Реферат: Сравнительная оценка рисков в атомной и других отраслях энергетической промышленности
Основными аргументами против ядерной энергетики являются аварии АЭС и проблемы захоронения радиоактивных отходов. Примеры аварий АЭС в мире не однозначны длы принятия отрицательного решения. Аварии на АЭС случаются от элементарной халатности.
Как показывает практика поизводственной деятельности человека, риск аварий при производстве энергии из нефти, газа, угля и даже гидростанций в сотни и тысячи раз больше, чем при получении электроэнергии от АЭС.
Сложной является проблема захоронения и хранения радиоактивных отходов ядерной промышленности. Она существует и решается специалистами всего мира. В руках противников использования ядерной энергии в мирных целях она служит доказательством безвыходного положения, при котором единственным правильным решением является отказ от дальнейшего использования и развития ядерной энергетики. В равной степени сторонники развития ядерной энергетики могут доказывать противоположное: захоронение радиоактивных отходов не опасно для общества. То, что отходы высококонцентрированны (отходы при производстве электроэнергии на одного человека в год представляют по размерам таблетку аспирина), является даже преимуществом, так как в этом случае их достаточно легко отделить и хранить в безопасных местах. Исследования показали, что вероятность серьезных аварий на реакторах АЭС мала ( оценки проводились для реакторов корпусного типа).
С другими источниками энергии вероятность крупных инциндентов гораздо больше главным образом потому, что вопросам безопасности на этих объектах уделяется меньше внимания, чем в атомной промышленности. Это можно проиллюстрировать примерами.
Сжиженный газ и нефть транспортируются мощными танкерами по всему миру
По мнению Международной комиссии по радиологической защите целью радиационной защиты является обеспечение защиты от вредного воздействия ионизирующих излучений отдельных индивидуумов, их потомства и человечества в целом и в то же время создание соответствующих условий для необходимой практической деятельности человека, во время которой возможно воздействие ионизирующих излучений.
Воздействие ионизирующих излучений на организм приводит к последствиям соматической и генетической природы. Соматические эффекты проявляются непосредственно у человека, подвергающегося облучению, а генетические – у его потомков. Соматические эффекты могут быть ранними (возникающими в период от нескольких минут до 60 суток после облучения) и отдаленными (соматико - стохастическими: увеличение частоты злокачественных новообразований, увеличение частоты катаракт, общее неспецифическое сокращение жизни).
Конкретной целью радиационной защиты является предупреждение вредных нестохастических эффектов и ограничение частоты соматико-стохастических эффектов до уровня, считающегося приемлемым. Нестохастические эффекты могут быть устранены установлением достаточно низкого предела эквивалентной дозы таким образом, чтобы минимальная доза, способная вызвать повреждения, не была достигнута в результате трудовой деятельности человека.
Для ближайшего будущего разумный метод определения приемлемости риска при работе, связанной с источниками излучений, заключается в сравнении этого риска с риском при работе в других областях деятельности, которые признаются минимально безопасными.
Оценка риска от АЭС и ТЭС
Безопасность любой технологии – понятие относительное. Она связана с другими видами технологии, лицами, районами, периодами времени. Основными вероятными причинами технологического риска ядерной энергетики являются:
а) неправильное хранение высокоактивных ядерных отходов;
б) катастрофические аварии, в основном ядерных реакторов;
в) действие низкоактивных выбросов во время нормальной эксплуатации на различных этапах ядерного топливного цикла;
г) вероятностные аварии на заводах по переработке облученного топлива;
д) нарушение технологической дисциплины.
Обычные выбросы низкой активности с АЭС приносят мало вреда, особенно если их сравнить с ущербом, наносимым окружающей среде и здоровью при сжигании ископаемых видов топлива. Наибольшую опасность будет, вероятно представлять добыча и обработка урана, если этот уран использовать в легководных реакторах, - примерно 70 смертных случаев в год на 400 ГВт, производимых на АЭС. Что касается быстрых реакторов, то требования по добыче и обработке руды здесь в 70 раз меньшие. Эти цифры находятся в ярком контрасте с последними оценками смертных случаев, связанных с использованием угля без серной очистки, количество смертельных случаев составило 8 – 40 тыс. в год и вероятно, 1 – 4 тыс. в год при условии жесткого контроля существующих норм выбросов. Такая статистика не дает четкой картины причин смертности, но эффект сравнения, без сомнения, существенен.
