среда, 28 марта 2012 г.

Уроки Фукусимы



Прошел год с тех пор, как Японию постигла одна из крупнейших природных катастроф новейшего времени. В результате землетрясения и последующего цунами в Тохоку, северо-восточном регионе Японии, преимущественно в префектурах Ивате, Мияги и Фукусима погибло более 15 800 человек, в числе которых около 500 не были опознаны, а свыше 3100 человек в шести префектурах остаются пропавшими без вести. Были уничтожены или существенно повреждены более 383 000 жилых домов и других зданий, примерно 160 000 эвакуированных из районов, близких к АЭС Фукусима-1 не могут вернуться домой в связи с радиоактивным загрязнением. В общей сложности, около 344 000 человек до сих пор живут во временных жилищах.

Цунами создано около 22,5 млн. тонн мусора, из которых только 6,3% процента были утилизированы до сих пор, в основном из-за проблем, связанных с опасностью загрязнения мусора радиоактивными материалами.

Природная катастрофа повлекла за собой техногенную, без преувеличения бросившую вызов развитию атомной энергетики во всем мире. По случаю годовщины разрушительного землетрясения на востоке Японии, Генеральное консульство Японии во Владивостоке совместно с ДВО РАН провели открытый семинар «Восстановление Японии. Настоящая ситуация и ликвидация последствий в Фукусиме».

Открыли семинар Председатель ДВО РАН академик Валентин Иванович СЕРГИЕНКО и генеральный консул Японии во Владивостоке доктор Нобуаки ИТО.

В.И. Сергиенко и Т. Ито

По словам В.И. Сергиенко, в связи с аварией на АЭС «Фукусима-1» в ДВО РАН была разработана и принята к реализации с апреля 2011 года программа оценки возможной угрозы радиационного загрязнения вод дальневосточных морей, воздушной среды. Измерения показали, что непосредственной угрозы радиационного заражения нашей территории нет, однако результаты исследований, модельные расчеты и оценки наших ученых явились ценным вкладом в создание общей картины развития и глобального воздействия катастрофы на АЭС Фукусима-1 и послужат цели ликвидации ее последствий. О предложениях по утилизации жидких радиоактивных отходов, высказанных нашими учеными во время поездки в Токио на встречах в ТЕРСО, компании-операторе аварийной АЭС, во время консультаций с помощником премьер-министра Японии, парламентариями, Валентин Иванович уже рассказывал в нашей газете.

Лекторы семинара

В свою очередь, генеральный консул Нобуаки Ито обратился со словами благодарности и признательности к гражданам России, Приморья, которые выразили свое сочувствие и оказали помощь японскому народу после разрушительного землетрясения. Даже маленькие русские школьники приносили в консульство бумажных журавликов, свои рисунки, чтобы поддержать своих японских сверстников. Все вывозимые из Японии продукты и товары проходят строгий контроль и не представляют опасности потребителям. Правительство Японии уделяет первоочередное внимание продовольственной безопасности, осуществляет мониторинг и тестирование продуктов питания. Территория Японии за исключением 20-ти километровой зоны отчуждения вблизи АЭС Фукусима-1 экологически безопасна, экономика страны восстановлена, а японцы готовы к дальнейшему развитию туристских предпринимательских, людских отношений с Россией.  

Докладчики от японской стороны представляли Японский атомный промышленный форум (JAIF). Созданный в 1956 году Японский атомный промышленный форум – некоммерческое и неправительственное объединение, членами которого являются представители правительственных кругов, энергетических компаний, корпораций-производителей оборудования для атомной промышленности, строительных фирм, исследовательских и природозащитных организаций, местных органов власти, в первую очередь из тех префектур, где есть атомные электростанции. JAIF осуществляет научные исследования и обмен информацией в области ядерной энергетики, участвует в разработке планов правительства по использованию атомной энергии для устойчивого развития национальной экономики и общественного благосостояния.

Т. Кониси

С общей информацией о настоящей ситуации вокруг АЭС «Фукусима-1» выступил Тосио КОНИСИ, старший специалист Департамента международных дел JAIF, занимавшийся в прошлом разработкой реакторов на быстрых нейтронах для производства электроэнергии, затем работавший ученым секретарем Департамента атомной энергии МАГАТЭ. Его выступление продолжил доклад «Поражающие воображение Тохоку и Фукусима – преодоление разрушительных  последствий землетрясения, цунами и ядерной аварии», который сделал Томохико КИТА – генеральный директор Департамента международных дел JAIF, член государственных комитетов и научных обществ, как и его коллега длительное время проработавший в МАГАТЭ.

