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 неоправданной радиационной опасности ». МАГАТЭ определяет ядерную безопасность как «Предотвращение, обнаружение и реагирование на хищения, саботаж, несанкционированный доступ, незаконную передачу или другие злонамеренные действия, связанные с ядерными материалами , другими радиоактивными веществами или связанными с ними объектами». [1]
Это охватывает атомные электростанции и все другие ядерные объекты, транспортировку ядерных материалов, а также использование и хранение ядерных материалов для медицинских, энергетических, промышленных и военных целей.
Атомная энергетика повысила безопасность и производительность реакторов и предложила новые, более безопасные конструкции реакторов. Однако полная безопасность не может быть гарантирована. Потенциальные источники проблем включают человеческие ошибки и внешние события, которые оказывают большее влияние, чем ожидалось: проектировщики реакторов в Фукусиме в Японии не ожидали, что цунами, вызванное землетрясением, выведет из строя резервные системы, которые должны были стабилизировать реактор после землетрясение. [2] [3] [4] [5] Также возможны катастрофические сценарии, включающие террористические атаки , войну , внутренний саботаж и кибератаки .
Безопасностью ядерного оружия , а также безопасностью военных исследований с использованием ядерных материалов обычно занимаются агентства, отличные от тех, которые контролируют гражданскую безопасность, по разным причинам, включая секретность. Продолжаются опасения, что террористические группы приобретут материалы для изготовления ядерных бомб. [6]
По состоянию на 2011 год [обновлять]соображения ядерной безопасности возникают в ряде ситуаций, в том числе:
За исключением термоядерного оружия и экспериментальных исследований термоядерного синтеза , все проблемы безопасности, характерные для ядерной энергетики, проистекают из необходимости ограничения биологического поглощения ожидаемой дозы (проглатывание или вдыхание радиоактивных материалов) и дозы внешнего облучения из-за радиоактивного загрязнения .
Таким образом, ядерная безопасность охватывает как минимум:
На международном уровне Международное агентство по атомной энергии «работает со своими государствами-членами и многочисленными партнерами по всему миру над продвижением безопасных, надежных и мирных ядерных технологий». [7] Некоторые учёные говорят, что ядерные аварии в Японии в 2011 году показали, что атомная промышленность испытывает недостаток в достаточном надзоре, что привело к возобновлению призывов переопределить мандат МАГАТЭ, чтобы оно могло лучше контролировать атомные электростанции по всему миру. [8]
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 на ядерных установках. от потенциальных радиологических опасностей и предотвращения аварий, имеющих радиационные последствия. [9]
Конвенция была разработана после аварий на Три-Майл-Айленде и в Чернобыле на серии совещаний на экспертном уровне в период с 1992 по 1994 год и стала результатом значительной работы государств, в том числе их национальных регулирующих органов и органов ядерной безопасности, а также Международного Агентство по атомной энергии, которое выполняет функции секретариата конвенции.
Обязательства Договаривающихся сторон в значительной степени основаны на применении принципов безопасности ядерных установок, содержащихся в документе МАГАТЭ «Основы безопасности» «Безопасность ядерных установок» (Серия изданий МАГАТЭ по безопасности № 110, опубликованная в 1993 году). Эти обязательства охватывают законодательную и нормативную базу, регулирующий орган и обязательства по технической безопасности, связанные, например, с размещением, проектированием, строительством, эксплуатацией, наличием достаточных финансовых и человеческих ресурсов, оценкой и проверкой безопасности, обеспечением качества и готовность к чрезвычайным ситуациям.
В 2014 году в конвенцию были внесены поправки Венской декларацией о ядерной безопасности. [10] В результате были сформулированы следующие принципы:
1. Новые атомные электростанции должны проектироваться, размещаться и строиться в соответствии с целью предотвращения аварий при вводе в эксплуатацию и эксплуатации, а в случае аварии – уменьшения возможных выбросов радионуклидов, вызывающих долговременное загрязнение за пределами площадки, и предотвращения преждевременного загрязнения. радиоактивные выбросы или радиоактивные выбросы, достаточно большие, чтобы потребовать долгосрочных защитных мер и действий.
2. Комплексные и систематические оценки безопасности должны проводиться периодически и регулярно для существующих установок на протяжении всего их срока службы с целью выявления мер по повышению безопасности, которые направлены на достижение вышеуказанной цели. Разумно практические или достижимые улучшения безопасности должны быть реализованы своевременно.
3. Национальные требования и правила для достижения этой цели на протяжении всего срока службы атомных электростанций должны учитывать соответствующие Нормы безопасности МАГАТЭ и, в соответствующих случаях, другие передовые методы, определенные, в частности, на совещаниях по рассмотрению КЯБ.
У МАГАТЭ есть несколько проблем, говорит Наджмедин Мешкати из Университета Южной Калифорнии в своей статье в 2011 году:
«Она рекомендует стандарты безопасности, но государства-члены не обязаны их соблюдать; она продвигает ядерную энергетику, но также контролирует использование ядерной энергии; это единственная глобальная организация, контролирующая атомную энергетическую отрасль, но она также отягощена проверкой соблюдения стандартов безопасности». Договор о нераспространении ядерного оружия (ДНЯО)». [8]
Во многих странах, использующих ядерную энергетику, есть специализированные учреждения, контролирующие и регулирующие ядерную безопасность. Гражданская ядерная безопасность в США регулируется Комиссией по ядерному регулированию (NRC). Однако критики атомной отрасли жалуются, что регулирующие органы слишком переплетены с самими отраслями, чтобы быть эффективными. В книге «Машина Судного дня» , например, приводится ряд примеров национальных регулирующих органов, поскольку они выражаются «не регулируют, а просто отмахиваются» (каламбур на отказе от обязательств ), утверждая, что, например, в Японии «регулирующие органы и регулируемые лица имеют давние друзья, работающие вместе, чтобы развеять сомнения общественности, воспитанной на ужасе ядерных бомб». [11] Другие предложенные примеры [12] включают:
В книге утверждается, что ядерная безопасность поставлена 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 птицы одного крыла». [12]
Безопасность ядерных установок и материалов, контролируемых правительством США для исследований, производства оружия, а также тех, которые приводят в действие военно-морские корабли, не регулируется NRC. [13] [14] В Великобритании ядерная безопасность регулируется Управлением по ядерному регулированию (ONR) и Управлением по надзору за ядерной безопасностью (DNSR). Австралийское агентство по радиационной защите и ядерной безопасности ( ARPANSA ) является органом федерального правительства, который контролирует и выявляет риски солнечной радиации и ядерной радиации в Австралии. Это основной орган, занимающийся ионизирующим и неионизирующим излучением [15] и публикующий материалы по радиационной защите. [16]
Другие агентства включают:
Атомные электростанции являются одними из самых сложных и сложных энергетических систем, когда-либо созданных. [17] Любая сложная система, независимо от того, насколько хорошо она спроектирована и спроектирована, не может считаться отказоустойчивой. [4] Ветеран журналистики и писательница Стефани Кук утверждает:
