Экологические проблемы эксплуатации АЭС в Германии

Размещено на http://www.allbest.ru/

4

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАСТВЕННОЕ АВТОНОМНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» (ИАТЭ НИЯУ МИФИ)

Обнинский институт атомной энергетики - филиал

Факультет естественных наук

Кафедра экологии

РЕФЕРАТ

На тему: «Экологические проблемы эксплуатации АЭС в Германии»

Направление подготовки: 05.03.06 «Экология и природопользование»

Дисциплина: «Экологическая безопасность ядерного топливного цикла»

Выполнил: студент В.В. Хронина

Руководитель, доцент кафедры экологии ИАТЭ НИЯУ МИФИ, к.б.н. О.А. Момот

Обнинск, 2016 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1) Работающие АЭС в Германии

2) Контроль радиоактивного загрязнения

3) Аварии на АЭС

Заключение

Список использованных источников

ВВЕДЕНИЕ

В ФРГ в 70-е - 80-е годы темпы развития атомной энергетики были достаточно высокими, но менее высокими, чем во Франции. Атомная энергетика Германии тормозилась лишь несколькими факторами, которые можно считать общеевропейскими - густонаселенная местность, отсутствие собственных месторождений урана и проблема с хранением ядерных отходов.

Эти факторы, а также большая роль в политике Германии партии зеленых привела к тому, что, начиная с 1997 года, проводилась планомерная политика по снижению зависимости страны от атомной энергетики. Последние запущенные реакторы датировались 1989 годом. Катастрофа на Фукусиме лишь ускорила этот процесс. В 2011 году было остановлено 8 реакторов.

По данным на 2012 год, в Германии функционировали 9 АЭС суммарной нетто-мощностью 12068 MW. На АЭС было произведено 102,3 млрд. квт-часов, или 18 % всей электроэнергии. Была создана Этическая комиссия безопасного энергоснабжения. Комиссия рекомендовала выход страны из атомной энергетики до 2021 года и остановку уже отключенных от сети восьми реакторов. Главную опасность для работы АЭС Комиссия видит в недостаточной защите станций от падения самолетов. Для оставшихся АЭС установлены жесткие сроки их отключения. Все АЭС размещены сравнительно равномерно по территории Германии. Лишь на территории бывшей ГДР в настоящее время АЭС отсутствуют. Обе старые атомные электростанции, построенные в ГДР в 1966 (АЭС «Райнсберг») и в 1974 годах («Грайфсвальд»), в 1990 году, в период объединения Германии, были отключены.

1. Работающие АЭС в Германии

атомный электростанция германия контроль радиоактивность

Благодаря вступлению в НАТО в 1955 г. с ФРГ были сняты ограничения по развитию некоторых стратегических отраслей промышленности, наложенные на нее после поражения во Второй мировой войне. И уже в 1961 г. здесь вступила в строй первая атомная электростанция - АЭС «Каль» с кипящим реактором BWR. Ее мощность составляла всего 15 МВт, однако уже в 1969 г. начала работу первая коммерческая АЭС «Обригхайм» с легководным реактором PWR промышленного уровня мощности 340 МВт. Эти два типа реакторов в дальнейшем и составляли основу атомной энергетики ФРГ, хотя в реакторном парке присутствовали и другие разновидности - например, высокотемпературный газоохлаждаемый, канальный и быстрый натриевый.

Уверенный старт сулил хорошие перспективы. Атомная энергетика пользовалась приоритетом в западногерманской энергетической политике 60-70-х годов, который только укрепился в годы взлета мировых цен на нефть и глобального энергетического кризиса. Долю выработки электроэнергии на АЭС предполагалось постепенно довести до 45 %. Впрочем, этот план не был выполнен, своего максимума атомная энергетика Германии достигла к 1990 г. - около 30 %.

С самого начала сформировались и основные принципы немецкой атомной энергетики. Как правило, площадки АЭС находятся в низовьях и среднем течении рек. Размещение - рассредоточенное, с привязкой к местным потребителям в районах, не обладающих достаточными топливными ресурсами, преимущественно на севере и юге страны. Поэтому большинство АЭС имеют всего лишь по одному - два энергоблока

Теперь, рассмотрим и опишем каждую из работающих АЭС в Германии.