Т. Кита

В своих выступлениях японские участники постарались максимально подробно описать события вокруг аварии на АЭС, начиная с момента землетрясения вплоть до настоящего времени и раскрыли содержание планов работ по ликвидации последствий аварии, рассчитанные до 2050 года. Со следующего года начнется выгрузка отработавших топливных сборок из бассейнов выдержки, в период 2020-2035 гг. будет выгружено топливо из разрушенных реакторов, затем постепенно все сооружения, включая реакторные блоки, будут демонтированы, а на месте АЭС Фукусима-1 останется «зеленая лужайка».

По данным японских правительственных организаций погибших от радиации после аварии на АЭС Фукусима-1 ни среди персонала, ни среди населения нет. Те дозы, которые население получило и получит, таковы, что говорить о летальном воздействии радиации на здоровье людей нет причин. Людей, которые облучены в опасных дозах, также нет. В результате аварии было повреждено топливо на первом, втором, третьем реакторах. Топливные сборки расплавились, произошли выбросы радиоактивных веществ. Это послужило поводом для того, чтобы сравнивать аварию с чернобыльской. Но суммарно выбросы оказались примерно в пять раз меньше, чем в 1986 году в ЧАЭС. При оценке аварии на АЭС Фукусима-1 по шкале INES следует принимать во внимание, что шкала оказалась недостаточно ясной с точки зрения безопасности населения, поскольку не указывает прямо на дозы облучения населения. По шкале INES аварию отнесли к 7 уровню – в трёх реакторах произошло разрушение активных зон, авария задела населённые территории, были значительные выбросы, но значимых радиологических последствий не произошло. Отличие фукусимской аварии от чернобыльской существенно. В Чернобыле в результате действий персонала произошел разгон реактора, который в итоге взорвался. В Японии же, несмотря на потерю функции охлаждения, все реакторы были заглушены, цепная реакция была остановлена полностью. Но поскольку реакторы не были охлаждены, произошло расплавление топлива и последующие выбросы радиации. Причина аварии ясна – проект не учитывал особенностей размещения площадки АЭС и того, что кроме 9-балльного землетрясения высота последующей волны цунами может превысить уровень 10 метров. Землетрясение АЭС выдержала, если бы дизель-генераторы аварийного электроснабжения были размещены на 15 метров выше уровня моря, то и не было бы этой аварии.

Японские коллеги выразили надежду, что импортные ограничения и рекомендации для туристов, которые еще остаются в некоторых странах, будут пересмотрены и смягчены, в связи с улучшением экологической ситуации в регионе Тохоку, что находит подтверждение в данных научных исследований.

С докладом «Радиоактивный след аварийных выбросов АЭС Фукусима-1 в дальневосточных морях» выступил Владимир Алексеевич ГОРЯЧЕВ, заведующий лабораторией ядерной океанологии Тихоокеанского океанологического института имени В.И. Ильичева ДВО РАН, кандидат технических наук. Для оценки возможной угрозы радиационного загрязнения вод дальневосточных морей был организован отбор и анализ проб морской воды в поверхностном слое в фиксированных точках мониторинга на акватории Японского и Охотского морей и северо-западной части Тихого океана. Учеными проводился отбор и анализ проб атмосферной влаги и аэрозолей также и во Владивостоке. Был выполнен прогноз распространения вод содержащих радионуклиды на основе гидродинамического моделирования.

В.А. Горячев

Присутствие «аварийных» радионуклидов в атмосфере Владивостока было зарегистрировано на 12 сутки после аварии, что соответствует среднему периоду обращения воздушной массы вокруг Земли. Концентрация изотопов, 131I, 137Cs, 134Cs в атмосферном воздухе оказалась на 4 порядка ниже допустимой среднегодовой объемной активности. В пробах морской воды, отобранных в Уссурийском заливе, 134Cs отсутствовал, а концентрация 137Cs не превысила фоновых значений. Значимые уровни содержания 134Cs зарегистрированы в пробах воды, отобранных в заливе во второй половине мая. В пробах открытой части моря, отобранных в первой половине ноября, также присутствовал 134Cs. В Охотском море концентрация 134Cs составила 0.1-0.2 Бк/м3. Концентрация 137Cs, явно превышающая фоновые уровни зарегистрирована в пробах, отобранных с океанской стороны южных Курил (4.5, 6.4 Бк/м3). Концентрация 134Cs составила 0.2-2.0 Бк/м3.

