Радиационная безопасность и атомная энергетика

    Потенциальную радиационную опасность представляют сами атомные станции, тесно связанное с атомной энергетикой ядерное оружие и производимые при работе атомных станций радиоактивные отходы.

    Безопасность атомных электростанций

Рис. 12. Вклад различных компонентов в полную радиационную нагрузку человека.

    Во всем мире общепризнанно, что именно рентгенология располагает наибольшими резервами оправданного снижения индивидуальных, коллективных и популяционных доз. ООН подсчитано, что уменьшение доз медицинского облучения всего на 10%, что вполне реально, по своему эффекту равносильно полной ликвидации всех других искусственных источников радиационного воздействия на население, включая атомную энергетику. Опыт эксплуатации АЭС показал, что при правильном техническом обслуживании и налаженном мониторинге окружающей среды они практически безопасны. Радиоактивное воздействие на биосферу работающих в штатном режиме атомных станций минимален.  На рис. 12 показан вклад различных источников ионизирующих излучений в полную радиационную нагрузку человека.

    Выбросы АЭС на 99.9% состоят из инертных радиоактивных газов: ⁸⁵Kr (Т_1/2 =10 лет), 
⁸⁸Kr (Т_1/2 = 2.8 ч) ¹³³Хе (Т_1/2 = 5.3 сут), ¹³⁵Хе (Т_1/2 = 9.2 ч), ²²²Rn (Т_1/2 =3.8 сут) и др. Эти газы поступают в фильтр-адсорбер, где теряют активность, после чего выбрасываются в атмосферу. На долю всех оставшихся радионуклидов (в основном это ¹³¹I, ⁶⁰Co, ¹³⁴Cs, ¹³⁷Cs и тритий ³H) приходится менее одного процента. Для Российских АЭС в среднем в численном выражении это составляет   5∙10¹² Бк для инертных радиоактивных газов, и 4∙10⁷ Бк для суммы всех остальных радионуклидов  на 1 ГВт·ч выработанной электроэнергии. 
    Большинство радионуклидов газоаэрозольных выбросов, включая инертные радиоактивные газы, имеют довольно небольшой период полураспада и без ущерба для окружающей среды распадаются, не успевая поступить в атмосферу. Тем не менее, для обеспечения безопасности по отношению к этим радионуклидам на АЭС, как правило, предусмотрена специальная система задержки газообразных выбросов в атмосферу.
    Другой источник радионуклидов, попадающих в окружающую среду от функционирующих АЭС, – дебалансная и техническая вода. Радионуклиды попадают в теплоноситель от деформированных ТВЭЛов, находящиеся в активной зоне реактора, которые часто деформируются, и продукты деления попадают в теплоноситель. Кроме того в теплоноситель попадают, образующиеся в результате облучения материалов реактора нейтронами. Вода первого контура периодически  обновляется и очищается от радиоактивных отходов.
    Вода всех технологических контуров АЭС включается в систему оборотного водоснабжения. Сброс жидких радиоактивных отходов в водоемы-охладители, имеющийся при каждой АЭС, категорически запрещен Санитарными правилами.
   В радиационном отношении гораздо более опасны тепловые электростанции, поскольку сжигаемые на них уголь, торф и газ содержат природные радионуклиды семейств урана и тория. Средние индивидуальные дозы облучения в районе расположения тепловых электростанций мощностью
1 ГВт/год составляют от 6 до 60 мкЗв/год, а от выбросов АЭС – от 0.004 до 0.13 мкЗв/год. Радиоактивность угля естественного происхождения и обусловлена изотопами радиоактивных рядов и ⁴⁰K Таким образом, АЭС при нормальной их эксплуатации являются экологически более чистыми, чем тепловые электростанции.
   С точки зрения потерянных жизней на единицу энергии, АЭС инициирует меньше смертельных случаев на единицу произведенной энергии, по сравнению с другими источниками. Производство энергии из угля, нефти, природного газа и гидроэлектроэнергии вызвало большее количество смертей на единицу энергии. Тем не менее, экономические издержки аварий атомных станций высока, и может создавать районы непригодные для проживания в течение очень длительного периода времени. Человеческие затраты на эвакуацию пострадавшего населения и потерянных средств к существованию является также существенным.
    К счастью аварии на АЭС происходят редко. Известны три крупней аварии на АЭС. Это авария на АЭС Три-Майл-Айленд (28 марта 1979 г.), авария на Чернобыльской АЭС (26 апреля 1986 г.) и авария на на АЭС Фукусима-1 (11 марта 2011 г.).
    В ходе аварии на АЭС Три-Майл-Айленд была серьёзно повреждена активная зона реактора, часть ядерного топлива расплавилась, однако оно не прожгло корпус реактора и радиоактивные вещества, в основном, остались внутри. В атмосферу были выброшены благородные газы, территория станции также была загрязнена радиоактивной водой, вытекшей из первого контура. Эвакуации населения, проживавшего рядом со станцией была признана излишней. Средняя эквивалентная доза радиации для любого из жителей, живущих в 16 км зоне не превысила 
1 мЗв. (1 мЗв равны одной трети от средней дозы, получаемой жителем США за год за счёт фонового излучения.
    На Чернобыльской АЭС взорвался четвёртый энергоблок. В окружающую среду было выброшено большая часть активной зоны. В течение первых трёх месяцев после аварии погиб 31 человек; отдалённые последствия облучения, выявленные за последующие 15 лет, стали причиной гибели от 60 до 80 человек. 134 человека перенесли лучевую болезнь той или иной степени тяжести. Более 115 тыс. человек из 30-километровой зоны были эвакуированы.
    На АЭС Фукусима-1 в результате землетрясения была прервана централизованная подача электроэнергии. Генераторы станции вышли из строя в результате цунами. Принятые меры по охлаждению ТВЭЛов оставшимися средствами не позволили поддерживать их температуру в приемлемых границах. В результате паро-циркониевой реакции стал образовываться газ, который своевременно не стравили. В результате произошла серия взрывов. Кроме того в трех работавших реакторах расплавилась активная зона. Расплав прорвал оболочку активной зоны, но по крайней мере  у второго и третьего реактора расплав не прорвался через бетонную стенку и не вышел наружу.
    С 11 по 24 марта зона эвакуации населения постепенно расширялась и 24 марта зона была расширена до 30 километров (для желающих покинуть зону). Среди населения  не было ни одного случая смерти или случаев лучевой болезни от ядерной аварии, но более 100 тысяч человек были эвакуированы из своих домов. Среди эвакуаторов аварии несколько человек получили дозы превышающие уровни допустимые для профессионалов, однако ни одного смертельного случая среди них зафиксировано не было.