Сами реакторы представляли собой чрезвычайно сложные машины с неисчислимым количеством вещей, которые могли пойти не так. Когда это произошло на острове Три-Майл в 1979 году, обнажилась еще одна линия разлома в ядерном мире. Одна неисправность привела к другой, а затем к череде других, пока активная зона самого реактора не начала плавиться, и даже самые подготовленные инженеры-ядерщики в мире не знали, как реагировать. Авария выявила серьезные недостатки в системе, призванной защищать здоровье и безопасность населения. [18]
Авария на Три-Майл-Айленде в 1979 году вдохновила Перроу на создание книги «Обычные аварии» , в которой происходит ядерная авария , возникающая в результате непредвиденного взаимодействия множества отказов в сложной системе. TMI была примером обычной аварии, поскольку она была «неожиданной, непонятной, неконтролируемой и неизбежной». [19]
Перроу пришел к выводу, что неудача на Три-Майл-Айленде была следствием огромной сложности системы. Он понял, что такие современные системы высокого риска склонны к сбоям, как бы хорошо ими ни управляли. Было неизбежно, что в конечном итоге они пострадают от того, что он назвал «обычной аварией». Поэтому, предположил он, нам было бы лучше подумать о радикальном изменении конструкции или, если это невозможно, полностью отказаться от такой технологии. [20]
Фундаментальной проблемой, усугубляющей сложность ядерной энергетической системы, является ее чрезвычайно долгий срок службы. Срок от начала строительства коммерческой АЭС до безопасного захоронения ее последних радиоактивных отходов может составлять от 100 до 150 лет. [17]
Существуют опасения, что сочетание человеческой и механической ошибки на ядерной установке может привести к значительному вреду людям и окружающей среде: [21]
Действующие ядерные реакторы содержат большое количество радиоактивных продуктов деления, которые при рассеянии могут представлять прямую радиационную опасность, загрязнять почву и растительность, попадать в организм человека и животных. Воздействие на человека на достаточно высоких уровнях может вызвать как кратковременное заболевание и смерть, так и долгосрочную смерть от рака и других заболеваний. [22]
Коммерческий ядерный реактор не может взорваться, как ядерная бомба , поскольку топливо никогда не бывает достаточно обогащенным, чтобы это произошло. [23]
Ядерные реакторы могут выйти из строя по-разному. Если нестабильность ядерного материала приведет к неожиданному поведению, это может привести к неконтролируемому скачку мощности. Обычно система охлаждения в реакторе спроектирована таким образом, чтобы выдерживать избыточное тепло, которое это вызывает; однако, если в реакторе также произойдет авария с потерей теплоносителя , топливо может расплавиться или привести к перегреву и плавлению резервуара, в котором оно находится. Это событие называется ядерным кризисом .
После остановки реактор еще некоторое время нуждается в внешней энергии для питания систем охлаждения. Обычно эта энергия обеспечивается энергосистемой, к которой подключена эта станция, или аварийными дизельными генераторами. Неспособность обеспечить электроэнергией системы охлаждения, как это произошло на Фукусиме-1 , может привести к серьезным авариям.
В июне 2011 года представители Комиссии по ядерному регулированию заявили, что правила ядерной безопасности в Соединенных Штатах «неадекватно взвешивают риск одного события, которое может привести к отключению электроэнергии из сети и аварийных генераторов, как это произошло недавно в Японии в результате землетрясения и цунами». [24 ]
Ядерные реакторы становятся предпочтительными целями во время военных конфликтов и за последние три десятилетия неоднократно подвергались нападениям во время военных авиаударов, оккупаций, вторжений и кампаний: [25]
В США заводы окружены двойным рядом высоких заборов, которые контролируются электроникой. Территорию завода патрулирует значительный отряд вооруженной охраны. [27] В Канаде на всех реакторах имеются «силы реагирования на местах», в состав которых входят легкобронированные машины, которые ежедневно патрулируют станции. [28] Критерий NRC «Проектная угроза» для электростанций является секретом, поэтому неизвестно, от какого размера атакующих сил способны защитить электростанции. Однако для остановки (аварийного останова) станции требуется менее 5 секунд, а для беспрепятственного перезапуска требуются часы, что серьезно затрудняет террористическим силам задачу выброса радиоактивности.
Атака с воздуха – это проблема, которая была выдвинута на первый план после терактов 11 сентября в США. Однако это было в 1972 году, когда трое угонщиков взяли под свой контроль внутренний пассажирский рейс вдоль восточного побережья США и угрожали разбить самолет в Американский завод по производству ядерного оружия в Ок-Ридже, штат Теннесси. Самолет пролетел на высоте 8000 футов над местом происшествия, прежде чем требования угонщиков были выполнены. [29] [30]
Важнейшим барьером на пути выброса радиоактивности в случае авиационного удара по АЭС является здание защитной оболочки и ее противоракетный щит. Бывший председатель NRC Дейл Кляйн сказал: «Атомные электростанции по своей сути являются надежными конструкциями, которые, как показывают наши исследования, обеспечивают адекватную защиту при гипотетическом нападении с самолета. NRC также предпринял действия, которые требуют от операторов атомных электростанций быть в состоянии тушить большие пожары или взрывы — независимо от того, что их вызвало». [31]
Кроме того, сторонники указывают на масштабные исследования, проведенные Научно-исследовательским институтом электроэнергетики США, которые проверили надежность как реакторов, так и хранилищ отработанного топлива и обнаружили, что они должны быть в состоянии выдержать террористическую атаку, сравнимую с террористическими атаками 11 сентября в США. Отработанное топливо обычно хранится внутри «защитной зоны» завода [32] или в транспортном контейнере для отработанного ядерного топлива ; украсть его для использования в « грязной бомбе » будет чрезвычайно сложно. Воздействие интенсивной радиации почти наверняка быстро выведет из строя или убьет любого, кто попытается это сделать. [33]
Атомные электростанции считаются объектами террористических атак. [34] Еще во время строительства первых атомных электростанций этот вопрос обсуждался органами безопасности. Конкретные угрозы нападения на атомные электростанции со стороны террористов или преступников задокументированы в нескольких государствах. [34] В то время как старые атомные электростанции в Германии строились без специальной защиты от авиакатастроф, более поздние атомные электростанции, построенные с массивными бетонными зданиями, частично защищены от авиакатастроф. Они рассчитаны на воздействие боевых самолетов на скорости около 800 км/ч. [35] За основу оценки было принято воздействие самолета типа Phantom II массой 20 тонн и скоростью 215 м/с. [36]
В настоящее время обсуждается опасность, возникающая в результате крушения крупного самолета по вине террористов на атомной электростанции [35] . Такая террористическая атака может иметь катастрофические последствия. [37] Например, правительство Германии подтвердило, что атомная электростанция Библис А не будет полностью защищена от нападения военного самолета. [38] После терактов в Брюсселе в 2016 году несколько атомных электростанций были частично эвакуированы. В то же время стало известно, что террористы вели слежку за АЭС, а у нескольких сотрудников отобрали права доступа. [39]