Для оценки последствий воздействия на организм различных вредных факторов, в том числе и ионизирующего излучения, предполагается, в частности, использовать «величину здоровья», которая является интегрированным показателем таких параметров, как продолжительность жизни, продолжительность физической и умственной работоспособности, воспроизводство поколений и самочувствие.
Научной основой, на которой базируется трактовка радиационной безопасности, является признание беспороговости действия излучения, т.е. предполагается, что сколь угодно малая доза излучения, включая естественный фон, может вызвать определенные изменения в организме. Концепция линейной зависимости доза – эффект постулирует, что не может быть такой пороговой дозы, ниже которой не индуцируется рак. Однако при эпидемиологическом анализе этой зависимости следует иметь ввиду, что радиогенные формы рака не отличаются по клинической, морфологической картине рака, индуцируемого любыми другими патогенными факторами. Поэтому для корректной оценки этой зависимости и получения статистически достоверных данных требуется достаточно большая выборка, т.к. количества индуцированных случаев рака изменяется пропорционально дозе, а численность обследуемых будет изменяться обратно пропорционально квадрату этой дозы. Если при дозе 100 рад риск индуцируемого рака в каком-либо органе с достаточной степенью точности может быть оценен в группе 100 человек, то для определения риска с равной достоверностью при дозе облучения до 1 рад потребуется изучение до 1млн индивидов. Во всех случаях биологические последствия прямо пропорциональны поглощенной дозе и числу облученных людей.
Концепция беспороговости действия ионизирующего излучения и линейной зависимости в развитии биологических эффектов является ныне наиболее приемлемой и обоснованной при нормировании радиационных воздействий как для профессиональных работников, так и для всего населения. Вместе с тем признание представления о беспороговости действия излучения и линейной зависимости доза – эффект вынуждает пересмотреть взгляды о полной безвредности установленных норм излучения и порождает новую проблему – соотношение риска для населения с социально-экономической выгодой. Так как проявления облучения в малых дозах носят стохастический характер и не могут быть выявлены на уровне индивидуума, введено понятие доза – эффект для популяции. Популяционная доза представляет собой сумму индивидуальных доз и отражает степень радиационной опасности для всего населения в противоположность индивидуальной дозе, являющейся показателем риска для отдельного индивидуума этой популяции. При определении популяционной дозы оправдано стремление к тому, чтобы она удерживалась «так низко, как это разумно при учете социальных и экономических условий» (МКРЗ).
Оценка коллективной дозы требует не только дифференцированного подхода к группам населения (профессиональные работники, отдельные группы населения и все население), но и учета действия на них различного спектра изотопов на каждой стадии ядерного цикла: более широкого на профессиональных сотрудников и меньшего на все население в силу распада короткоживущих нуклидов. С ростом масштабов развития ядерной энергетики в мире увеличивается вклад воздействия излучения на все население в результате попадания радионуклидов в окружающую среду. Её оценка учитывает попадание и распределение в окружающей среде радионуклидов всего ядерного топливного цикла и требует широкого международного сотрудничества.
Учитывая как рост источников возможного выброса радионуклидов в окружающую среду, так и количество населения, подвергающегося их воздействию, уже сейчас представляется необходимым рассмотреть вопрос о распределении предела доз на население по источникам.
В СП АЭС – 79 от предела дозы облучения населения излучением радиоактивным отходам АЭС выделена дозовая квота, составляющая 5%, в том числе 4% за счет газоаэрозольных выбросов и 1% за счет жидких радиоактивных отходов, от допустимого предела дозы для лиц категории Б (ограниченной части населения), составляющей 5 мбэр·год-1 . Этим существенно снижается возможность неблагоприятных стохастических эффектов в результате развития ядерной энергетики.
