Category Archives: ENERGY

Есть ли выход?

Было предложено несколько вариантов исправления ситуа­ции. Наиболее популярным решением на сегодняшний день является использование в качестве топлива метилового спирта вместо нефти. Тем не менее, поскольку метанол содержит углерод, несмотря па некоторые преимущества метиловый спирт все равно будет производить столько же углекислого газа, сколько и сгоревшая нефть. Есть еще одна идея — удалять углерод, выделяемый горящими ископаемыми топливами В настоящее время вполне возможно фильтровать воздух, уда­ляя из него углекислый и токсичные газы. Было даже предло­жено конвертировать углекислоту в метан (природный газ), который при сгорании хоть и образует С02. но поскольку он первоначально был получен из фильтров, общий выброс угле­кислого газа не должен увеличиться. Другой сценарий предус­матривает вероятность того, что лет через 60—100 экономически более выгодно будет извлекать углерод из атмосферы (например, для использования в текстильной промышленности) чем получать его из угля, и это будет постепенно уменьшать количество С02 в воздухе, куда он сейчас выбрасывается.

Конечно, защитники углеродосодержащих топлив и те, кто за ними стоит — подсчитывающие барыши индустриальные магнаты — делали много попыток доказать, что нужно еще и еще раз дополнительно исследовать и доказать воздействие этих топлив на окружающую среду, прежде чем начать исцеле­ние планеты. Естественно, большее количество исследований — это хорошая идея, поскольку нам необходимо как можно больше информации о загрязнении, но нет никаких причин задерживать начало перемен, ведь мы уже точно знаем, что ископаемые топлива загрязняют атмосферу. Есть множество механизмов воздействия па окружающую среду, которых мы не знаем, но очевидно, что углеродные топлива несут гибель, и мы должны полностью отказаться от них как от источников энергии. Это основная и недвусмысленная идея этой книги.

Другая мысль заключается в том, что средства для реше­ния проблемы углеродосодержащих топлив находятся в ру­ках наших правительств, и заставить их действовать — вот наша задача.

Что может с вами случиться?

• Если нам придется сократить использование энергии, потому что энергия, произведенная с помощью ископае­мого топлива, приносит наибольшее количество непри­ятностей, большим ударом станет увеличение безрабо­тицы, особенно если мы не начнем обучать людей и не дадим им навыки использования энергетических техно­логий будущего.

• Мы будем страдать от повышения уровня океанов, ведь в результате этого начнет сокращаться суша. Может показаться, что если море будет подниматься со скоро­стью меньше одного метра в 50 лет. то в этом нет ничего страшного, но метр — это самая скромная оцен­ка. И далее такое повышение может привести к опусто­шительному эффекту в масштабе мира. А некоторые ученые утверждают, что моря могут подняться на целых семь метров. Количество потерянных земель будет про­сто громадно. Кстати, а где вы живете?

• Через пару поколений мол-сет стать слишком жарко и засушливо, чтобы выращивать пшеницу в большинстве из тех областей, где она сейчас произрастает. Достаточ­но ли будет у ваших внуков еды? Средняя продолжи­тельность жизни тоже уменьшится, поскольку присутст­вие азотной кислоты и смога в атмосфере ухудшит иммунитет человека и, следовательно, будет способст­вовать распространению болезней. [2]

РЕЗЮМЕ

В предыдущих главах мы описали основных виновников изменения окружающей среды. К несчастью, никто не знает точно, что происходит с ней, в чем именно состоит главная угроза. ‘Гем не менее, к настоящему моменту совершенно ясно одно — содержащие углерод топлива разрушают тот мир, в котором мы живем. И это влияет на вас, читатель, и на ваших детей.

image26

Чему же мы научились?

Таким образом, ядериый век, судя по всему, близится к концу. Люди не хотят атомной энергии, и они совершенно ясно дали это понять. Нет никаких сомнений в том, что они осознают опасность, и будут искать законные поводы остановить все, что эту опасность несет.

Люди поняли, что ошибки по вине персонала приводят к ядерным катастрофам. Однако совершенно невозможно полностью исключить человека из цикла управления атом­ными электростанциями или гарантировать, что люди бу­дут работать со стопроцентной надежностью все рабочее время — так что именно человеческая природа является слабым звеном атомной энергетики.