Более того, значительную потенциальную опасность представляет собой «ядерный терроризм», например с использованием так называемой «Грязной бомбы». [40] [41]
Во многих странах заводы часто располагаются на побережье, чтобы обеспечить готовый источник охлаждающей воды для системы технического водоснабжения . Как следствие, при проектировании необходимо учитывать риск наводнений и цунами . Мировой энергетический совет (WEC) утверждает, что риски стихийных бедствий меняются и увеличивают вероятность таких катастроф, как землетрясения , циклоны , ураганы , тайфуны , наводнения . [42] Высокие температуры, низкий уровень осадков и сильные засухи могут привести к нехватке пресной воды. [42] Неспособность правильно рассчитать риск наводнения привела к событию Уровня 2 по Международной шкале ядерных событий во время наводнения на АЭС Блайайс в 1999 году , [43] в то время как наводнение, вызванное землетрясением и цунами в Тохоку в 2011 году, привело к Фукусиме I. ядерные аварии . [44]
При проектировании электростанций, расположенных в сейсмически активных зонах, также необходимо учитывать риск землетрясений и цунами. Япония, Индия, Китай и США входят в число стран, располагающих заводами в сейсмоопасных регионах. Ущерб, нанесенный японской атомной электростанции Касивазаки-Карива во время землетрясения на море в Тюэцу в 2007 году [45] [46], подчеркнул обеспокоенность, выраженную экспертами в Японии до аварий на Фукусиме, которые предупреждали о генпацу-синсай (атомная электростанция с эффектом домино). землетрясение). [47]
Защита критически важной инфраструктуры, такой как атомные электростанции, является требованием и необходимостью для химических предприятий, действующих ядерных реакторов и многих других коммунальных объектов. В 2003 году Комиссия по ядерному регулированию США (NRC) разработала мандаты по усилению безопасности на атомных электростанциях. Основными среди них были изменения в периметре безопасности и проверке сотрудников, продавцов и посетителей при доступе к сайту. Многие объекты осознают свою уязвимость, и появились лицензированные охранные фирмы. [48]
Ядерная катастрофа на Фукусиме продемонстрировала опасность строительства нескольких ядерных реакторов рядом друг с другом. Из-за близости реакторов директор завода Масао Ёсида «был вынужден пытаться одновременно справиться с расплавлением активной зоны на трех реакторах и обнажением топливных бассейнов на трех энергоблоках». [49]
Три основные цели систем ядерной безопасности, определенные Комиссией по ядерному регулированию, заключаются в остановке реактора, поддержании его в остановленном состоянии и предотвращении выброса радиоактивного материала во время событий и аварий. [50] Указанные задачи достигаются с помощью разнообразного оборудования, входящего в состав различных систем, каждая из которых выполняет определенные функции.
В ходе повседневной эксплуатации выбросы радиоактивных материалов атомных станций выбрасываются за пределы станций, хотя и в весьма незначительных количествах. [51] [52] [53] [54] Ежедневные выбросы попадают в воздух, воду и почву. [52] [53]
NRC заявляет, что «атомные электростанции иногда выбрасывают радиоактивные газы и жидкости в окружающую среду в контролируемых и контролируемых условиях, чтобы гарантировать, что они не представляют опасности для населения или окружающей среды» [ 55] и «обычные выбросы во время нормальной работы атомной электростанции». растения никогда не смертельны». [56]
По данным Организации Объединенных Наций ( НКДАР ООН ), обычная эксплуатация атомных электростанций, включая ядерный топливный цикл, составляет 0,0002 миллизиверта (мЗв) в год в среднем радиационном облучении населения; наследие Чернобыльской катастрофы составляет 0,002 мЗв/год как средний мировой показатель по данным отчета 2008 года; а естественное радиационное воздействие составляет в среднем 2,4 мЗв в год, хотя часто варьируется в зависимости от местоположения человека от 1 до 13 мЗв. [57]
В марте 2012 года премьер-министр Ёсихико Нода заявил, что японское правительство разделяет вину за катастрофу на Фукусиме, заявив, что чиновники были ослеплены представлением о технологической непогрешимости страны и «слишком погрязли в мифе о безопасности». [58]
Такие авторы, как журналист Йоичи Фунабаши, обвиняют Японию в «неприятии потенциальной угрозы ядерной катастрофы». По его словам, национальная программа по разработке роботов для использования в случае ядерных чрезвычайных ситуаций была прекращена на полпути, потому что она «отдавала слишком большим намеком на скрытую опасность». Хотя Япония является крупнейшей державой в области робототехники, во время катастрофы ей некого было отправить на Фукусиму. Он упоминает, что Комиссия по ядерной безопасности Японии в своих правилах безопасности для легководных ядерных установок предусмотрела, что «не нужно учитывать возможность длительного отключения электроэнергии». Однако такая длительная потеря мощности охлаждающих насосов вызвала аварию на Фукусиме. [59]
В других странах, таких как Великобритания, атомные электростанции не считаются абсолютно безопасными. Вместо этого утверждается, что вероятность возникновения крупной аварии ниже (например) 0,0001 в год. [ нужна цитата ]
Инцидентов, подобных ядерной катастрофе на Фукусиме-дайити, можно было бы избежать за счет более строгих правил в отношении ядерной энергетики. В 2002 году компания TEPCO, которая управляла АЭС в Фукусиме, призналась, что в период с 1997 по 2002 год более 200 раз фальсифицировала отчеты. TEPCO не понесла за это никаких штрафов. Вместо этого они уволили четырех своих топ-менеджеров. Трое из этих четверых позже устроились на работу в компании, которые сотрудничают с TEPCO. [60]
Ядерное топливо является стратегическим ресурсом, непрерывные поставки которого необходимо обеспечить во избежание простоев электростанций. МАГАТЭ рекомендует иметь как минимум двух поставщиков, чтобы обеспечить перебои в поставках в результате политических событий или монополистического давления. Мировые поставки урана хорошо диверсифицированы: десятки поставщиков в разных странах, а небольшие объемы требуемого топлива значительно облегчают диверсификацию, чем в случае крупных поставок ископаемого топлива, необходимых энергетическому сектору. Например, Украина столкнулась с этой 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 вторую половину — из Швеции [61] с рядом рамочных контрактов с другими странами. [62]
Раздел 10 Кодекса федеральных правил (CFR), часть 73, Физическая защита растений и материалов, регулируемый организацией Комиссия по ядерному регулированию (NRC), содержит подразделы от A (Общие положения) до I (Правоприменение) и подраздел T (Уведомления о безопасности). , отчеты и ведение учета) доступны в Интернете. US NRC 10 CFR, часть 7. Этот раздел и содержание таблицы ниже, отраженные в электронном CFR от 20 декабря 2023 г., выглядят следующим образом:
Подробную информацию о правилах , связанных с 10 CFR 73.55(e)(10)(i)(A) и системами транспортных барьеров и защитой от наземных транспортных средств, см. в разделе «Барьеры для транспортных средств ».
Подробную информацию о правилах, связанных с 10 CFR 73.55(i)(6)(ii), определяющих минимальные требования к освещению , см. в разделе «Охранное освещение» .
Подробную информацию о нормативных актах, связанных с 10 CFR 73.54, определяющих требования к кибербезопасности для ядерных объектов, см . в разделе «Кибербезопасность» . Рекомендации по соблюдению требований 10 CFR 73.54 см . в NEI 08-09 .