1) Brokdorf

Местонахождение электростанции:

Находится в коммуне Брокдорф района Штайнбург, земли Шлезвиг-Гольштейн.

Количество энергоблоков: 1

Тип реакторов: PWR

Ввод в эксплуатацию: 1986

Электрическая мощность, МВт 1480 МВт

2) Emsland (Lingen)

Местонахождение электростанции:

около города Линген района Эмсланд земли Нижняя Саксония.

Ввод в эксплуатацию: 1988

Электрическая мощность, МВт: 1400 МВт

Количество энергоблоков: 1

Тип реакторов: PWR

3) Grohnde

Местонахождение электростанции: Германия, Нижняя Саксония

Ввод в эксплуатацию: 1984

Электрическая мощность, МВт: 1430 МВт

Количество энергоблоков: 1

Тип реакторов: PWR

4) Gundremmingen

Местонахождение электростанции:

в коммуне Гундремминген, швабского района Гюнцбург в Баварии

Ввод в эксплуатацию: 1984

Электрическая мощность, МВт 2688 МВт

Количество энергоблоков: 3

Тип реакторов: BWR

Эксплуатируемых реакторов: 2

5) Isar

Местонахождение электростанции:

Нижняя Бавария

Ввод в эксплуатацию: 21 марта 1979 года

Электрическая мощность, МВт: 1485 МВт (с 2011 года)

Количество энергоблоков: 2

Тип реакторов:

BWR (KKI 1)

PWR (KKI 2)

Эксплуатируемых реакторов: 1 (с 2011 года)

Отличительной особенностью реактора является возможность использования MOX-топлива.

6) Philippsburg

Местонахождение электростанции:

Баден-Вюртемберг

Ввод в эксплуатацию: 26 марта 1980 года

Электрическая мощность, МВт: 1468 МВт (с 2011 года)

Количество энергоблоков: 2

Тип реакторов:

BWR (KKP 1)

PWR (KKP 2)

Эксплуатируемых реакторов: 1 (с 2011 года)

7) Neckarwestheim

Местонахождение электростанции:

Баден-Вюртемберг

Ввод в эксплуатацию:

1 декабря 1976 года

Количество энергоблоков: 2

Тип реакторов: PWR (Vor-Konvoi)

Эксплуатируемых реакторов: 1 (с 2011 года)

Из вышеперечисленных видно, что АЭС в Германии строятся с применением:

1) РЕАКТОРОВ ТИПА PWR (РЕАКТОР С ВОДОЙ ПОД ДАВЛЕНИЕМ, АНГЛ. PRESSURIZED WATER REACTOR)

Водо-водяной ядерный реактор -- реактор, использующий в качестве замедлителя и теплоносителя обычную (лёгкую) воду. Наиболее распространённый в мире тип водо-водяных реакторов -- с водой под давлением.

2) РЕАКТОРОВ ТИПА BWR (КИПЯЩИЙ ВОДО-ВОДЯНОЙ РЕАКТОР (АНГЛ. BOILING WATER REACTOR (BWR))

Тип корпусного водо-водяного ядерного реактора, в котором пар генерируется непосредственно в активной зоне и направляется в турбину.

Поскольку в реакторе BWR не используют борную кислоту для компенсации запаса реактивности на выгорание топлива, скорость образования трития при захвате нейтронов бором в активной зоне этих реакторов меньше, чем в PWR. Образующийся в активной зоне BWR пар непосредственно подается на турбину; поэтому при наличии негерметичных твэлов продукты деления, выходящие в контур теплоносителя, вместе с паром выносятся в турбину.

В реакторах BWR и PWR предусмотрены разные системы предварительной обработки радиоактивных газов ,и жидкостей перед сбросом их в окружающую среду. В результате активность выбросов трития на BWR меньше, чем на PWR, однако выброс благородных газов, наоборот, выше. Более высокая активность благородных газов/в BWR связана в основном с наличием короткоживущих радионуклидов. Ведутся работы по техническому усовершенствованию систем, позволяющих увеличить время выдержки благородных газов в пределах реактора BWR. Это может быть достигнуто, в частности, за счет низкотемпературного поглощения благородных газов углем или путем их сжижения.