Люди должны думать па несколько десятилетий вперед. Если бы мы задумались раньше, например о безопасности и утилизации, то не стали бы строить ядерные реакторы в пер­вом попавшемся месте. Но мы оказались неспособны предска­зать многое — ни жуткую дороговизну строительства и экс­плуатации, ни быстрое истощение запасов ядерного топлива, ни угрозу здоровью от атомной энергии, ни страх и недоволь­ство людей.

Здравый смысл не всегда оказывается правильным. На­пример, кто мог подумать, что при одинаковых дозах излу­чения, слабая радиация окажется более угрожающей, чем высокоиитспсивная?

Несмотря ни на что, мы научились основам безопасности. Атомная энергия была новой для нас, по мере ее использова­ния мы научились обращаться с ней. Например, многочислен­ные исследования по ядерной безопасности показали, что в любом случае трубы, охлаждающие системы и клапаны вы­держат и останутся надежными. А причиной аварии всегда оказывается непредсказуемое поведение людей, от которого нам надо защищаться куда активней, чем раньше.

Поскольку люди были чрезмерно оптимистичны в отно­шении перспектив атомной энергетики, продвижение вперед происходило очень быстро, оглядываясь назад, можно ска­зать, что слишком быстро. Нам следует понять, что необхо­димо изменить существующую энергетическую систему. А пока идет разработка новой, давайте не будем забывать, чему люди научились на примере ядерной энергии. Давайте не забудем указать тем, кто разрабатывает стратегию наше­го развития, направление к чистой, возобновляемой и безо­пасной энергетике.

Нет атомной энергетике

По множеству причин строительство атомных электро­станций стремительно сворачивается по всему миру.

В США этого добились частично с помощью судебных запретов. Если возбуждается дело, правильно составленное группой экспертов по защите окружающей среды при под­держке хорошо подкованных адвокатов, то вполне можно склонить судью вынести временное решение против строи — і’єльства электростанции, после чего рабол’у на АЭС следует прекратить немедленно. Затем заявления адвокатов н спе­циалистов должны быть проверены в зале суда свидетелями — экспертамн. Если аргументы истцов будут поддержаны, суд может вынести уже постоянное запрещение на строительст­во реактора в этом месте. Жители многих районов США воспользовались подобной процедурой для того, чтобы за­блокировать или, по крайней мере, существенно замедлить строительство атомных электростанций. Бо. лее того, поскольку судебные издержки обычно велики, это удорожает строи­тельство подобных объектов.

В Великобритании началу. любого крупного государствен­ного строительства неизменно предшествует национальный опрос, в ходе которого противники и сторонники проекта могут высказать свои доводы перед непредвзятым арбит­ром. И опять лее. это долгая и дорогая процедура.

Однако основная причина того, что строительство ядериых реакторов замедлилось, гораздо бо. лее проста — они произво­дят слишком дорогое электричество. Атомные электростанции безумно сложны в строительстве, и чем дальше, тем больше различных мероприятий по обеспечению безопасности должно быть выполнено при их проектировании и эксплуатации.

Бо. лее того, после того, как реакторы выработают свой ресурс, а они не могут работать вечно, их необходимо оста — 74

повить. Это означает, что все радиоактивные и прочие ма­териалы, которые могут иметь отношение к ядерной безо­пасности. должны быть изъяты, а остальная конструкция должна быть герметично закрыта бетонной оболочкой. Это очень дорогостоящая процедура, добавляющая немалую сум­му к себестоимости электричества, произведенного на атом­ной электростанции. И кроме того, цена на уран уже не настолько низка, как это было когда-то.

Все вместе эти факторы означают, что идея использования атомной энергетики в качестве источника дешевой электро­энергии без вредных выбросов оказалась мифом. В результате строительство АЭС по всему миру существенно сократилось, а в некоторых странах и вовсе полностью остановилось.

Идеап — термоядерный синтез

До сях пор мы обсуждал і вопрос о получении громадной энергии из крошечного количества урана, высвобождающейся при расщеплении ядра, центральной части атома. Такая реак­ция называется реакцией деления.