Присутствие «аварийных» радионуклидов в поверхностной воде Японского и Охотского морей обусловлено их выпадением на поверхность акваторий в составе атмосферных аэрозолей и осадков. Метеорологические условия во время максимальных выбросов были таковы, что подавляющая часть их попала в море, подверглась разбавлению и уже на расстоянии свыше 20 километров от берега лишь незначительно превышает фоновые значения. Динамика вод вблизи аварийной АЭС Фукусима-1 определяется прибрежным переносом на юго-восток, дальнейшим захватом потоком Куросио, а также антициклоническими вихрями синоптического масштаба.

Особенности циркуляции Японского моря и северо-западной части Тихого океана исключают прямое проникновение вод, загрязненных продуктами аварии Фукусимы, в этот бассейн. Численное моделирование,  выполненное в ТОИ ДВО РАН на основе нелинейной гидродинамики распространения в океане загрязненной воды на основе поля скорости по данным спутниковой альтиметрии показывает захват вод от источника в районе аварии в систему вихревых структур субарктической фронтальной зоны (область взаимодействия течений Куросио-Ойясио), концентрацию в вихрях синоптического масштаба (ринги Куросио) и перенос на север в район Курильских островов.

С докладом «Опыт переработки жидких радиоактивных отходов, содержащих морскую воду» выступил член-корреспондент РАН Валентин Александрович АВРАМЕНКО – заведующий отделом сорбционных технологий Института химии ДВО РАН, профессор, доктор химических наук. Его доклад, а также последовавшее заседание круглого стола в Институте химии ДВО РАН были посвящены обсуждению технологических аспектов ликвидации последствий радиационной катастрофы и, прежде всего, утилизации около 100 000 тон жидких радиоактивных отходов (ЖРО) средней активности, скопившихся на территории АЭС Фукусима-1. ЖРО образовались в результате использования морской воды для охлаждения аварийных реакторов АЭС Фукусима-1. В настоящее время ими заполнены нижние помещения реакторных блоков и существует угроза просачивания их в море. Действующая на станции система очистки предусматривает удаление гамма-излучателей (радионуклидов цезия) и возврат очищенной воды для повторного охлаждения реакторов и бассейнов выдержки отработанного топлива, тем самым превращая ее снова в ЖРО. Рассол, содержащий, в частности, радиоизотопы стронция (бета-излучатели), накапливается на территории станции в специальных емкостях. Необходимость очистки ЖРО от изотопов стронция стали активно обсуждать только в прошлом месяце.

В.А. Авраменко (слева) и В.А. Горячев

В России знают, что за ужасом свершившейся радиационной аварии следуют годы напряженной, тяжелой работы по ликвидации ее последствий. Ученые Института химии имеют подобный опыт и считают, что он может пригодиться в Фукусиме. Химики в состоянии решить задачу по уменьшению объема рассола в 25-30 раз и очистке сбрасываемой в море воды до экологически допустимых параметров.

Множество АЭС расположено на морском побережье, но в штатном режиме присутствие в составе ЖРО примесей морской воды недопустимо, поскольку однозначно свидетельствует о возникновении аварийной ситуации. Поэтому в мире не накоплен значительный опыт работы с подобными отходами. Напротив, наши химики занялись поисками решения этой проблемы еще в 1993 году, по просьбе Тихоокеанского флота, в связи с введением правительством России запрета на сброс в море жидких радиоактивных отходов. Причина появления отходов этого типа – нарушение правил обращения с ЖРО, аварийные ситуации. Источники – атомные подводные лодки и надводные корабли.

Эти отходы, в силу своего сложного состава, чрезвычайно трудно поддаются переработке традиционными методами. Наибольших успехов исследователям-химикам удалось достичь на пути создания сорбционных технологий. Так, например, были созданы селективные сорбенты, позволяющие извлекать из морской воды стронций.

Наряду с такими научными проблемами как получение сорбентов для сорбции радионуклидов стронция из высокосоленых растворов, разработка способов повышения коэффициентов очистки для непосредственного сброса очищенных вод в акваторию, создание эффективных методов удаления радиоколлоидов, были решены технологические задачи. Среди них: разработка конструкции сорбционных фильтров с уменьшенной мощностью дозы гамма-излучения, способов повышения эффективности очистки для непосредственного сброса очищенных вод в акваторию, регулирование химического состава в потоке перерабатываемых ЖРО.
К настоящему времени в Институте химии созданы принципиально новые сорбционно-реагентные материалы для извлечения долгоживущих радионуклидов цезия, стронция и кобальта, исследованы механизмы сорбции в данных системах. Значительное преимущество предложенных сорбентов по сравнению с мировыми аналогами подтверждено испытаниями в научных центрах Росатома. По своим характеристикам эти сорбенты превосходят образцы материалов, предоставленных Институту химии компанией ТЕРСО, оператором АЭС Фукусима-1.