2. Контроль радиоактивного загрязнения

В ФРГ данные об уровнях радиоактивности в стране предполагается получать от сетей контроля в масштабах страны и земель, а затем собирать их в информационную систему "Радиоактивность окружающей среды" федерального правительства. Оснащение системы должно быть таковым, чтобы выдаваемая ею информация могла служить основой для разработки необходимых мероприятий.

Система должна обеспечивать:

· непрерывное наблюдение за радиоактивностью в окружающей среде;

· заблаговременное выявление и оценку возможных событий при невысоких уровнях воздействия радиоактивных веществ;

· постоянное прогнозирование обстановки при аналогичных случаях с учетом воздействия радиоактивных веществ на население;

· получение данных о последствиях воздействия на население высоких уровней радиоактивности окружающей среды.

Для выполнения указанных задач вся система должна быть построена определенным образом. В частности, контроль радиоактивности на подведомственных территориях должен идти непрерывно. Данные замеров должны передаваться, как можно быстрее обрабатываться и поступать в распоряжение властей, что создает возможность для прогноза обстановки.

Полученные данные и информация должны обрабатываться таким порядком, чтобы они могли служить основой для принятия быстрых решений, при этом необходима гарантия бесперебойной совместной работы между органами власти страны и земель.

Предполагается, что создаваемая интегрированная система для контроля радиоактивности на территории страны будет трехступенчатой:

· значения радиоактивности в окружающей среде определяются измерительными постами;

· сбор, обработка и документирование полученных данных осуществляется административными учреждениями страны;

· оценка данных наблюдаемой радиоактивности в окружающем пространстве осуществляется центральной станцией страны.

Для обеспечения прохождения больших потоков информации предполагается в системе обнаружения и передачи данных использовать вновь создаваемую систему связи. Новая система автоматически должна выдавать данные о существовании угрожающей обстановки или о возможности ее возникновения.

В целях практического осуществления контроля радиоактивности окружающей среды, загрязнений поверхности земли и воды в ФРГ используются многие организации, которые с помощью сети постов осуществляют сбор замеренных данных для быстрой оценки и прогнозирования обстановки. Так, система оповещения населения о гамма-излучениях привязана к определенным точкам территории страны, отстоящим примерно на 13 км друг от друга. Связь между управлениями и постами осуществляется по линиям телефонной связи. Посты работают непрерывно, а их аппаратура отключается только при значениях определяемых величин, достигших порогового уровня, что служит сигналом заблаговременного предупреждения.

К концу 1989 г. число измерительных постов предполагалось довести до 2000 с учетом следующих обстоятельств:

· все посты контроля воздуха оснащаются современной дозиметрической аппаратурой;

· уплотнение сети постов проводится с учетом плотности расселения населения, расположения АЭС и конфигурации границы ФРГ.

Для повышения надежности определения уровня зараженности местности радиоактивными веществами полагают, что в системе постов должны находиться в постоянной готовности до 10 мобильных установок забора проб. Данные измерительных постов по результатам замеров почвы на содержание радиоактивных веществ скапливаются в соответствующих управлениях системы оповещения и после тщательного контроля передаются в институт радиоактивности атмосферы и центральную станцию страны. В конечном итоге общая сеть измерительных постов в масштабе страны формируется из ведомственных и федеральных сетей, которые, в частности, включают:

a. Сеть федерального министерства по охране окружающей среды.

Она объединяет 17 измерительных постов. В сети имеются: один опытный пост, пять постов с обслуживающим персоналом и одиннадцать постов без обслуживающего персонала. Программа работы постов с обслуживающим персоналом охватывает замеры, связанные с контролем высокоактивных радиоактивных веществ и текущих данных по метеорологии. Измерения на постах без персонала ведутся с помощью автоматически работающей аппаратуры. Все 17 измерительных постов должны были быть включены в интегрированную измерительную и информационную систему контроля радиоактивности окружающего пространства. Кроме того, предусматривалось оснастить 11 постов непрерывно действующим оборудованием контроля бета-излучения и наличия радиоактивного йода.

b. Сеть министерства коммуникаций (управление контроля водных путей) включает 28 постов. Основная задача постов, создававшихся в основном в верховьях водных путей - контроль радиоактивности в водных путях страны и, в особенности, радиоактивности от АЭС. Наблюдение ведется непрерывно и синхронно по двум каналам (бета- и гамма-излучения). Наряду с непрерывно работающей аппаратурой посты имеют также средства для взятия проб. Уплотнения постов измерения в этой сети не требуется, поскольку в текущей воде захваченные радиоактивные вещества перемещаются вместе с потоком, что позволяет прогнозировать их распространение.

c. Вторая сеть министерства коммуникаций (Немецкий гидрографический институт) обслуживает Северное и Балтийское моря. Она включает 5 неподвижных (плавучие маяки, платформы) постов, а также 3 поста на кораблях. Посты непрерывно определяют радиоактивность верхних слоев воды и берут пробы воды для выявления и анализа радиоактивных веществ.

