». [129]
Серьёзные ядерные и радиационные аварии включают аварии на Чок-Ривер (1952, 1958 и 2008), катастрофу на Маяке (1957), пожар в Уиндскейле (1957), аварию SL-1 (1961), аварию советской подводной лодки К-19 (1961), аварию на Три-Майл-Айленде (1979), разлив на урановом заводе Черч-Рок (1979), аварию советской подводной лодки К-431 (1985), аварии Therac-25 (1985–1987), аварию в Гоянии (1987), аварию радиотерапии в Сарагосе (1990), аварию радиотерапии в Коста-Рике (1996), ядерную аварию в Токаймуре (1999), утечку THORP в Селлафилде (2005) и разлив кобальта-60 на Flerus IRE (2006). [130] [131]
В настоящее время действуют четыреста тридцать семь атомных электростанций, но, к сожалению, в прошлом произошло пять крупных ядерных аварий . Эти аварии произошли в Кыштыме (1957), Уиндскейле (1957), Три-Майл-Айленде (1979), Чернобыле (1986) и Фукусиме (2011). В отчете журнала Lancet говорится, что последствия этих аварий для отдельных лиц и обществ разнообразны и продолжительны: [132]
Несмотря на подобные аварии, исследования показали, что большинство смертей в результате ядерной энергетики приходится на добычу урана , и что ядерная энергетика привела к гораздо меньшему количеству смертей, чем высокие уровни загрязнения, возникающие в результате использования обычного ископаемого топлива. [133] Однако ядерная энергетика зависит от добычи урана , которая сама по себе является опасной отраслью с большим количеством аварий и смертельных случаев. [134]
Журналистка Стефани Кук говорит, что бесполезно проводить сравнения только по количеству смертей, поскольку то, как люди живут после этого, также имеет значение, как это было в случае с японскими ядерными авариями 2011 года : [135]
«Сейчас в Японии есть люди, которые либо не вернутся в свои дома навсегда, либо, если они вернутся, будут жить в загрязненной зоне практически вечно... Это влияет на миллионы людей, это влияет на нашу землю, это влияет на нашу атмосферу... это влияет на будущие поколения... Я не думаю, что какие-либо из этих огромных заводов, которые выбрасывают загрязняющие вещества в воздух, хороши. Но я не думаю, что действительно полезно проводить эти сравнения только с точки зрения количества смертей». [135]
Авария на Фукусиме вынудила более 80 000 жителей эвакуироваться из окрестностей АЭС. [123]
Опрос, проведенный местным правительством Иитате, Фукусима, получил ответы от около 1743 человек, эвакуированных из деревни, которая находится в зоне экстренной эвакуации вокруг поврежденной АЭС Фукусима-1. Он показывает, что многие жители испытывают растущее разочарование и нестабильность из-за ядерного кризиса и невозможности вернуться к той жизни, которую они вели до катастрофы. Шестьдесят процентов респондентов заявили, что их здоровье и здоровье их семей ухудшилось после эвакуации, в то время как 39,9 процента сообщили, что чувствуют себя более раздраженными по сравнению с тем, что было до катастрофы. [136]
«Обобщая все ответы на вопросы, касающиеся текущего семейного положения эвакуированных, можно сказать, что треть всех опрошенных семей живут отдельно от своих детей, а 50,1 процента живут отдельно от других членов семьи (включая пожилых родителей), с которыми они жили до катастрофы. Опрос также показал, что 34,7 процента эвакуированных пострадали от сокращения зарплаты на 50 процентов и более с момента начала ядерной катастрофы. В общей сложности 36,8 процента сообщили о недостатке сна, а 17,9 процента сообщили о том, что курят или пьют больше, чем до эвакуации». [136]
Химические компоненты радиоактивных отходов могут вызывать рак. Например, йод 131 был выброшен вместе с радиоактивными отходами, когда произошли катастрофы на Чернобыльской АЭС и Фукусиме . Он концентрировался в листовой растительности после поглощения почвой. Он также остается в молоке животных, если животные едят растительность. Когда йод 131 попадает в организм человека, он мигрирует в щитовидную железу на шее и может вызвать рак щитовидной железы. [137]
Другие элементы из ядерных отходов также могут вызывать рак. Например, стронций 90 вызывает рак груди и лейкемию, плутоний 239 вызывает рак печени. [138]
Проводятся работы по модернизации топливных таблеток и оболочек , которые могут еще больше повысить безопасность существующих электростанций.