Но есть еще один способ получения огромного количест­ва энергии — термоядерный синтез. Его идея моложе, чем идея использования реакции деления ядер. По существу они противоположны, ведь вместо деления ядер используется синтез — соединение атомов.

Если два атома водорода сливаются друг с другом при экс­тремально высоких температуре и давлении, они образуют дру­гой элемент — гелий, а водород исчезает, и при этом выделя­ется огромное количество энергии. Такое соединение атомов водорода с образованием гелия — источник энергии Солнца.

Ученые-ядерщики утверждают, что если бы синтез мог быть проведен под контролем, это был бы идеальный спо­соб получения безопасного тепла от ядерпой энергии. Но проблема состоит в том, чтобы заставить атомы водорода соединяться в контролируемых условиях, на электростанции, да еще таким образом, чтобы полученную энергию молено было направить на получение электричества.

6-75

Мы знаем, что термоядерный синтез возможен, поскольку у нас есть Солнце и водородные бомбы в качестве примеров. Но бомба, хотя и выделяет массу энергии, делает это отнюдь не контролируемым способом. ‘Гак что до тех пор, пока мы не сумеем безопасно впрячь эту энергию в повозку нашей цивилизации, мы не сможем использовать этот колоссально мощный источник и получать с его помощью электричество.

Никто не погиб

Некоторые эксперты утверждают, что многие тысячи лю­дей умерли от последствий чернобыльской катастрофы, не­смотря на то, что официально было объявлено только о четырех погибших. Разница между этими цифрами очевидна и характеризует различие во мнениях о том, кто и как страдает от ядерных реакторов.

Основная угроза здоровью, связанная с утечкой радиации состоит в появлении раковых опухолей и развитии лейке-

мни. Но эти болезни могут не проявляться годами после облучения, и трудно доказать, что данный случай рака вы­зван именно радиацией. Например к моменту обнаружения болезни, ее жертва может успеть пожить в различных угол­ках мира, подвергнувшись всевозможным опасностям.

Тем не менее, на основании экспериментов па животных, есть возможность предсказать, какова вероятность появле­ния рака после получения определенной дозы радиации. Опи­раясь на это, официальные лица системы здравоохранения предсказагш, что полное число жертв Чернобыля составит 20 тыс. человек.

Можно попробовать рассчитать вероятность ядерпой катаст­рофы. Например, если бы энергетика Соедпяешшк Штатов Америки была бы целиком атомной, то стране понадобилось бы около 2000 ядерных реакторов. Если мы распространим на это число реакторов существующую статистику аварий, то увидим, что катастрофы могут происходить каждые два месяца.

Ядерные катастрофы

Есть одна угроза, которую общественность боится боль­ше слабо — или высокоинтенсивной радиации — что атомная электростанция взорвется, будто ядерная бомба, в густона­селенном месте. По правде говоря, такой инцидент неправ­доподобен. Гораздо более реальной опасностью является не взрыв, а расплавление реактора.

Это может произойти на станции в случае нарушения пода­чи охлаждающей воды к реактору. Он перегреется, и его центральная часть, содержащая ядерпое топливо и называемая активной зоной, расплавится. Туда может попасть вода из различных систем реактора и образовать пар при очень высо­ком давлении, который вполне может взорвать верх реактора. Его внутренние части, включая ядерпое топливо, будут выбро­шены в атмосферу и разлетятся на громадные расстояния. Кроме того, образовавшийся чрезвычайно горячий расплав активной зоны может просто-напросто прожечь основание кор­пуса реактора и уйти вглубь земли более чем на километр.

Бедствие такого масштаба рассматривалось разработчика­ми атомных электростанций, и приняты соответствующие меры к его предупреждению. Существует надежда, что свер­кающие купола, которые можно увидеть над ядерными реак­торами, выдержат напор взрыва, вызванного перегревом. Тем не менее разработчики не могут быть абсолютно увере­ны В ЭЛ’ОМ, и никто, разумеется, не хочет проводить подоб­ный эксперимент. К счастью, еще ни разу нс происходило такого расплавления реактора. Если бы это произошло неио —

далеку от города, то могло бы привести к гибели сотен тысяч людей. