Рассеивание вредных выбросов от атомной электростанции

Состояние атомной энергетики и её роль в энергетическом комплексе Украины. Выбросы вредных веществ при эксплуатации атомных станций. Оценка воздействия на воздушную среду, газоаэрозольные отходы. Детекторы ионизирующих излучений, ионизационная камера.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

[Введите текст]

Введение

Тема курсовой работы: «Рассеивание вредных выбросов от АЭС».

Цель работы: изучить процессы распространения вредных примесей от атомных станций в атмосфере.

Объектом исследования является атомная станция.

Предмет исследования - предельно допустимые выбросы радионуклидов в атмосферу.

Задачи, которые необходимо решить в данной курсовой работе: определить состояние атомной энергетики в Украине, рассмотреть влияние атомных станций на окружающую среду, оценить воздействия газоаэрозольных отходов на атмосферу, изучить детекторы ионизирующих излучений, рассмотреть уровень радиационной безопасности АЭС Украины, рассчитать распространение приземной концентрации вредного вещества при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника.

Потребление энергии человечеством растет с каждым годом, независимо от того, что запасы всех видов топлив далеко не безграничны, а скорость их использования в связи с ростом населения и промышленности непрерывно возрастает.

Отрицательной стороной использования органического топлива для производства тепловой и электрической энергии являются выбросы в атмосферу газов, дыма и золы, которые существенно загрязняют биосферу. Загрязнение окружающей среды, а главное истощение запасов органического топлива, требует изыскания новых источников энергии.

Изобретая ядерное топливо, человечество сделало огромный шаг вперед: появилась возможность экономить иссякающие ресурсы, такие как уголь, сланцы, нефть, природный газ. Необходимость строительства АЭС в Украине обусловливает тот факт, что себестоимость электроэнергии, производимой на АЭС на 15-20% ниже себестоимости электроэнергии, вырабатываемой на органическом топливе.

Немаловажным фактором преимуществ АЭС перед тепловой энергетикой, являющейся в настоящее время основным поставщиком электроэнергии, остается высокая экономичность производства, которая не связана с гигантским образованием и выбросом в атмосферу вредных окислов, образующихся в результате использования кислорода в качестве окислителя традиционных теплоносителей. Это особенно важно в условиях, в которых оказалась Украина, когда несколько лет назад подписала международную конвенцию об охране воздушного бассейна от вредных выбросов в атмосферу с тепловых электростанций. Вместе с этим, ввиду отсутствия финансовых средств, государственными органами и производственными структурами не принимается каких либо серьезных мер в этой области.

Сейчас в Украине работают 4 АЭС, всего 13 блоков суммарной мощностью около 11,8 млн. кВт. По вопросу дальнейшего использования атомной энергетики в Украине в последнее время возникает ряд проблем: сокращение закупки свежего топлива, организация утилизации отработанного топлива, необходимость модернизации и замены оборудования, выработавшего свой ресурс, и многие другие.



1. Состояние атомной энергетики и её роль в энергетическом комплексе Украины

атомный энергетика воздушный среда

Важнейшим фактором научно-технического прогресса является состояние и развитие энергетики, лежащей в основе любого производственного процесса.

Рост народонаселения Украины и как следствие возрастающие потребности неизбежно ведут к увеличению производства товаров, обеспечивающих жизнедеятельность человечества.

В условиях интенсивного научно-технического прогресса, характерного для второй половины минувшего столетия, неуклонно растет производительность труда. Все это требует применения возрастающего количества энергоресурсов. Современные масштабы использования энергоресурсов таковы, что нельзя не задумываться об их исчерпаемости, а также о последствиях их воздействия на окружающую среду.

Основной источник энергии в настоящее время - органическое топливо (каменный уголь, нефть, природный газ). Вслед за ним идут уже в равной мере гидроресурсы и ядерное топливо.

К сожалению, запасы органического топлива на Украине очень ограничены (особенно нефти и газа). Вместе с этим несколько значительнее запасы каменного угля, но всевозрастающие проблемы угледобывающей отрасли (старение горнодобывающего оборудования, выработка шахт и связанное с этим усложнение и уменьшение угледобычи) приводят к простою и консервации значительной доли мощностей тепловой энергетики при дефиците электроэнергии в стране.

Кроме того, применение многозольных и влажных углей, запасы которых наиболее велики, создает дополнительные трудности при транспортировании и особенно при их использовании. Последнее также связано со значительным загрязнением окружающей среды.

Все это вместе взятое - ограниченность и невосполнимость запасов органического топлива, нерациональность его сжигания и другие упомянутые факторы - свидетельствуют не только о необходимости его экономии, но и в значительной мере о необходимости замены его другими источниками энергии.

Гидроресурсы, относящиеся к возобновляемым источникам энергии, пока не могут сколько-нибудь заметно заменить органическое топливо.

Поэтому большие надежды, и не без основания, возлагаются на ядерное топливо и ядерную энергетику, где в качестве топлива используется уран, причем на Украине имеются значительные запасы природного урана, добыча которого весьма не затруднительна.

Вместе с этим проблемой остается отсутствие в Украине предприятий, производящих обогащение ядерного топлива. Проблема захоронения отработавшего ядерного топлива наиболее важна, но технически - решаема.

Вместе с этим, подобные виды промышленной деятельности характеризуется наличием риска возникновения аварий серьёзными последствиями. Для каждого вида деятельности риск специфичен, также как и меры по его уменьшению. Так в химической промышленности это риск утечки токсичных веществ в окружающую среду, риск пожаров и взрывов на химических заводах. Ядерная промышленность не является исключением. Особенностью объектов атомной энергетики, основную часть которых составляют атомные станции, является образование и накопление значительных количеств радиоактивных веществ в процессе их эксплуатации. Большую их часть составляют продукты деления урана с суммарной активностью порядка 1020 Бк. Именно по этой причине с АЭС связан специфический риск - потенциальная радиологическая опасность для населения и окружающей среды в случае выхода продуктов деления за пределы АЭС.

Поэтому, особенно после аварии на Чернобыльской АЭС, вопросам безопасности эксплуатации ядерных энергоблоков на Украине и во всем мире уделяется особенное значение.

В настоящее время мировым сообществом выработаны общие принципы обеспечения безопасности АЭС. Они универсальны для всех типов реакторов и конкретизируются к проектным и эксплуатационным особенностям конкретных реакторных установок. Эти принципы уточняются и дополняются по результатам опыта эксплуатации и анализа аварий (например, анализа уроков, извлеченных из аварии на АЭС «Три Майл Айленд»).

На Украине действуют более сотни специальных правил и норм (серия «Правила и нормы в атомной энергетике» - ПНАЭ). Эта документация нормативного характера охватывает все этапы жизненного цикла АЭС. Она была разработана на основе международного опыта с учетом украинской специфики. В частности в «Общих положениях обеспечения безопасности атомных станций» - ОПБ - 88 как в документе верхнего уровня, определены основные цели, критерии и принципы безопасности АЭС, на основе которых разработаны специальные нормы и правила следующих уровней. В ОПБ - 88 учтены рекомендации INSAG-3, INSAG-4 и других документов МАГАТЭ.

Кроме этого большое внимание уделяется подготовке и повышению квалификации эксплуатационного персонала АЭС в учебно-тренировочных центрах и на полномасштабных тренажерах, где отрабатываются любые известные аварийные ситуации и приобретаются навыки действий в любых режимах работы ядерных энергоблоков.

Ядерная энергетика в настоящее время широко используется в производстве тепловой и электрической энергии. Развитие ядерной энергетики определено прежде всего экономическими преимуществами АЭС, главным из которых является меньшие затраты на производство электроэнергии по сравнению с тепловыми электростанциями, работающими на органическом топливе. Один киловатт-час, полученный на АЭС с ядерным топливом, на 10 - 30% дешевле, чем на ТЭС на угле, мазуте и газе.

Воздействие АЭС на окружающую среду так же более благоприятно, чем ТЭС, так как они не загрязняют атмосферу и не потребляют кислород воздуха. ТЭС и другие промышленные объекты, работающие на органическом топливе, наряду с большим потреблением кислорода выбрасывают огромное количество вредных веществ в виде золы, окислов серы, азота и других, в том числе канцерогенных соединений. Они не только выпадают в виде осадков на окружающую местность и пагубно влияют на растительный и животный мир, но и образуют кислотные дожди. Кроме того, возникает проблема, обусловленная скоплением углекислого газа в верхних слоях атмосферы (парниковый эффект). Радиоактивные выбросы атомной станции в атмосферу создают в десятки раз меньшую дозу облучения на местности, чем тепловая станция той же мощности. Например, тепловая станция мощностью 1000 МВт выбрасывает около 9000 тонн золы в год, содержащей около 1,8105 - 3,7106 Бк/т естественных радиоактивных нуклидов.

АЭС, работая даже на необогащенном уране, в год использует столько же топлива, сколько на ТЭС с той же мощностью и КПД расходуется о...