В настоящее время в США хранится 47 000 тонн высокоактивных ядерных отходов. Ядерные отходы состоят примерно из 94% урана, 1,3% плутония, 0,14% других актинидов и 5,2% 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. Короткоживущие изотопы, в том числе 89 Sr, 90 Sr, 106 Ru, 125 Sn, 134 Cs, 137 Cs и 147 Pm, составляют 0,9% через год и снижаются до 0,1% через 100 лет. Остальные 3,3–4,1% составляют нерадиоактивные изотопы. [64] [65] [66] Существуют технические проблемы, поскольку долгоживущие продукты деления предпочтительнее изолировать, но эту проблему не следует преувеличивать. Одна тонна отходов, как описано выше, имеет измеримую радиоактивность примерно 600 Т Бк , равную естественной радиоактивности в одном км 3 земной коры, которая в случае захоронения добавит лишь 25 частей на триллион к общей радиоактивности.
Разницу между короткоживущими высокоактивными ядерными отходами и долгоживущими низкоактивными отходами можно проиллюстрировать следующим примером. Как говорилось 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 , а 129 I распадается с выделением энергии 194 кэВ . Таким образом, 131 г из 131 я бы выделил 45 гигаджоулей за восемь дней, начиная с начальной скорости 600 Э Бк , высвободив 90 киловатт , причем последний радиоактивный распад произошел в течение двух лет. [67] Напротив, 129 г из 129 I, следовательно, высвободят 9 гигаджоулей в течение 15,7 миллионов лет, начиная с начальной скорости 850 М Бк , высвободив 25 микроватт , при этом радиоактивность уменьшится менее чем на 1% за 100 000 лет. [68]
Одна тонна ядерных отходов также снижает выбросы CO 2 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. Один моль 129 I (129 грамм) претерпевает такое же количество распадов (3x10 23 ) за 15,7 миллиона лет, как и один моль 131 I (131 грамм) за 8 дней. Таким образом, 131 I очень радиоактивен, но очень быстро исчезает, тогда как 129 I выделяет очень низкий уровень радиации в течение очень длительного времени. Два долгоживущих продукта деления , технеций-99 (период полураспада 220 000 лет) и йод-129 (период полураспада 15,7 миллиона лет), вызывают несколько большее беспокойство из-за большей вероятности попадания в биосферу. [70] Трансурановыми элементами в отработавшем топливе являются нептуний-237 (период полураспада два миллиона лет) и плутоний-239 (период полураспада 24 000 лет). [71] также будут оставаться в окружающей среде в течение длительного времени. Более полным решением как проблемы обоих актинидов , так и потребности в низкоуглеродной энергетике 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 переработки с последующей долгосрочной стратегией управления, включающей постоянное хранение, утилизацию или преобразование отходов в нетоксичную форму. [72]
Правительства во всем мире рассматривают ряд вариантов обращения с отходами и их утилизации, обычно включающих глубокое геологическое размещение, хотя прогресс в реализации долгосрочных решений по управлению отходами ограничен. [73] Отчасти это связано с тем, что рассматриваемые временные рамки при обращении с радиоактивными отходами варьируются от 10 000 до миллионов лет, [74] [75] согласно исследованиям, основанным на влиянии расчетных доз радиации. [76]
Поскольку доля атомов радиоизотопа, распадающихся в единицу времени, обратно пропорциональна периоду его полураспада, относительная радиоактивность определенного количества захороненных радиоактивных отходов человека со временем уменьшится по сравнению с природными радиоизотопами (например, цепочка распада 120 триллионов тонн тория и 40 триллионов тонн урана, которые имеют относительно следовые концентрации в миллионных долях каждая при массе земной коры 3*10 19 тонн). [77] [78] [79] Например, в течение тысяч лет, после распада наиболее активных радиоизотопов с коротким периодом полураспада, захоронение ядерных отходов в США приведет к увеличению радиоактивности в верхних 2000 футах горных пород и почвы в США (10 миллионов км 2 ) примерно на 1 часть из 10 миллионов по сравнению с совокупным количеством природных радиоизотопов в таком объеме, хотя в окрестностях объекта под землей будет гораздо более высокая концентрация искусственных радиоизотопов, чем в среднем. [80]
Одним из относительно распространенных понятий в дискуссиях по ядерной безопасности является понятие культуры безопасности . Международная консультативная группа по ядерной безопасности определяет этот термин как «личную преданность делу и ответственность всех лиц, участвующих в любой деятельности, которая имеет отношение к безопасности атомных электростанций». [81] Цель состоит в том, чтобы «создать системы, которые будут использовать возможности человека надлежащим образом, которые защищают системы от человеческих слабостей и защищают людей от опасностей, связанных с системой». [81]
В то же время есть некоторые свидетельства того, что изменить оперативную практику нелегко. Операторы почти никогда не следуют в точности инструкциям и письменным процедурам, и «нарушение правил кажется вполне рациональным, учитывая реальную рабочую нагрузку и временные ограничения, в соответствии с которыми операторы должны выполнять свою работу». Многие попытки повысить культуру ядерной безопасности «компенсировались тем, что люди адаптировались к изменениям непредсказуемым образом». [81]
По словам директора подразделения Areva по Юго-Восточной Азии и Океании Селены Нг, ядерная катастрофа на Фукусиме в Японии является «огромным тревожным сигналом для атомной отрасли, которая не всегда была достаточно прозрачной в вопросах безопасности». Она сказала: «До Фукусимы было своего рода самоуспокоенность, и я не думаю, что мы можем позволить себе такую самоуспокоенность сейчас». [82]
Оценка, проведенная Комиссариатом по атомной энергии (CEA) во Франции, пришла к выводу, что никакие технические инновации не могут устранить риск антропогенных ошибок, связанных с эксплуатацией атомных электростанций. Два типа ошибок были признаны наиболее серьезными: ошибки, допущенные во время полевых операций, таких как техническое обслуживание и испытания, которые могут привести к аварии; и человеческие ошибки, допущенные во время небольших аварий, которые приводят к полному отказу. [83]
По словам Микла 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 новый и лучше спроектированный реактор не всегда безопаснее, а старые реакторы не обязательно более опасны, чем новые. Авария на Три-Майл-Айленде в США в 1979 году произошла на реакторе, заработавшем всего три месяца назад, а чернобыльская катастрофа произошла всего через два года эксплуатации. Серьезная потеря теплоносителя произошла на французском реакторе Сиво-1 в 1998 году, менее чем через пять месяцев после запуска. [84]
Какой бы безопасной ни была установка, ею управляют люди, склонные к ошибкам. Лоран Стрикер, инженер-ядерщик и председатель Всемирной ассоциации операторов атомных станций, говорит, что операторы должны остерегаться самоуспокоенности и избегать чрезмерной 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 контроль» , обнаружил, что в период с 1950 по 1968 год в США было зафиксировано не менее 700 «значительных» аварий и инцидентов с участием 1250 ядерных боеголовок . [85] Эксперты полагают, что было потеряно до 50 ядерных боеголовок. во время Холодной войны. [86]
Обычные риски для здоровья и выбросы парниковых газов от ядерной энергетики 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 отрасли) принять положения, которые защищают атомную промышленность от полного бремени таких, присущих им рискованные ядерные операции. Закон Прайса -Андерсона ограничивает ответственность промышленности в случае аварий, а Закон о политике в отношении ядерных отходов 1982 года возлагает на федеральное правительство ответственность за постоянное хранение ядерных отходов. [88]
Плотность населения является одной из важнейших линз, через которую необходимо оценивать другие риски, говорит Лоран Стрикер, инженер-ядерщик и председатель Всемирной ассоциации операторов атомной энергетики : [84]
На АЭС KANUPP в Карачи, Пакистан, наибольшее количество людей — 8,2 миллиона — проживает в пределах 30 километров от атомной электростанции, хотя на ней есть только один относительно небольшой реактор мощностью 125 мегаватт. Следующими в лиге, однако, идут гораздо более крупные электростанции — тайваньская электростанция Куошэн мощностью 1933 мегаватт с 5,5 миллионами человек в радиусе 30 километров и электростанция Чин Шань мощностью 1208 мегаватт с 4,7 миллионами; обе зоны включают столицу Тайбэй. [84]
172 000 человек, проживающих в радиусе 30 километров от АЭС Фукусима-дайити, были вынуждены или получили рекомендации покинуть этот район. В более общем плане анализ, проведенный в 2011 году Природным и Колумбийским университетами в Нью-Йорке, показывает, что около 21 атомной электростанции имеет население более 1 миллиона человек в радиусе 30 километров, а шесть станций имеют население более 3 миллионов человек в этом радиусе. [84]
События «Черного лебедя» — это маловероятные события, имеющие 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, его дорого планировать и его легко сбросить со счетов с помощью статистики. Тот факт, что что-то должно происходить только каждые 10 000 лет, не означает, что этого не произойдет завтра. [5] В течение типичного 40-летнего срока службы станции предположения также могут меняться, как это произошло 11 сентября 2001 г., в августе 2005 г., когда обрушился ураган «Катрина», и в марте 2011 г., после Фукусимы. [5]
Список потенциальных событий «черного лебедя» «чертовски разнообразен»: [5]
Ядерные реакторы и их бассейны с отработавшим топливом могут стать мишенью для террористов, пилотирующих угнанные самолеты. Реакторы могут быть расположены ниже по течению от плотин, которые, если они когда-либо прорвутся, могут вызвать масштабные наводнения. Некоторые реакторы расположены вблизи разломов или береговой линии. Это опасный сценарий, подобный тому, который возник на острове Три-Майл и на Фукусиме: катастрофический отказ теплоносителя, перегрев и плавление радиоактивных топливных стержней, а также выброс радиоактивного материала. [5]
Расчетная частота повреждений активной зоны AP1000 составляет 5,09 x 10 −7 на установку в год. Эволюционный энергетический реактор (EPR) имеет расчетную частоту повреждения активной зоны 4 x 10 −7 на станцию в год. В 2006 году компания General Electric опубликовала перерасчеты расчетной частоты повреждений активной зоны в год на одну станцию для проектов своих атомных электростанций: [89]
Ядерная авария на Фукусиме-1 была вызвана «запроектным событием», цунами и связанные с ним землетрясения были более мощными, чем была рассчитана на станцию, а авария произошла непосредственно из-за того, что цунами вышло за пределы слишком низкой дамбы. [2] С тех пор возможность непредвиденных запроектных событий стала серьезной проблемой для операторов станций. [84]
По словам журналистки Стефани Кук , трудно узнать, что на самом деле происходит внутри атомных электростанций, поскольку отрасль окутана тайной. Корпорации и правительства контролируют, какая информация становится доступной общественности. Кук говорит, что «когда информация становится доступной, она часто выражается жаргоном и непонятной прозой». [90]
Кеннетт Бенедикт заявил, что ядерным технологиям и эксплуатации электростанций по-прежнему не хватает прозрачности и они относительно закрыты для общественности: [91]
Несмотря на такие победы, как создание Комиссии по атомной энергии, а затем и Регулярной ядерной комиссии, секретность, начавшаяся с Манхэттенского проекта, имела тенденцию пронизывать гражданскую ядерную программу, а также военные и оборонные программы. [91]
В 1986 году советские чиновники несколько дней воздерживались от сообщения о чернобыльской катастрофе. Операторов АЭС в Фукусиме, Tokyo Electric Power Co, также раскритиковали за несвоевременное раскрытие информации о выбросах радиоактивности с станции. Президент России Дмитрий Медведев заявил, что необходимо обеспечить большую прозрачность в случае ядерных чрезвычайных ситуаций. [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 инженеры-ядерщики и ученые, принявшие такие решения, даже по веским причинам, связанным с долгосрочным наличием энергии, теперь считают, что делать это без информированного согласия неправильно и что безопасность ядерной энергетики и ядерные технологии должны основываться в основном на морали, а не на моральных принципах. исключительно по техническим, экономическим и деловым соображениям. [93]
«Неядерное будущее : аргументы в пользу этической энергетической стратегии» — это книга Эмори Б. Ловинса и Джона Х. Прайса, вышедшая в 1975 году. [94] [95] Основная тема книги заключается в том, что наиболее важными частями дебатов по ядерной энергетике являются не технические споры, а связанные с личными ценностями, которые являются законной прерогативой каждого гражданина, независимо от того, имеет ли он техническую подготовку или нет. [96]
Атомная промышленность имеет отличные показатели безопасности, а количество смертей на мегаватт-час является самым низким среди всех основных источников энергии. [97] По словам Зия Миана и Александра Глейзера , «последние шесть десятилетий показали, что ядерные технологии не терпят ошибок». Атомная энергетика, пожалуй, является основным примером так называемых «технологий высокого риска» с «катастрофическим потенциалом», поскольку «независимо от того, насколько эффективны обычные устройства безопасности, существует неизбежная форма аварии, и такие аварии являются нормальное» последствие системы». Короче говоря, от системных сбоев нет спасения. [98]
Какую бы позицию вы ни заняли в дебатах о ядерной энергетике , при разработке ядерной политики и правил необходимо учитывать возможность катастрофических аварий и связанных с ними экономических издержек. [99]
Кристин Шрейдер-Фрешетт заявила, что «если бы реакторы были безопасными, атомная промышленность не требовала бы гарантированной государством защиты от аварий в качестве условия для производства электроэнергии». [100] Ни одна частная страховая компания или даже консорциум страховых компаний «не возьмет на себя страшные обязательства, возникающие в результате серьезных ядерных аварий». [101]
Хэнфордская площадка представляет собой практически выведенный из эксплуатации ядерный производственный комплекс на реке Колумбия в американском штате Вашингтон , находящийся в ведении федерального правительства США . Плутоний, произведенный на объекте, был использован в первой ядерной бомбе , испытанной на полигоне Тринити , а также в фильме «Толстяк» , бомба взорвалась над Нагасаки , Япония. Во время Холодной войны проект был расширен и включил девять ядерных реакторов и пять крупных комплексов по переработке плутония , которые производили плутоний для большей части из 60 000 единиц оружия в ядерном арсенале США . [102] [103] Многие из первоначальных процедур безопасности и методов утилизации отходов были неадекватными, и с тех пор правительственные документы подтвердили, что в результате деятельности Хэнфорда в воздух и реку Колумбия было выброшено значительное количество радиоактивных материалов , что до сих пор угрожает здоровью жителей и экосистемы . [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] еще 25 миллионов кубических футов ( 710 000 м 3 ) твердых радиоактивных отходов, 200 квадратных миль (520 км 2 ) загрязненных грунтовых вод под участком [106] и периодические открытия незадокументированных загрязнений, которые замедляют темпы и увеличивают стоимость очистки. [107] На территории Хэнфорда находится две трети высокоактивных отходов страны по объему. [108] Сегодня Хэнфорд является наиболее загрязненным ядерным объектом в Соединенных Штатах [109] [110] и является центром крупнейшей в стране экологической очистки . [102]