Дополнительно к существующим измерительным постам предполагается установить несколько постов на побережье. Результаты гамма-измерений непосредственно передаются в институт. Передачу данных с измерительных постов, находящихся в море, предполагается осуществлять через искусственные спутники Земли. При соответствующем пороговом значении забор на постах производится автоматически.

Прогнозы по распространению радиоактивных веществ в ФРГ выдаются лабораторией метеорологической службы, гидрографическим институтом, управлением контроля водных путей сразу же после получения данных о появлении радиационной опасности в воздухе, на водных артериях или на море. Это дает возможность органам власти, используя имеющиеся расчетные методики и модели, своевременно оповещать об угрозе население соответствующих районов. Наибольшее значение приобретает прогнозирование радиационной опасности в воздухе, где она распространяется быстрее, чем в воде. Прогнозирование радиационной опасности в воздухе осуществляет метеорологическая служба с помощью цифровой системы прогноза погоды. Особое внимание обращается на необходимость обнаружения загрязнений радиоактивными веществами облаков, замера их пространственного положения и размеров с учетом целесообразности выявления таких облаков на наиболее дальних расстояниях, что облегчает и повышает точность прогнозирования.

d. Земельные посты измерения радиоактивности окружающей среды выполняют ряд специфических задач, в частности: проводят контроль за продуктами, фуражом, производством табака, за искусственными материалами, состоянием питьевой воды, грунтовой воды, предпочвенных вод, сточных вод, отстойников, осадков, удобрений и т.п. Контроль осуществляется путем забора проб и их анализа на содержание радиоактивных веществ в лаборатории (в том числе по стронцию-90, альфа-зараженности и др.)

Для решения задач в Землях 38 измерительных пунктов (постов), результаты которых передаются через земельные центры обработки в центральную станцию страны, при оценке радиоактивности окружающей среды используется дополнительная информация: вид пробы, момент ее взятия, место отбора, порядок обработки пробы до замера и др. Эта дополнительная информация поступает с измерительных постов вместе с основными данными.

В настоящее время в ФРГ нашли широкое распространение дистанционные системы контроля радиоактивного загрязнения окружающей среды.

Так, на юге страны используются дистанционные системы контроля фирмы "Дорнер", на АЭС "Библис", "Брокдорф", "Брунсбуэттель", "Штоде", "Круэммель" и "Гроде" - аналогичные системы фирмы "Сименс", которые считаются более гибкими.

Электронная дистанционная система контроля фирмы "Сименс", которую предполагалось установить в районе АЭС "Библис" (земля Гессен, ФРГ), должна включать 30 измерительных постов: по одному у вытяжной системы, а остальные по периметру двух зон радиусами, соответственно, 1000 м и 1500 м от активной зоны реактора. Если в результате моделирования аварии выяснится, что радиоактивность будет высокой и в других местах в районе реактора, там можно установить дополнительные посты. Главный пост создается у реактора. Данные гамма-излучения должны передаваться через телефон-модем в центр сбора и анализа данных земельного министерства окружающей среды (г. Дармштадт) через каждые 5 секунд. Сбор и анализ данных, воссоздающих полную картину излучения в районе реактора, должны осуществляться каждые 10 мин., анализ изотопов - в течение 30 мин. Канал связи, по которому поступают данные от датчиков, должен быть создан таким образом, чтобы постороннее вмешательство было практически невозможно.

Дистанционные системы контроля на юге ФРГ стали развиваться с 1978 г. Первая из них была открыта в Баварском ведомстве защиты окружающей среды. В настоящее время эти системы используются для контроля радиоактивных выбросов лишь в окрестностях АЭС. Баварская система контроля осуществляет непрерывное измерение мощности дозы гамма-излучения и общей бета-активности аэрозолей в воздухе (текущей и запаздывающей на 5 дней) в районах АЭС Баварии.