Со временем были разработаны новые конструкции реакторов, призванные обеспечить повышенную безопасность. Эти конструкции включают в себя те, которые включают пассивную безопасность и малые модульные реакторы. Хотя эти конструкции реакторов «предназначены для того, чтобы внушать доверие, они могут иметь непреднамеренный эффект: создавать недоверие к старым реакторам, которые не обладают рекламируемыми функциями безопасности». [139]
Следующие атомные электростанции, которые будут построены, скорее всего, будут построены по проектам третьего или третьего поколения , и несколько таких уже эксплуатируются в Японии . Реакторы четвертого поколения будут иметь еще большие улучшения в плане безопасности. Ожидается, что эти новые проекты будут пассивно безопасными или почти безопасными, а возможно, даже изначально безопасными (как в проектах PBMR ).
Некоторые усовершенствования (не во всех проектах) включают установку трех комплектов аварийных дизель-генераторов и связанных с ними аварийных систем охлаждения активной зоны вместо одной пары, установку баков охлаждения (больших баков, заполненных охлаждающей жидкостью) над активной зоной, которые автоматически открываются в нее, установку двойной оболочки (одно здание оболочки внутри другого) и т. д.
Приблизительно 120 реакторов [140] , такие как все реакторы в Швейцарии до и все реакторы в Японии после аварии на Фукусиме, включают в себя фильтрованные системы вентиляции защитной оболочки , которые предназначены для сброса давления в защитной оболочке во время аварии путем выпуска газов в окружающую среду, при этом удерживая большую часть продуктов деления в фильтрующих конструкциях. [141]
Однако риски безопасности могут быть наибольшими, когда ядерные системы самые новые, а операторы имеют меньше опыта работы с ними. Инженер-атомщик Дэвид Лохбаум объяснил, что почти все серьезные ядерные аварии произошли с тем, что было на тот момент самой последней технологией. Он утверждает, что «проблема с новыми реакторами и авариями двоякая: возникают сценарии, которые невозможно спланировать в симуляциях; и люди совершают ошибки». [83] Как сказал один директор исследовательской лаборатории США, «изготовление, строительство, эксплуатация и обслуживание новых реакторов столкнется с крутой кривой обучения: передовые технологии будут иметь повышенный риск аварий и ошибок. Технология может быть проверена, но люди — нет». [83]
Существуют опасения, что развивающиеся страны «спешат присоединиться к так называемому ядерному ренессансу без необходимой инфраструктуры, персонала, нормативной базы и культуры безопасности». [121] Некоторые страны с ядерными устремлениями, такие как Нигерия, Кения, Бангладеш и Венесуэла, не имеют значительного промышленного опыта и потребуют по крайней мере десятилетие подготовки даже до начала строительства реакторной площадки. [121]
В ответ на Саммит по ядерной безопасности 2010 года, созванный администрацией Обамы, Китай и США запустили ряд инициатив по обеспечению безопасности потенциально опасных ядерных материалов, поставляемых Китаем, в таких странах, как Гана или Нигерия. [142] Благодаря этим инициативам Китай и США перевели китайские миниатюрные реакторы-источники нейтронов (MNSR) с использования высокообогащенного урана на использование топлива из низкообогащенного урана (которое не может быть напрямую использовано в оружии, что делает реакторы более устойчивыми к распространению). [143]
Китай и США объединили усилия для создания Китайского центра передового опыта в области ядерной безопасности, который открылся в 2015 году. [144] : 209 Центр представляет собой форум для обмена опытом, обучения и демонстрации в области ядерной безопасности в Азиатско-Тихоокеанском регионе. [144] : 209
Атомные электростанции , гражданские исследовательские реакторы, некоторые военно-морские топливные объекты, заводы по обогащению урана и заводы по изготовлению топлива уязвимы для атак, которые могут привести к широкомасштабному радиоактивному загрязнению . Угроза атак бывает нескольких общих типов: наземные атаки типа коммандос на оборудование, которые в случае их вывода из строя могут привести к расплавлению активной зоны реактора или широкомасштабному распространению радиоактивности; и внешние атаки, такие как падение самолета на реакторный комплекс или кибератаки. [145]
