РАДИАЦИОННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ ВЫБРОСОВ АЭС И ТЭС УКРАИНЫ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ И НАСЕЛЕНИЕ : Радіаційний вплив ВИКИДІВ АЕС І ТЕС УКРАЇНИ НА ДОВКІЛЛЯ ТА НАСЕЛЕННЯ

Краткое содержание

У вступі обґрунтовано актуальність дисертаційної роботи, сформульовано основну мету і задачі досліджень, наведено дані про зв'язок роботи з планами організації, де виконувалась робота; відображено наукову новизну отриманих результатів, практичне значення отриманих результатів і їхня реалізація, особистий внесок автора; наведено відомості про публікації, апробацію результатів, структуру і обсяг роботи.

У першому розділі наводиться огляд вітчизняної та закордонної літератури за темою дисертації. Висвітлено відомості про аналогічні роботи для атомних і теплових електростанцій у різних країнах світу, в тому числі і про роботи, що виконані для окремих АЕС і ТЕС України.

На підставі вивчення літератури зроблено висновок про те, що виділити внесок АЕС та/або ТЕС в радіоактивне забруднення навколишнього середовища за допомогою прямих вимірів або неможливо, або технічно дуже складно при існуючому рівні викидів.  Оцінки радіаційного впливу викидів АЕС і ТЕС та їх порівняння проводилися різними авторами, як в нашій країні, так і за кордоном. За цими даними, індивідуальні та колективні дози опромінення населення від викидів радіонуклідів АЕС та ТЕС знаходяться в діапазоні 0,086-17,5 мкЗв (АЕС з реакторами ВВЕР або аналогічними), 5-500 мкЗв (ТЕС) і 0,1-4,1 чол·Зв/(ГВт·рік) (АЕС з реакторами ВВЕР або аналогічними), 0,5-76 чол·Зв/(ГВт·рік) (ТЕС), відповідно. Однак ці роботи носять або узагальнений характер (усереднений для всіх розглянутих установок), або проведені для окремих установок, шляхів опромінення і радіонуклідів. Відмінність і новизна даної роботи полягає в урахуванні реальних умов в Україні і на кожній окремій АЕС і ТЕС України, а також у комплексному підході, що полягає в урахуванні всіх шляхів опромінення і викидів біологічно значимих радіонуклідів та порівняльному аналізі як радіаційного впливу на навколишнє середовище і населення викидів радіонуклідів АЕС і ТЕС України, так і факторів, що обумовлюють цей вплив. Крім того, частина робіт, проведених раніше різними авторами, не відповідають вимогам Норм радіаційної безпеки України, прийнятим у 1997 р. (НРБУ-97), заснованих на Публікації № 60 Міжнародної комісії з радіаційного захисту (МКРЗ). У цих роботах проводиться розрахунок доз в окремих критичних органах, а не ефективної дози опромінення всіх органів і тканин організму людини.

У другому розділі наведено результати аналізу викидів в атмосферу радіонуклідів АЕС і ТЕС України.

Викид радіонуклідів АЕС нерівномірний за часом кампанії (~3 років для АЕС України з реакторами ВВЕР), тому для одержання середньорічних значень викидів радіонуклідів проведено аналіз викидів за період 6 років. Встановлено, що для інертних радіоактивних газів (ІРГ) усереднені величини викидів знаходяться в межах одного порядку. Для ¹³¹I величини викидів Запорізької АЕС (ЗАЕС), Рівненської АЕС (РАЕС) і Хмельницької АЕС (ХАЕС) знаходяться в межах одного порядку, а викиди ¹³¹I ПУАЕС на два порядки менші. Після звернення за роз'ясненням цього факту спеціальна комісія "Енергоатома" виявила, що дані про викиди ¹³¹I ПУАЕС занижено внаслідок низької чутливості радіометра РКС2-02, що використовувався  для  вимірів,  а  також помилок у методиці проведення вимірів. В даний час ці  помилки  виправлено.  Для  розрахунків  впливу  ПУАЕС використовувалися усереднені викиди ¹³¹I, отримані на інших АЕС України. Суми викидів інших контрольованих радіонуклідів знаходяться в діапазоні від 5,0·10⁴ (ПУАЕС) до 1,5·10⁵ Бк/[МВт_ел.·рік] (ЗАЕС). Відносні внески окремих радіонуклідів у сумарні викиди без ІРГ і ¹³¹I відрізняються для кожної з АЕС. Так, викиди ЗАЕС в основному обумовлені ⁵¹Cr, РАЕС – ¹³⁷Cs, ⁵¹Cr, ¹³⁴Cs, ⁶⁰Co і ⁵⁴Mn, ПУАЕС – ⁵¹Cr, ⁶⁰Co і ⁵⁴Mn, ХАЕС – ⁵¹Cr, ¹³⁷Cs, ¹³⁴Cs і ⁶⁰Co.