Усовершенствование системы должно предусматривать решение следующих задач: раннего предупреждения в случае увеличения искусственной радиоактивности в атмосфере; измерения внешнего облучения людей; измерение концентрации радиоактивности поверхностного слоя для определения дозы от вдыхаемых радиоактивных веществ с указанием наличия изотопа йода-131 и др.

Данные, передаваемые системой, используются службой контроля. Автоматический сбор и анализ данных обеспечивает раннюю оценку степени облучения персонала и населения в случае аварии. В настоящее время ведутся работы по созданию нового центра системы, который осуществляет автоматический контроль всех операций. Его ближайшими задачами являются: запрос данных у подсистем на АЭС и последующая обработка полученных данных; контроль всех измеренных величин на приближение к опасному уровню и включение средств сигнализации; расчеты выброса для установления степени облучения в районе АЭС; хранение всех зарегистрированных величин. Для обеспечения надежности системы в ней установлены запасные центральный процессор, диски и др.

Центр системы включает тревогу в случае достижения регулируемыми значениями опасного уровня, нарушения связи системы, ошибки прибора или программного обеспечения. Причина тревоги регистрируется. Запись включает всю необходимую информацию, в том числе инструкции для дальнейшей работы. При расчете выброса путем изменения параметров можно моделировать любые возможные ситуации. Результаты расчетов могут быть представлены в графической форме.

Большая часть точек наблюдения должна находиться у населенных пунктов и вблизи границы. Одна из точек должна быть установлена на вершине г. Цугшпитце, являющейся самой высокой в ФРГ. Вследствие такого размещения увеличение радиоактивности может быть обнаружено очень рано.

На 2015 год суммарно АЭС в Германии выработали - 86 млрд кВт·ч/год

В условиях нормальной эксплуатации АЭС выбросы радионуклидов во внешнюю среду незначительны и состоят в основном из радионуклидов йода и инертных радиоактивных газов, периоды полураспада которых (за исключением изотопа 85Кг) в основном не превышают нескольких суток. Эти нуклиды образуются в процессе деления урана и могут просачиваться через микротрещины в оболочках твэлов (тепловыделяющие элементы, содержащие внутри себя уран).

3. АВАРИИ НА АЭС

Экономический ущерб: 723000000 $

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Вследствие дискуссий после аварии на первой Фукусимской АЭС федеральное правительство постановило 14 марта 2011 года временный (на три месяца) запрет на продление действия атомных электростанций и отключение семи старейших немецких энергоблоков при этом моратории. Под действие этого решения попали реакторы энергетических предприятий EnBW, E. ON и RWE. Последний концерн подал 1 апреля 2011 года иск против отключения энергоблока Biblis-A (KWB A) АЭС Библис в соответствующий Высший административный суд Гессена, ссылаясь на отсутствующие правовые основания для моратория.

30 мая 2011 года Германия формально объявила о своих планах полностью отказаться от ядерной энергетики в течение следующих 11 лет. План включает немедленное закрытие 7 атомных энергоблоков, которые были временно остановлены для тестирований в марте 2011 года, и восьмой АЭС, которая была выключена из сети за технических проблем. Девять оставшихся станций должны быть отключены до 2022 года, как было заявлено Норбертом Рёттгеном, председателем Федерального министерства окружающей среды, защиты природы и ядерной безопасности, после переговоров, продолжавшихся до поздней ночи.

Пока бесспорным остается факт: в условиях отказа от АЭС возобновляемые источники энергии не способны обеспечить надежное электроснабжение потребителей.

Таким образом, полный отказ Германии от атомной генерации нельзя считать необходимым и эффективным решением. Возможно, стране в итоге все же удастся радикально перестроить свою «энергетическую корзину», но цена этого - и экономическая, и социальная, и даже экологическая - будет чрезвычайно высока.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ:

1) https://xpir.ru/

2)http://inter-focus.de/index.php/ru/politika/ekonomika-i-finansy/409-atomnaya-energetika-evropejskikh-stran

3) http://bibliofond.ru/

4) https://www.deutschland.de/ru

5) http://sibac.info/

6) http://eircenter.com/

Размещено на Allbest.ru