Ряд сорбентов и технологий очистки ЖРО уже внедрены на предприятиях Росатома и объектах ФГУП «ДальРАО». Разработаны и используются на ФГУП ДВЗ «Звезда» технологии пленочно-электрохимической и пленочно-сорбционной дезактивации радиационно-загрязненых поверхностей. С 1997 года ученые института выполняют исследовательские программы МАГАТЭ.

Доктор химических наук Светлана Юрьевна Братская, заведующий лабораторией сорбционных процессов

Технологические решения Института химии ДВО РАН пока что не нашли применения в Фукусиме по той же причине, по которой инновационные разработки Академии наук редко используются крупным бизнесом в России. В силу специфики своей деятельности, академический институт не может предложить компании ТЕРСО готовую высокопроизводительную установку, которую можно было бы привезти на место аварии, смонтировать, запустить и продемонстрировать гарантированные параметры производительности и качества очистки ЖРО. Не следует забывать и о том, что существуют национальные, ментальные, культурные, организационные, профессиональные и прочие различия и подходы в производстве работ в России и в Японии. К примеру, японцы предпочитают работать с крупными промышленными корпорациями. Другой пример: один из выступавших на семинаре японских коллег рассказал о случае, когда инструкции по эксплуатации оборудования оказались не в ожидаемом объеме или не понятны обслуживающему персоналу в Японии, что воспрепятствовало использованию оборудования.

Поэтому Институт химии планирует выход на японский рынок в содружестве с NUKEM Technologies GmbH, компанией, которая обеспечит аппаратурное решение для созданных в Институте химии уникальных материалов и технологий. NUKEM – немецкая инжиниринговая компания, специализирующаяся на оказании услуг в области обращения с РАО и ОЯТ, а также выводе ядерных и радиационно-опасных объектов из эксплуатации. Компания располагает опытом выполнения крупных проектов, в частности, в Азии и предложит совместный проект компании TOSHIBA, участвующей в работах по заказу ТЕРСО.

В настоящее время в Японии из 54 реакторных блоков действуют только два – 6-й энергоблок АЭС «Касивадзаки-Карива» в префектуре Ниигата и 3-й реактор АЭС «Томари» на Хоккайдо. В конце апреля их работа будет приостановлена для плановой инспекции, которая проходит раз в 13 месяцев. Таким образом, к середине весны в Японии может не остаться ни одной работающей АЭС. По результатам тестирования реакторных блоков решение о возможности их дальнейшей работы принимается на правительственном уровне четырьмя курирующими атомную энергетику министерствами. Затем, в случае положительного решения, необходимо получить одобрение на территории расположения энергоблока, то есть в префектуре и муниципалитете.

Правительство Японии намерено представить населению три альтернативных концепции развития ядерной энергетики в стране. Первая, предусматривающая закрытие всех японских АЭС, неизбежно вызовет рост цен и дефицит электроэнергии уже в летнее время, что может привести к значительным последствиям в обществе и в промышленности. Вторая – предусматривает сохранение имеющихся в стране АЭС, а третья – строительство новых станций и доведение производства на них электроэнергии до 40% от общего энергопотребления Японии по сравнению с 29%, выработки на момент фукусимской катастрофы. Администрациям префектур, которые согласятся разместить у себя новые атомные станции, будут предоставлены существенные налоговые льготы, а также прямые государственные субсидии в рамках специальной программы.

Цивилизация, построившая  Большой адронный коллайдер, пославшая ракеты в космос, наработавшая мегатонны термоядерного оружия и тераватты атомной энергии в состоянии решить проблему переработки отработанного ядерного топлива. Варианты от фантастических полетов к другим планетам до вполне реального захоронения на глубинах в несколько километров в толщах породы или на морском дне, доказывают, что сейчас она этого не хочет делать. Удобнее рассуждать, что необходимые решения будут найдены лет через пятьдесят. Не важно, прикрываются нехваткой денег или существует некоторое лоббирование. До тех пор, пока не востребовано решение этой проблемы – реально, а не на словах, пока не создан механизм решения этой проблемы, и не выделяется финансирование, урок Фукусимы – не выучен.

Александр КУЛИКОВ

Альбом: Химики



Альбом: Химики



Альбом: Химики



Альбом: Химики




Комментариев нет:

Отправить комментарий