В соответствии с концепцией биологического риска радиационные повреждения при действии излучения на организм могут проявиться в виде соматических, соматико-стохастических и генетических заболеваний. Соматические эффекты представляют собой различные формы лучевой патологии и локальные лучевые поражения, возникающие при действии на организм излучения в диапазоне 50 – 100 рад и выше. К числу соматическо-стохастических изменений относятся сокращение продолжительности жизни, лейкозы и неопластические процессы, проявляемость которых носит вероятностный характер.
Выброс в окружающую среду искусственных радионуклидов, представляющих собой в большинстве случаев сильные мутагены, приводит к накоплению дефектов в различных сообществах и генетических аномалий в последующих поколениях. Следствием является возникновение широчайшего спектра изменений жизнедеятельности организмов - от её повышения до появления летальных мутаций. По мнению некоторых учёных, все генетические изменения обусловлены действием естественной радиации. Н.П. Дубинин считает, что естественный радиоактивный фон ответственен за ¼ часть общего числа естественных мутаций. Большинство мутаций, возникающих при действии ионизирующего излучения, рецессивно. Они проявляются лишь в гомозиготном состоянии, а так как мутированный ген половых клеток передаётся потомству, происходит постепенное накопление генетического груза в последующих поколениях с возрастанием вероятности его проявления в гомозиготном состоянии. Локальные выбросы радионуклидов в регионы с последующим глобальным их распространением их в атмосфере повышают радиационный фон, включаются в пищевые цепи и, накапливаясь в организме, вызывают дополнительные соматические и генетические повреждения.
По данным Н.П. Дубинина, возможная минимальная удваивающая доза для редко ионизирующего излучения составляет 10 рад. При этом добавление к ней 1 рад за 20 лет для населения Земли в 3 млрд. человек приведёт к генетическим повреждениям у 12 млн. человек. Генетические эффекты были оценены по результатам экспериментальных исследований на животных и экстраполяции полученных данных на человека. Например, при облучении дозой в 1 рад число видимых мутаций на 1 млн. потомков в первом поколении увеличится, исходя из удваивающей дозы в 20 рад, на 0,2%. Риск проявления любого из этих последствий зависит от дозы воздействия, её мощности, вида излучения, динамики облучения, состояния организма в момент облучения может варьировать от полного отсутствия каких-либо изменений до гибели облученных организмов. Суммарные данные о возможном риске заболевания злокачественными новообразованиями при облучении представлены в таблице 1.
Атомная энергетика относится к искусственной среде обитания (загрязнение окружающей среды радиоактивными отходами). Оценить риск от развития атомной энергетики можно при сравнении воздействия других факторов среды обитания искусственного происхождения. При дозе на границе АЭС 5мбэр/год и условии, что радиационное воздействие продолжается на протяжении жизни, общий риск возможной смерти выражается величиной в 3·10-7 чел\год. Сравнение данной величины с риском от других причин показывает, что он чрезвычайно мал. Анализ статистических данных позволяет заключить, что социально приемлемым профессиональным риском при длительном воздействии оказывается уровень 5·10-4 чел/год. Эта величина соответствует смерти от болезней людей в возрасте не более 30 лет и рассматривается в качестве приемлемой для общества.
Приведённые данные радиационных нагрузок на организм в результате выбросов ядерной энергетики позволяет считать её более безопасной по сравнению с уровнем риска при производстве электроэнергии тепловыми электростанциями на органическом топливе.
В СССР на долю угольных станций приходилось около 50% всех источников электроснабжения и около 2/5 потребляемого органического топлива расходуется на выработку электроэнергии. Предполагается, что это соотношение не претерпит крупных изменений в ближайшем будущем.
Таблица 1
Ожидаемые размеры риска заболевания злокачественными новообразованиями при облучении.
| ОРГАН | Риск заболевания при облучении дозой 1бэр/год * |
| Все органы и системы | 180 |
| Костный мозг, легкие, желудок | 30 |
| Грудная железа, поджелудочная железа, органы мочевой системы, центральная нервная система | 10 |
| Щитовидная железа, кожа, кости | 5 |
* Число случаев на 1 млн. человек.