Чернобыльская катастрофа — ядерная авария , произошедшая 26 апреля 1986 года на Чернобыльской АЭС в Украине . В результате взрыва и пожара в атмосферу было выброшено большое количество радиоактивного загрязнения , которое распространилось на большую часть западной части СССР и Европы. Эта авария считается крупнейшей аварией на атомной электростанции в истории и является одной из двух, классифицированных как событие уровня 7 по Международной шкале ядерных событий (второе — ядерная катастрофа на Фукусиме-дайити ). [111] В битве за сдерживание загрязнения и предотвращение еще большей катастрофы в конечном итоге приняли участие более 500 000 рабочих, а затраты составили примерно 18 миллиардов рублей , что нанесло ущерб советской экономике. [112] Авария вызвала обеспокоенность по поводу безопасности атомной энергетики, замедлив ее развитие на несколько лет. [113]
НКДАР ООН провел 20 лет детальных научных и эпидемиологических исследований последствий Чернобыльской аварии. Помимо 57 прямых смертей в результате самой аварии, НКДАР ООН предсказал в 2005 году, что до 4000 дополнительных смертей от рака , связанных с аварией, возникнут «среди 600 000 человек, получивших более серьезное облучение (ликвидаторы, работавшие в 1986–1987 годах, эвакуированные и жители из наиболее загрязненных территорий)». [114] Россия, Украина и Беларусь несут бремя продолжающихся и значительных расходов на дезактивацию и здравоохранение в результате чернобыльской катастрофы. [115]
Одиннадцать российских реакторов относятся к типу РБМК- 1000, аналогичному реактору на Чернобыльской АЭС . Некоторые из этих реакторов РБМК изначально должны были быть остановлены, но вместо этого им продлили срок службы и увеличили мощность примерно на 5%. Критики говорят, что эти реакторы имеют «по своей сути небезопасную конструкцию», которую невозможно улучшить путем модернизации и модернизации, а некоторые части реактора невозможно заменить. Российские экологические организации заявляют, что продление срока эксплуатации "нарушает российское законодательство, поскольку проекты не прошли экологическую экспертизу". [116]
Несмотря на все заверения, в 2011 году в Японии, одной из наиболее промышленно развитых стран мира, вновь произошла крупная ядерная авария, сравнимая по масштабам с Чернобыльской катастрофой 1986 года. Председатель Комиссии по ядерной безопасности Харуки Мадараме заявил в ходе парламентского расследования 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 соблюдение правил безопасности, регулирующих японские атомные энергетические компании, в том числе недостаточная защита от цунами. [119]
В отчете The Economist за 2012 год говорилось: «Реакторы на Фукусиме имели старую конструкцию. Риски, с которыми они столкнулись, не были хорошо проанализированы. Эксплуатирующая компания плохо регулировалась и не знала, что происходит. Операторы допустили ошибки. Представители инспекции по безопасности скрылись. Часть оборудования вышла из строя. В ведомстве неоднократно преуменьшали риски и скрывали информацию о движении радиоактивного шлейфа, поэтому часть людей была эвакуирована из более слабо загрязненных мест в более сильно загрязненные". [120]
Проектировщики реакторов АЭС «Фукусима-1» не ожидали, что цунами, вызванное землетрясением, выведет из строя резервные системы, которые должны были стабилизировать реактор после землетрясения. [2] Ядерные реакторы представляют собой «по своей сути сложные, тесно связанные системы, в которых в редких чрезвычайных ситуациях каскадные взаимодействия будут разворачиваться очень быстро, так что люди-операторы не смогут их предсказать и контролировать». [3]
Не имея электричества для перекачки воды, необходимой для охлаждения атомного ядра, инженеры выпустили радиоактивный пар в атмосферу, чтобы сбросить давление, что привело к серии взрывов, которые разрушили бетонные стены вокруг реакторов. По мере того как катастрофа расширялась, показатели радиации вокруг Фукусимы резко возросли, что привело к эвакуации 200 000 человек. На окраине Токио с населением в 30 миллионов человек, расположенном в 135 милях (210 километрах) к югу, наблюдался рост уровня радиации. [44]
Резервные дизель-генераторы, которые могли бы предотвратить катастрофу, были расположены в подвале, где их быстро захлестнуло волнами. Каскад событий на Фукусиме был предсказан в докладе, опубликованном в США несколько десятилетий назад: [44]
В докладе Комиссии по ядерному регулированию США, независимого агентства, ответственного за безопасность на электростанциях страны, за 1990 год, в качестве одной из «наиболее вероятных причин» ядерных аварий были названы вызванные землетрясением отказы дизельного генератора и отключение электроэнергии, приводящие к отказу систем охлаждения. от внешнего события. [44]
Отчет был процитирован в заявлении Агентства ядерной и промышленной безопасности Японии в 2004 году, но, похоже, TEPCO не приняла адекватных мер по устранению риска. Кацухико Исибаши , профессор сейсмологии в Университете Кобе , сказал, что история ядерных аварий в Японии проистекает из чрезмерной самоуверенности в области строительства электростанций. В 2006 году он ушел из правительственной комиссии по безопасности ядерных реакторов, поскольку процесс рассмотрения был сфальсифицирован и «ненаучен». [44]
По данным Международного агентства по атомной энергии , Япония «недооценила опасность цунами и не смогла подготовить адекватные резервные системы на АЭС «Фукусима-дайити». Это повторило широко распространенную критику в Японии о том, что «сговор между регулирующими органами и промышленностью привел к слабому надзору и неспособности обеспечить адекватный уровень безопасности на станции». [118] МАГАТЭ также заявило, что катастрофа на Фукусиме выявила отсутствие на станции адекватных резервных систем. При полном отключении питания критически важные функции, такие как система охлаждения, отключаются. Три реактора «быстро перегрелись, что привело к расплавлению, которое в конечном итоге привело к взрывам, в результате которых в воздух было выброшено большое количество радиоактивного материала». [118]
Луиза Фрешетт и Тревор Финдли заявили, что необходимы дополнительные усилия для обеспечения ядерной безопасности и улучшения реагирования на аварии:
Кризис с несколькими реакторами на японской АЭС «Фукусима» усиливает необходимость укрепления глобальных инструментов для обеспечения ядерной безопасности во всем мире. Тот факт, что страна, которая десятилетиями эксплуатировала ядерные реакторы, должна оказаться настолько тревожно импровизированной в своих ответных действиях и так не желает раскрывать факты даже своему собственному народу, не говоря уже о Международном агентстве по атомной энергии, является напоминанием о том, что ядерная безопасность очень важна. постоянная работа. [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 парка США. [122]
В отчете правительства Японии МАГАТЭ говорится, что «ядерное топливо в трех реакторах, вероятно, расплавилось во внутренних защитных оболочках, а не только в активной зоне». В докладе говорится, что «неадекватная» базовая конструкция реактора — модель Марк-1, разработанная General Electric, — включала «систему вентиляции защитных оболочек и расположение бассейнов охлаждения отработавшего топлива высоко в зданиях, что приводило к утечкам радиоактивной воды». что затрудняло ремонтные работы». [123]
После аварии на Фукусиме Европейский Союз решил, что реакторы во всех 27 странах-членах должны пройти испытания на безопасность. [124]
По данным UBS AG, авария на АЭС «Фукусима-1», вероятно, нанесет больший ущерб авторитету атомной энергетики, чем чернобыльская катастрофа в 1986 году:
Авария в бывшем Советском Союзе, произошедшая 25 лет назад, «затронула один реактор в тоталитарном государстве без культуры безопасности», написали в сегодняшнем отчете аналитики UBS, включая Пера Лекандера и Стивена Олдфилда. «На Фукусиме четыре реактора вышли из-под контроля в течение нескольких недель, что ставит под сомнение то, сможет ли даже развитая экономика справиться с ядерной безопасностью». [125]
Авария на Фукусиме выявила некоторые тревожные проблемы ядерной безопасности: [126]
Например, несмотря на ресурсы, вложенные в анализ движений земной коры и определение риска землетрясений экспертными комитетами, исследователи никогда не рассматривали возможность землетрясения магнитудой 9, за которым последует мощное цунами. Неисправность многочисленных систем безопасности на атомных электростанциях поставила под сомнение инженерное мастерство страны. Действия правительства в отношении приемлемых уровней радиационного воздействия смутили общественность, а специалисты здравоохранения практически не давали рекомендаций. Столкнувшись с нехваткой достоверной информации об уровнях радиации, граждане вооружились дозиметрами, объединили данные и вместе составили карты радиологического загрязнения, гораздо более подробные, чем все, что когда-либо предоставляло правительство или официальные научные источники. [126]
По состоянию на январь 2012 года также сохраняются вопросы относительно масштабов ущерба, нанесенного АЭС Фукусима землетрясением еще до того, как обрушилось цунами. Любые свидетельства серьезного ущерба от землетрясения на АЭС «поставят новые сомнения в безопасности других реакторов в сейсмоопасной Японии». [127]
Два правительственных советника заявили, что «проведенная Японией проверка безопасности ядерных реакторов после катастрофы на Фукусиме основана на ошибочных критериях, и у многих вовлеченных людей есть конфликт интересов». Хиромицу Ино, почетный профессор Токийского университета, говорит: «Весь процесс точно такой же, как и до аварии на Фукусиме-Дай-Ичи, хотя авария показала, что все эти рекомендации и категории недостаточны». [128]
В марте 2012 года премьер-министр Ёсихико Нода признал, что японское правительство разделило вину за катастрофу на Фукусиме, заявив, что чиновники были ослеплены ложной верой в «технологическую непогрешимость страны» и слишком погрязли в «мифе о безопасности». . [129]
Серьезные ядерные и радиационные аварии включают аварии на реке Мел (1952, 1958 и 2008 гг.), катастрофу на Маяке (1957 г.), пожар в Виндскейле (1957 г.), аварию SL-1 (1961 г.), аварию советской подводной лодки К-19 (1961 г.), катастрофу «Три мили». Авария на острове (1979 г.), разлив уранового завода в Черч-Роке (1979 г.), авария советской подводной лодки К-431 (1985 г.), катастрофы Therac-25 (1985-1987 гг.), авария в Гоянии (1987 г.), авария на лучевой терапии в Сарагосе (1990 г.), Коста-Рика авария при лучевой терапии (1996 г.), ядерная авария в Токаймуре (1999 г.), утечка THORP в Селлафилде (2005 г.) и разлив кобальта-60 Flerus IRE (2006 г.). [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 г.), Виндскейле (1957 г.), Три-Майл-Айленде (1979 г.), Чернобыле (1986 г.) и Фукусиме (2011 г.). В отчете журнала Lancet говорится, что последствия этих аварий для отдельных людей и общества разнообразны и устойчивы: [132]
Несмотря на подобные аварии, исследования показали, что ядерные смерти происходят в основном при добыче урана и что ядерная энергетика привела к гораздо меньшему количеству смертей, чем высокие уровни загрязнения, возникающие в результате использования обычного ископаемого топлива. [133] Однако атомная энергетика зависит от добычи урана , которая сама по себе является опасной отраслью со многими несчастными случаями и смертельными случаями. [134]
Журналистка Стефани Кук говорит, что бесполезно проводить сравнения только с точки зрения количества смертей, поскольку также имеет значение то, как люди живут впоследствии, как в случае с ядерной аварией в Японии в 2011 году : [135]
«Сейчас в Японии есть люди, которые либо не вернутся в свои дома навсегда, либо, если они вернутся в свои дома, будут жить в загрязненной зоне практически навсегда… Это затрагивает 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 растений, которые выбрасывают загрязнения в воздух, хороши. Но я не думаю, что эти сравнения действительно полезны только для того, чтобы по количеству смертей». [135]
Авария на Фукусиме вынудила более 80 000 жителей эвакуироваться из окрестностей станции. [123]
В ходе опроса, проведенного местным правительством Иитате, Фукусима, были получены ответы примерно от 1743 человек, эвакуированных из деревни, которая находится в зоне экстренной эвакуации вокруг поврежденной АЭС Фукусима-дайити. Это показывает, что многие жители испытывают растущее разочарование и нестабильность из-за ядерного кризиса и неспособности вернуться к той жизни, которой они жили до катастрофы. Шестьдесят процентов респондентов заявили, что их здоровье и здоровье их семей ухудшилось после эвакуации, а 39,9 процента сообщили, что чувствуют себя более раздраженными по сравнению с тем, что было до катастрофы. [136]
"Сводя все ответы на вопросы, связанные с нынешним семейным положением эвакуированных, треть всех опрошенных семей живут отдельно от своих детей, а 50,1 процента - вдали от других членов семьи (в том числе пожилых родителей), с которыми они жили до катастрофы. Опрос также показал, что 34,7 процента эвакуированных пострадали от сокращения заработной платы на 50 и более процентов после начала ядерной катастрофы. " [136]
Химические компоненты радиоактивных отходов могут привести к раку. Например, йод-131 был выброшен вместе с радиоактивными отходами во время Чернобыльской катастрофы и катастрофы на Фукусиме . После поглощения в почве он концентрировался в листовой растительности. 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 ядерных отходов также могут привести к раку. Например, стронций 90 вызывает рак молочной железы и лейкемию, плутоний 239 вызывает рак печени. [138]
В настоящее время проводится модернизация топливных таблеток и оболочки , что может еще больше повысить безопасность существующих электростанций.
Со временем разрабатывались новые конструкции реакторов, призванные обеспечить повышенную безопасность. В число этих проектов входят те, которые включают в себя пассивную безопасность и малые модульные реакторы. Хотя эти конструкции реакторов «призваны вызывать доверие, они могут иметь непредвиденный эффект: вызвать недоверие к старым реакторам, в которых отсутствуют разрекламированные функции безопасности». [139]
Следующие АЭС, которые будут построены, скорее всего, будут представлять собой проекты поколения III или III+ , и некоторые из них уже эксплуатируются в Японии . Реакторы поколения IV будут иметь еще больший уровень безопасности. Ожидается, что эти новые конструкции будут пассивно или почти безопасны и, возможно, даже безопасны по своей природе (как в конструкциях PBMR ).
Некоторые внесенные улучшения (не все во всех конструкциях) заключаются в наличии трех комплектов аварийных дизель-генераторов и связанных с ними систем аварийного охлаждения активной зоны, а не только одной пары, наличия закалочных баков (больших баков, заполненных теплоносителем) над активной зоной, которые автоматически открываются в нее, имея двойная защитная оболочка (одно здание защитной оболочки внутри другого) и т. д.
Примерно 120 реакторов, [140] таких как все реакторы в Швейцарии до и все реакторы в Японии после аварии на Фукусиме, включают в конструкцию защитной оболочки фильтруемые системы вентиляции защитной оболочки , которые предназначены для сброса давления защитной оболочки во время аварии путем выпуска газов. в окружающую среду, сохраняя при этом большую часть продуктов деления в фильтрующих конструкциях. [141]
Однако риски безопасности могут быть самыми большими, когда ядерные системы являются новейшими, а у операторов меньше опыта работы с ними. Инженер-ядерщик Дэвид Лохбаум объяснил, что почти все серьезные ядерные аварии произошли с использованием новейших на тот момент технологий. Он утверждает, что «проблема с новыми реакторами и авариями двояка: возникают сценарии, которые невозможно спланировать с помощью моделирования; и люди совершают ошибки». [83] Как выразился один директор исследовательской лаборатории США, «изготовление, строительство, эксплуатация и обслуживание новых реакторов столкнутся с крутой кривой обучения: передовые технологии будут иметь повышенный риск аварий и ошибок. Технология может быть проверена». , а люди нет». [83]
Существуют опасения, что развивающиеся страны «спешат присоединиться к так называемому ядерному ренессансу, не имея необходимой инфраструктуры, персонала, нормативной базы и культуры безопасности». [121] Некоторые страны с ядерными амбициями, такие как Нигерия, Кения, Бангладеш и Венесуэла, не имеют значительного промышленного опыта, и им потребуется по крайней мере десятилетие подготовки, прежде чем начать строительство реакторной площадки. [121]
Скорость реализации программы строительства атомной электростанции в Китае вызывает обеспокоенность по поводу безопасности. Задача правительства и атомных компаний состоит в том, чтобы «следить за растущей армией подрядчиков и субподрядчиков, у которых может возникнуть соблазн срезать углы». [142] Китай обратился за международной помощью в обучении большего количества инспекторов атомных электростанций. [142]
Атомные электростанции , гражданские исследовательские реакторы, некоторые военно-морские топливные объекты, заводы по обогащению урана и заводы по производству топлива уязвимы для атак, которые могут привести к широкомасштабному радиоактивному загрязнению . Угроза атаки бывает нескольких основных типов: наземные атаки в стиле коммандос на оборудование, вывод которого из строя может привести к расплавлению активной зоны реактора или повсеместному распространению радиоактивности; и внешние атаки, такие как падение самолета на реакторный комплекс, или кибератаки. [143]
Комиссия США по терактам 11 сентября заявила, что атомные электростанции были потенциальными целями, первоначально рассматриваемыми для атак 11 сентября 2001 года . Если бы террористические группы смогли достаточно повредить системы безопасности, чтобы вызвать расплавление активной зоны на атомной электростанции, и/или нанести существенный ущерб бассейнам с отработавшим топливом, такая атака могла бы привести к широкомасштабному радиоактивному загрязнению. Федерация американских ученых заявила, что для значительного расширения использования ядерной энергии ядерные объекты должны быть максимально защищены от атак, которые могут привести к выбросу огромных количеств радиоактивности в население. Новые конструкции реакторов обладают функциями пассивной безопасности , что может помочь. В США СРН проводит учения «Сила на силу» (FOF) на всех площадках атомных электростанций (АЭС) не реже одного раза в три года. [143]
Ядерные реакторы становятся предпочтительными целями во время военных конфликтов и за последние три десятилетия неоднократно подвергались нападениям во время военных авиаударов, оккупаций, вторжений и кампаний. [25] Различные акты гражданского неповиновения, проводимые с 1980 года мирной группой «Оралы» , показали, как можно проникнуть на объекты ядерного оружия, а действия групп представляют собой чрезвычайные нарушения безопасности на заводах по производству ядерного оружия в Соединенных Штатах. Национальная администрация ядерной безопасности признала серьезность действий «Орала» 2012 года. Эксперты по политике нераспространения поставили под сомнение «использование частных подрядчиков для обеспечения безопасности на объектах, которые производят и хранят наиболее опасные военные материалы правительства». [144] Материалы для ядерного оружия на черном рынке вызывают глобальную озабоченность, [145] [146] и существует обеспокоенность по поводу возможного взрыва небольшого, грубого ядерного оружия группой боевиков в крупном городе со значительными человеческими жертвами. и собственность. [147] [148] Stuxnet — это компьютерный червь , обнаруженный в июне 2010 года. Считается, что он был создан Соединенными Штатами и Израилем для атаки на ядерные объекты Ирана. [149]
Энергия ядерного синтеза — это развивающаяся технология, которая все еще находится в стадии исследований. Он основан на синтезе, а не делении (расщеплении) атомных ядер, используя совершенно другие процессы по сравнению с нынешними атомными электростанциями. Реакции ядерного синтеза потенциально могут быть более безопасными и производить меньше радиоактивных отходов, чем деление. [150] [151] Эти реакции кажутся потенциально жизнеспособными, хотя технически довольно сложными и еще не созданы в масштабе, который можно было бы использовать в работающей электростанции. Энергия термоядерного синтеза находится в стадии теоретических и экспериментальных исследований с 1950-х годов.
Строительство Международного термоядерного экспериментального реактора началось в 2007 году, но проект столкнулся со многими задержками и перерасходом бюджета . Ожидается, что объект начнет работу не раньше 2027 года, то есть на 11 лет позже, чем первоначально предполагалось. [152] Был предложен вариант коммерческой термоядерной электростанции DEMO . [153] [154] Есть также предложения по созданию электростанции, основанной на другом подходе термоядерного синтеза, а именно электростанции инерционного термоядерного синтеза .
Первоначально считалось, что производство электроэнергии с помощью термоядерного синтеза легко достижимо, как и энергия ядерного деления. Однако экстремальные требования к непрерывным реакциям и сдерживанию плазмы привели к тому, что прогнозы были продлены на несколько десятилетий. В 2010 году, спустя более 60 лет после первых попыток, коммерческое производство электроэнергии все еще считалось маловероятным до 2050 года. [153]
Мэтью Банн , бывший советник Управления по науке и технологиям США , и Хейнонен, бывший заместитель генерального директора МАГАТЭ, заявили, что существует необходимость в более строгих стандартах ядерной безопасности, и предложили шесть основных областей для улучшения: [99 ]
- операторы должны планировать события, выходящие за рамки проектных норм;
- более строгие стандарты защиты ядерных объектов от террористических диверсий;
- более сильное международное реагирование на чрезвычайные ситуации;
- международные обзоры охраны и безопасности;
- обязательные международные стандарты безопасности и защиты; и
- международное сотрудничество для обеспечения эффективности регулирования.
Прибрежные ядерные объекты также должны быть дополнительно защищены от повышения уровня моря, штормовых нагонов, наводнений и возможного возможного «островивания» ядерных объектов. [99]
{{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь ){{cite web}}: CS1 maint: bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )На данный момент зарегистрировано 237 случаев острой лучевой болезни и 31 смертельный исход.
