Атомная энергетика и экология

     Важными принципами охраны природной среды  является профилактичность, т. е. ориентированность на предупреждение негативных последствий от различного воздействия при деятельности человека; комплексность, повсеместность, территориальная дифференцированность и научная экологическая обоснованность.

     Главными  проблемами охраны природной среды  являются охрана атмосферы и вод от загрязнения вредными веществами, охрана экосистем и ландшафтов, борьба с шумом, охрана недр и рациональное использование естественных ресурсов, обеспечение радиационной безопасности, сохранение биоразнообразия и генофонда растений, животных, микроорганизмов, глобальный мониторинг различных антропогенных воздействий, включая загрязнения и т. д.

     Следует в этой связи вспомнить слова  К. Паустовского о том, что надо охранять природу во всех ее видах. "Охранять прекрасный руссами пейзаж — тот пейзаж, что сыграл и играет огромную роль в формировании характера русского народа, в том, что этот народ бесконечно талантлив и мужествен".

     При охране природы речь, прежде всего, идет об охране здоровья и благосостояния человека, однако это отнюдь не означает, что до остальных живых существ — их здоровья и "благосостояния" нет дела. Сейчас антропоцентризм как основная идеология человечества заменяется биоцентризмом, т. е. во главу угла поставлена задача охраны всего живого на Земле.³

     Современный этап взаимоотношений общества и природы характеризуется тем, что одно кардинальное открытие в какой-либо продвинувшейся области знаний и последующее практическое его использование способны оказать мощное воздействие на всю планету в целом, а не только на ее отдельные части. В этих условиях огромное значение приобретает тесный контакт между фундаментальными науками физико-химического цикла, техническими (и строительными!) науками и науками, исследующими как всю биосферу, так и отдельные её элементы. Однако пока нет такой связи между науками о Земле, о живом веществе и науками, которые разрабатывают пути преобразования природной среды в целях обеспечения потребностей человека. К началу XX в. технические науки, базируясь на физико-химические, развивались обособленно от наук о природной среде. В первой трети XX века человечество пережило активный строительный бум и приступило к осуществлению гигантских проектов преобразования природной среды и ему потребовалось огромное количество фактических естественнонаучных данных для создания сложнейших строительных систем и их надежного функционирования. Это послужило причиной согласования данных физики, химии, геологии, биологии и прикладных наук, но при этом науки о природной среде всё равно играли подчиненную "обслуживающую" роль, поскольку они обеспечивали данные для осуществления строительного (и любого масштабного технического) проекта.

     Основные  факторы воздействия имеющихся  технологий на окружающую среду —  это промышленные отходы, выбросы  и сбросы. По статистическим данным, из 120 Гт ископаемых материалов и биомассы, мобилизуемых мировой экономикой за год, только 9 Гт (7.5%) преобразуется в полезную продукцию. Ежегодно к отвалам "пустой" породы, золо- и шлакоотвалам, свалкам и захоронениям добавляется 85 Гт. Рост объемов отходов промышленной деятельности на Земле продолжается экспоненциально.

     Но  понятие отходов, принятое в экологии, отличается от технократического тем, что указывает направление для  защиты среды обитания: "Отходы — это разнообразные по физико-химическим свойствам остатки, обладающие потенциальной потребительской ценностью, то есть являющиеся вторичными ресурсами, использование которых требует специальных технологий для придания им привлекательных для потребителя свойств" (Н.Ф. Реймерс). На "придание" необходимых свойств технологическим остаткам требуются немалые деньги, именно поэтому всегда считалось приемлемым создавать горы отвалов, терриконов, свалок. ⁴

     Наступила пора разбирать накопленное. Сокращение отходов возможно только при их утилизации или при использовании более совершенных технологий. В "Декларации ООН о малоотходной и безотходной технологии и использовании отходов" дано определение: "Безотходная технология это практическое применение знаний, методов и средств для обеспечения наиболее рационального использования природных ресурсов и защиты окружающей среды". И, следовательно, уменьшение массы промышленных отходов за счет использования веществ, содержащихся в них, — главное экологическое условие спасения биосферы.

     В ближайшие десятки-сотни лет вследствие истощения ресурсов возрастут потребности общества в материалах, находящихся в настоящее время в отвалах и "хвостохранилищах". На добычу из недр, транспортировку и частичное разделение сырья уже затрачен труд, и поэтому потребительская стоимость "отходов производства" со временем будет возрастать.

     Таким образом, кардинальное сокращение отходов  — это главная экологическая  задача всех производств, а максимально  возможная их утилизация вместо захоронения  или накопления на свалках — магистральный  путь экологизации производственных процессов. Включение производственных отходов в природные или техногенные циклы может стать реальностью и в ядерных технологиях.

     Вследствие  высокой активности все РАО должны находиться под надежной физической (от несанкционированного использования), биологической (от радиационного воздействия на персонал и население) и экологической (от массопереноса в биосфере) защитой. Далеко не всегда и не все эти требования выполнялись. Памятником несовершенству ранних технологий остается уральское озеро Карачай. В 40- 50-х гг. в него сливали жидкие отходы, радиоактивность которых сейчас 4.4.106 ТБк.

     В настоящее время уже существуют технологии для ликвидации таких  отходов, но стоимость их очень высока. Американцы, например, на ликвидацию последствий своей "ядерной оборонки" планируют истратить не менее 250 млрд. долл. (Для примера, бюджет Российской федерации, составляет 1/10 этой цифры!).

     Уже имеются принципиальные решения  о выводе из эксплуатации существующих полигонов подземного захоронения жидких радиоактивных отходов. Планируется создать опытно-промышленный объект на архипелаге Новая Земля для захоронения РАО ядерного флота и несколько специализированных пунктов их кондицирования. Разрабатываются технологии переработки, контейнеризации, безопасного хранения РАО в течение десятков-сотен лет, а для некоторых из них — безопасное для биосферы захоронение на сотни тысяч лет. Теоретически и экспериментально изучается возможность трансмутации ("выжигания" в реакторах на быстрых нейтронах) актинидов с большими периодами полураспада.

     Однако, по нашему мнению, некоторые планируемые  программы не соответствуют экологическим  критериям обеспечения безопасности биосферы. Как записано в федеральной  целевой программе "Ядерная и радиационная безопасность России на 2000-2006 годы", захоронение РАО означает выключение кондицированных РАО из сферы деятельности человека в течение всего срока сохранения потенциальной опасности и без намерения последующего извлечения. Это положение не бесспорно. По нашему мнению, возможен принципиальный отказ от их вечного захоронения. Основания следующие: во-первых, "вечная" изоляция внутри биосферы от биосферы невозможна, и воздействие РАО на окружающую среду не может быть исключено, так как за тысячи лет возможны непредвиденные экосферные изменения (топографические, климатические, биологические, социальные); во-вторых, "вечная" изоляция РАО нарушает принцип "экологичное всегда экономично", ибо выбрасываются созданные человеческим трудом вторичные ресурсы; в-третьих, социальные изменения и научно-техническое развитие уже в течение ближайшего столетия могут непредсказуемо изменить подходы потомков к нашим "могильникам РАО".

     И, наконец, в случае "вечного" контролируемого хранения РАО нарушаются принципы защиты будущих поколений от вредных воздействий и чрезмерного для них экономического бремени, заложенные в основу Концепции обращения с РАО, так как дисконтирование социально-экономических потерь человеческого общества, без всякого сомнения, многократно превысит выгоду, полученную нашим поколением.

     Таким образом, повторим: принятая в настоящее время Концепция обращения с РАО, предполагающая их захоронение, не может быть признана достаточно обоснованной.

     По  нашему мнению, с позиций экологических  требований следует пересмотреть и  ряд других программ, эффективность  которых не может быть спрогнозирована на время, превышающее социальные, биологические и геологические периоды развития природных и техногенных систем. Речь идет о программах, декларирующих: принцип захоронения РАО, по радиотоксичности эквивалентных извлеченным из Земли (не учитывается различие физико-химических свойств и их изменение в длительном интервале времени); трансмутацию долгоживущих актинидов, йода, технеция и т.п. для снижения радиотоксичности РАО до уровня активности природных сред (сомнительны и цель, и экономическая эффективность); поиск геологических структур для "вечного" хранения РАО и разработку долговременных (на миллионы лет) моделей миграции радионуклидов в природных средах (невозможность оценить точность моделей и нереальность прогноза); разработку технологий перевода РАО в минералоподобные матрицы, удаление их в космическое пространство или для "вечного" захоронения в глубинах морей и недрах Земли.