Тритій і вуглець-14 у порівнянні з іншими радіонуклідами, що утворюються на АЕС і надходять у навколишнє природне середовище, відрізняється найбільш інтенсивною міграцією в навколишньому середовищі. На жаль, на АЕС України не проводиться систематичний контроль викидів ³H і ¹⁴C. Тому в цій роботі для розрахунків викидів тритію використовувалися літературні дані: 0,74·10¹⁰ Бк/[МВт_ел.×рік], що добре узгоджуються з даними Нововоронезької АЕС із серійним реактором ВВЕР. Виміри викидів ¹⁴C проводилися на ЗАЕС у 1990-1992 рр.: 6,9·10⁷ Бк/[МВт_ел.×рік]. Ці дані і використовуються для інших АЕС у розрахунках.

Аналіз викидів радіонуклідів АЕС показав, що відсутній єдиний перелік контрольованих радіонуклідів, що надходять у навколишнє природне середовище, і що величини нормованих викидів окремих радіонуклідів на різних АЕС розрізняються в межах трьох порядків. На АЕС України не проводиться контроль викидів ³H і ¹⁴C, а викиди цих радіонуклідів можуть бути значними.

Якісні і кількісні характеристики викидів радіонуклідів з ТЕС залежать від ряду факторів, таких як потужність електростанції, питома активність радіонуклідів у вугіллі, кількість вугілля, що спалюється, температура спалювання, зольність вугілля, а також ефективність фільтруючих систем. Оцінювання викидів природних радіонуклідів в атмосферу основними тепловими електростанціями України проведено за результатами досліджень на Зміївській ДРЕС – це одна з найбільших ТЕС України. Проведено дослідження вмісту ПРН у використовуваних в Україні вугіллях, а також у шлаку і леткій золі, затриманій на фільтрах. Обґрунтовано коефіцієнти переходу ПРН в летку золу, що затримується на фільтрах, і летку золу, що викидається в атмосферу. Нормовані на 1 ГВт_ел. значення викидів радіонуклідів ТЕС України розраховано по середньому вмісту ПРН в леткій золі, номінальній потужності та усередненому за три роки викиду леткої золи кожної із станцій. Нормовані на 1 ГВт_ел. викиди радіонуклідів сімейства ²³⁸U лежать в діапазоні (в дужках наведено середнє значення) 2,57·10⁹-4,63·10¹⁰ (2,44·10¹⁰) Бк/рік, сімейства ²³²Th – 7,04·10⁸-1,27·10¹⁰ (6,68·10⁹) Бк/рік, ⁴⁰K – 1,64·10⁹-2,95·10¹⁰ (1,56·10¹⁰) Бк/рік. Найбільші нормовані на 1 ГВт_ел. викиди мають Добротворська і Курахівська ДРЕС (сумарний викид >8·10¹⁰ Бк/рік), а найменші – Вуглегорська ДРЕС (сумарний викид – 4.92·10⁹ Бк/рік). Розходження величин сумарних викидів досягає 18 разів, що показує потенціал для зменшення викидів радіонуклідів шляхом поліпшення очищення викидів і використання вугілля з меншою зольністю і меншим питомим вмістом радіонуклідів. 52,3 % викиду складають радіонукліди сімейства ²³⁸U, 33,4 % – ⁴⁰K і 14,3 % – радіонукліди сімейства ²³²Th.

У третьому розділі наведено опис моделей, що використовуються для розрахунку активності радіонуклідів в об'єктах навколишнього середовища і доз опромінення населення. Параметри моделей адаптовані до українських умов (зібрано, проаналізовано і підготовлено для розрахунків ~1000 параметрів).

Для моделювання розповсюдження домішок в атмосфері та формування доз, обумовлених викидами радіонуклідів АЕС і ТЕС, використовувались програмні комплекси PC CREAM, розроблений в National Radiological Protection Board (Національний комітет з радіаційного захисту, Англія), і CAP88, розроблений в Environmental Protection Agency (Агенція з охорони навколишнього середовища, США). Обидва програмних комплекси призначено для оцінки радіаційного впливу викидів радіонуклідів в режимі нормальної (безаварійної) експлуатації, тобто моделі транспорту домішок призначено для безупинного викиду, а дозові коефіцієнти та методики оцінки ризику призначені для хронічного опромінення низького рівня – значно нижче ЛД₅₀ (ЛД₅₀ – це доза опромінення, що викликає загибель 50 % опромінених об'єктів, для людини ЛД₅₀ ~ 2-3 Гр [Крышев И.И., Рязанцев Е.П., 2000]).

Коди PC CREAM і CAP88 використовують систему класифікації категорій стабільності атмосфери Пасквілла (в PC CREAM може використовуватись і система класифікації Дьюрі), тому були розроблені та підготовлені для використовування в моделях метеофайли на базі існуючих даних про метеорологічні умови в місцях розташування електростанцій.