Радиация и здоровье

    Радиация является постоянным спутником жизни человека. Мы живем в мире, в котором радиация присутствует повсюду. Свет и тепло ядерных реакций на Солнце являются необходимыми условиями нашего существования. Радиоактивные вещества естественного происхождения присутствуют в окружающей среде. Наше тело содержит радиоактивные изотопы ¹⁴C, ⁴⁰K, ²¹⁰Po. Зарождение жизни на Земле и её последующая эволюция протекали в условиях постоянного воздействия радиации.
 Не так давно было обнаружено, что и наличие магнитного поля, не очень большого у Земли,  также необходимо для нормального существования земных организмов.)

    На Земле есть территории, где многие поколения людей живут в условиях природного радиационного фона, превышающего средний по планете показатель на 100% и даже на 1000%. На этих территориях смертность от рака не больше, чем в других регионах. В Китае есть  местность, где уровень естественно гамма-фона обеспечивает жителям за 70-летний период жизни 385 мЗв, что превышает уровень, требующий переселения жителей, приятый после аварии на Чернобыльской АЭС. Однако смертность от лейкоза и рака в этих районах ниже, чем в районах с низким фоном, а часть населения этой территории – долгожители. Эти факты подтверждают, что даже значительное превышение среднего уровня радиации в течении многих лет может не оказывать отрицательного влияния на организм человека; более того, в областях с высоким радиационным фоном уровень здоровья населения достоверно выше. Даже в урановых шахтах только при получении дозы более 3 мЗв в месяц достоверно возрастает заболеваемость раком легких.
    Мало кто обращает внимания на естественную радиацию, но население очень резко реагирует на добавку к ней даже 10% от аварийного загрязнения. В то же время население охотно идет на рентгеновские процедуры, даже если не особенно надеются на полезный результат, при этом нередко за секунды получая дозу облучения, в десятки раз превышающую суммарное годовое облучение.
    В связи с катастрофой Чернобыля прогнозировалось, в конечном итоге общее число погибших, от 4000 до 25000 латентные смертей от рака. Эта оценка связана с так называемой линейной гипотезой, которая предполагает линейную зависимость поражений организма от поглощенной дозы радиации. Она официально признана и используется для целей регулирования, но почти наверняка неправильна. Оценки, вероятно, слишком высоки и могут отличаться на порядок, а то и на два.
    Как отметил академик РАМН Леонид Ильин: «Трагедия в том, что народ не знает медицинских вопросов…
В этом смысле события в Японии могут быть печальными. Особенно после того, как появляются инсинуации про 120 тысяч случаев рака, и возникает паника у людей. То же самое было с Чернобылем. Чем только не пугали.
    По заключениям ученых, основные последствия Чернобыля – это, прежде всего, социально-психологические последствия, затем социально-экономические и уже на третьем месте – радиологические».  

    К радиации применим физиологический закон Ардна-Шульца: слабая стимуляция оказывает активизирующее действие, средняя – нормализующее, сильная – ингибирующее, сверх сильная – подавляющее и повреждающее.
    Малые дозы радиации не только не вредны, а скорее, наоборот, повышают защитно-приспособительные силы организма, заставляют активизироваться иммунную систему, которая «заставляет» организм производить, необходимых для репарации ДНК.