     Основа  экологического подхода к любому виду человеческой деятельности —  минимальное воздействие на окружающую природную среду и коэволюция с ней. Основное требование — вовлечение в круговорот (естественный или антропогенный) всех продуктов производства. По отношению к проблеме обращения с РАО это означает необходимость максимально возможной их утилизации. Проблема кардинального сокращения объемов РАО может быть решена значительно быстрее и эффективнее по сравнению с другими промышленными отходами.

     Известно, что их масса мала (при мощности 1000 МВт АЭС дает лишь 27 т в год  твердых отходов, а ТЭЦ на угле — 830000 т; масса жидких и газообразных отходов АЭС в 104-106 раз меньше). Состав РАО, как правило, обогащен редкими и дефицитными элементами, потребительский спрос на которые возрастает (в 1869 г. промышленность использовала 35 химических элементов, в 1906 г. — 52, в 1937 г. — 73, в 1990 г. — 95). Кроме того, радиоактивность сама по себе — ценное потребительское качество, и темп роста потребностей в радионуклидной продукции в медицине, сельском хозяйстве, промышленности выше, чем в других сырьевых продуктах. Ну и последнее: радиоактивность, вызывающая радиофобию населения, может стимулировать инвестиции в переработку РАО.

     В соответствии с определением к РАО  относят вещества, содержащие радионуклиды, "не подлежащие дальнейшему использованию на данном или каком-либо другом производстве и в экспериментальных исследованиях". Следовательно, все вещества с любой активностью и в любой форме не должны рассматриваться как РАО, если возможно их дальнейшее использование.

     Производимые  в настоящее время РАО на АЭС  и в технологических процессах на предприятиях Минатома по составу элементов значительно обогащены по сравнению с их природным кларковым содержанием. Поэтому они могут рассматриваться как вторичный ресурс, перспективный сырьевой материал атомного комплекса (СМАК). Сроки экономически целесообразного использования этих ресурсов, конечно, будут уточняться.

     Таким образом, следует изменить не только название РАО на СМАК, но изменить и  принципы их учета и подготовки к  длительному безопасному хранению. Все нецелевые продукты ядерных технологий ("отходы") должны подлежать классификации в местах производства — паспортизации СМАК по химическому и радиоактивному составу с оценкой массы и активности. Потоки разных по химическому составу продуктов должны быть разделены. В пределах экономической целесообразности следует максимально отделять нерадиоактивные материалы (в соответствии с "Нормами радиационной безопасности НРБ-99" — вещества с удельной активностью менее 1-106 Бк/г). Хранить СМАК следует в индивидуальных ячейках (боксах, баках, отсеках, хранилищах в геологических структурах) в соответствии с химическим составом, классами ядерной, радиационной, токсической и пожарной опасности.

     Разложенные по ячейкам в хранилищах, обеспеченные необходимыми системами безопасности и с соответствующими паспортами радиохимического состава, эти бывшие отходы ядерных технологий могут в течение десятков или сотен лет находиться в стадии склада сырьевых материалов.

     Следует отметить, что изложенная идея —  максимально возможного использования  содержащихся в РАО веществ (топлива, радионуклидов) — не новая и воплощается во многих проектах (например, в программах получения химически чистых продуктов из ОЯТ, рециклирования трансплутониевых элементов и осколочного йода). Существуют и программы-прототипы. Например, для учета и контроля всех радионуклидов и химических элементов в технологических циклах ядерного цикла может послужить система контроля и учета ядерных материалов на предприятиях Минатома. Эта система методологически, программно и организационно уже достаточно разработана и в своем развитии может обеспечить учет и распределение по "ячейкам" в хранилищах отдельных изотопов, групп нуклидов и химических соединений, топлива с разной степенью очистки от осколочных и трансплутониевых элементов.

     Для обезвреживания и захоронения радиоактивных отходов была разработана система "Радон", состоящая из шестнадцати полигонов захоронения радиоактивных отходов. Руководствуясь Постановлением Правительства Российской Федерации №1149-г от 5.11.91г.,Министерство атомной промышленности Российской Федерации в сотрудничестве с несколькими заинтересованными министерствами и учреждениями разработало проект государственной программы по обращению с радиоактивными отходами с целью создания региональных автоматизированных систем учета радиоактивных отходов, модернизации действующих средств хранения отходов и проектирования новых полигонов захоронения радиоактивных отходов.