Комиссия США по 9/11 заявила, что атомные электростанции были потенциальными целями, первоначально рассматриваемыми для атак 11 сентября 2001 года . Если террористические группы могли бы достаточно повредить системы безопасности, чтобы вызвать расплавление активной зоны на атомной электростанции, и/или достаточно повредить бассейны с отработанным топливом, такая атака могла бы привести к широкомасштабному радиоактивному загрязнению. Федерация американских ученых заявила, что если использование ядерной энергетики должно значительно расшириться, ядерные объекты должны быть максимально защищены от атак, которые могут высвободить огромное количество радиоактивности в общество. Новые конструкции реакторов имеют характеристики пассивной безопасности , которые могут помочь. В Соединенных Штатах NRC проводит учения «Сила на силу» (FOF) на всех площадках атомных электростанций (АЭС) по крайней мере один раз в три года. [145]
Ядерные реакторы становятся излюбленными целями во время военных конфликтов и за последние три десятилетия неоднократно подвергались нападениям во время военных авиаударов, оккупаций, вторжений и кампаний. [26] Различные акты гражданского неповиновения с 1980 года, совершенные группой сторонников мира Plowshares, показали, как можно проникнуть на объекты ядерного оружия, и действия группы представляют собой чрезвычайные нарушения безопасности на заводах по производству ядерного оружия в Соединенных Штатах. Национальная администрация по ядерной безопасности признала серьезность действий Plowshares 2012 года. Эксперты по политике нераспространения поставили под сомнение «использование частных подрядчиков для обеспечения безопасности на объектах, которые производят и хранят самые опасные военные материалы правительства». [146] Материалы для ядерного оружия на черном рынке вызывают глобальную озабоченность, [147] [148] и существует обеспокоенность по поводу возможной детонации небольшого, грубого ядерного оружия группой боевиков в крупном городе, что может повлечь за собой значительные человеческие жертвы и потери имущества. [149] [150] Stuxnet — компьютерный червь , обнаруженный в июне 2010 года, который, как полагают, был создан Соединенными Штатами и Израилем для атаки на ядерные объекты Ирана. [151]
Ядерная термоядерная энергетика — это развивающаяся технология, которая все еще находится в стадии исследования. Она основана на слиянии, а не делении (расщеплении) атомных ядер, используя совершенно другие процессы по сравнению с нынешними атомными электростанциями. Реакции ядерного синтеза имеют потенциал быть более безопасными и производить меньше радиоактивных отходов, чем деление. [152] [153] Эти реакции кажутся потенциально жизнеспособными, хотя технически довольно сложными и еще не созданы в масштабах, которые можно было бы использовать на функциональной электростанции. Термоядерная энергетика находится в стадии теоретических и экспериментальных исследований с 1950-х годов.
Строительство Международного экспериментального термоядерного реактора началось в 2007 году, но проект столкнулся со многими задержками и перерасходом бюджета . В настоящее время ожидается, что объект не начнет работу до 2027 года — через 11 лет после первоначального ожидания. [154] Была предложена последующая коммерческая термоядерная термоядерная электростанция, DEMO . [155] [156] Существуют также предложения по электростанции, основанной на другом подходе к термоядерному синтезу, а именно на инерционной термоядерной электростанции .
Первоначально считалось, что производство электроэнергии с помощью термоядерного синтеза легко достижимо, как и энергия деления. Однако экстремальные требования к непрерывным реакциям и удержанию плазмы привели к тому, что прогнозы были продлены на несколько десятилетий. В 2010 году, более чем через 60 лет после первых попыток, коммерческое производство электроэнергии по-прежнему считалось маловероятным до 2050 года. [155]
Мэтью Банн , бывший советник Управления США по политике в области науки и технологий , и Хейнонен, бывший заместитель генерального директора МАГАТЭ, заявили, что необходимы более строгие стандарты ядерной безопасности, и предложили шесть основных направлений для улучшения: [99]
- операторы должны планировать события, выходящие за рамки проектных норм;
- более строгие стандарты защиты ядерных объектов от террористических диверсий;
- более эффективное международное реагирование на чрезвычайные ситуации;
- международные обзоры безопасности и охраны;
- обязательные международные стандарты по безопасности и охране; и
- международное сотрудничество для обеспечения эффективности регулирования.
Прибрежные ядерные объекты также должны быть дополнительно защищены от повышения уровня моря, штормовых нагонов, наводнений и возможного в конечном итоге «островления ядерных объектов». [99]
{{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь ){{cite web}}: CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)На сегодняшний день зарегистрировано 237 случаев острой лучевой болезни и 31 смерть.
{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link){{cite news}}: CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)
