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

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

В книжках можно прочитать, что российская ядерная энергетика работает по замкнутому циклу. Это не совсем так. Дело в том, что у нас перерабатывается ОЯТ единственного типа реакторов – ВВЭР-440; а это меньшая часть работающих блоков (подробнее – в следующей главе).

И вновь обратим внимание на правую часть рис. 16.2. В открытом цикле ОЯТ направляют на временное хранение либо на окончательное захоронение – как есть, в виде тепловыделяющих сборок.

А замкнутый цикл предусматривает так называемую радиохимическую переработку отработавшего топлива. В результате такой переработки получают регенерированный уран и жидкие высокоактивные отходы (ВАО). Уран (опять-таки после повышения в нём концентрации делящегося изотопа уран-235) снова используют для изготовления твэлов. А жидкие отходы переводят в твёрдую форму и подвергают окончательному захоронению.

Радиохимическая технология очень сложна: почти все операции проводят дистанционно. Затраты на переработку тонны ОЯТ составляют более миллиона долларов. Даже Соединенные Штаты отказались от радиохимии: американская ядерная энергетика ориентируется на открытый цикл.

Однако захоронение ОЯТ без переработки – дело тоже непростое. Ведь облучённое топливо содержит не только радиоактивный стронций и цезий. Это бы полбеды, они распадутся за 600 лет. Но ОЯТ содержит изотопы трансурановых элементов (в таблице Менделеева расположены после урана) – плутония, америция и других. Трансураны очень опасны, а распадаются медленно (периоды полураспада – сотни, тысячи и десятки тысяч лет). Поэтому ОЯТ необходимо захоронить с гарантированной изоляцией от окружающей среды минимум на 10 000 (десять тысяч!) лет.

Соединённым Штатам удалось найти у себя подходящее сейсмически безопасное место, но реальное захоронение отработавших твэлов пока не производится.

В России, как вы уже знаете, предусмотрено частичное замыкание ЯТЦ, которое предусматривает радиохимическую переработку ОЯТ реакторов ВВЭР-440. Это организовано на заводе РТ в составе ФГУП «ПО «Маяк», что в городе Озёрске Челябинской области.

В ходе радиохимической переработки в атмосферу выделяются летучие радионуклиды, которые трудно или невозможно уловить системой газоочистки. Такие, как криптон-85, углерод-14 (в виде углекислого газа), тритий (в виде пара) и долгоживущий йод-129. Выбросы радиохимических заводов эффективно рассеиваются через сверхвысокие трубы, но дозы, получаемые населением, несколько возрастают [3]. И даже с учётом выбросов РХЗ средняя доза населения России от работы предприятий ядерной энергетики составляет всего 0,2 мкЗв в год [7]. Это очень мало, около 0,005 % суммарной годовой дозы облучения от всех источников, включая природные.

Понятно, что для жителей городов, где находятся АЭС и предприятия ЯТЦ, дозы будут выше средних. Большинство российских предприятий ЯТЦ располагается в «закрытых» городах, за небольшим исключением (Ангарск, Новосибирск, Электросталь). Почему так? Не секрет, что мирные ядерные технологии – это побочные продукты военных атомных проектов. И многие предприятия ЯТЦ на самом деле – заводы двойного назначения (или были таковыми до развала СССР). Этим городам мы посвятим главу 18.

При оценке техногенного облучения необходимо учитывать и последствия радиационных аварий. В Советском Союзе серьёзные аварии произошли на «Маяке» и на Чернобыльской АЭС.

С деятельностью «Маяка» связана значительная часть аварийных радиационных воздействий на человека и природу [8-10].

Во-первых, это переоблучение работников комбината в первые годы его работы.

Во-вторых, – мёртвая река Теча, куда много лет втайне от населения сбрасывали жидкие РАО. Почти 130 тысяч человек пользовались радиоактивной речной водой.

В-третьих, это несколько озёр, куда сливали жидкие радиоактивные отходы. Самое известное из них – озеро Карачай, в которое сбросили 120 миллионов кюри высокоактивных отходов (ВАО).

В-четвёртых, – взрыв ёмкости с жидкими ВАО в сентябре 1957 года. Огромная активность, два миллиона кюри, поднялась на километровую высоту и разнеслась на расстояние до 350 км. При этом радиоактивное загрязнение накрыло территории в Курганской, Свердловской и Челябинской областях – 23 тысячи км2 с населением около 270 тысяч человек. Эти загрязнённые территории называют Восточно-Уральским радиоактивным следом – ВУРС.

Но в отношении загрязнения Челябинской области надо сделать две оговорки.

Первое. Последствия аварийных ситуаций для населения остались в прошлом. Сегодня предел дозы техногенного облучения для населения (1 мЗв) ни в одном из населённых пунктов не превышается [11, 12]. Люди живут обычной жизнью. Жители Озёрска знают, какой лес «грязный», в каких водоёмах можно или нельзя ловить рыбу. И здоровье населения Озёрска не хуже, а часто – лучше, чем жителей других городов области.

И второе. Все радиационные аварии в этом регионе связаны с технологией наработки оружейного плутония. Атомная энергетика здесь ни при чём. Кстати, в Соединённых Штатах при создании атомной бомбы тоже столкнулись с серьёзными экологическими и радиационными проблемами.

Перейдём к Чернобылю. В результате аварии оказались загрязнены российские территории, где проживает около 1,5 миллиона человек (более 4000 населённых пунктов). Для большей части населённых пунктов средние эффективные дозы, обусловленные чернобыльскими выпадениями, сегодня не превышают нормативный уровень (1 мЗв/год).

Наиболее загрязнённой оказалась Брянская область, где в 293 населенных пунктах (как и в двух населенных пунктах Калужской области) годовая доза облучения населения и сегодня выше одного миллизиверта в год. А у жителей 11 населённых пунктов Брянской области доза превышает 5 мЗв/год [12].

А как насчёт Фукусимы? Техногенная авария на АЭС «Фукусима-1» в Японии (март 2011 года) не привела к радиоактивному загрязнению территории Российской Федерации.

Осталось рассмотреть ещё один источник техногенного облучения.

Многолетние испытания ядерного оружия привели к устойчивому радиоактивному загрязнению земной поверхности. Это загрязнение имеет две особенности:

– сильнее загрязнено Северное полушарие (где выпало 70 % радиоактивных осадков);

– наибольшее загрязнение было в 1963 году, перед самым запретом испытаний в трёх средах.

Годовые дозы облучения населения резко снизились после прекращения испытаний ядерного оружия в соответствии с Московским договором от 5 августа 1963 года (рис. 16.3).

Рис. 16.3 Средние эффективные дозы облучения населения России за счёт глобальных выпадений (графическая обработка данных [13])

Нынешние микрозиверты в год – это очень мало, хотя и выше, чем дозы населения от всей ядерной энергетики.

В 1982 году Научный комитет ООН по действию атомной радиации (НКДАР ООН) оценил накопленные за годы ядерных испытаний дозы облучения населения Северного и Южного полушарий. Они оказались равны 4,5 и 3,1 мЗв соответственно.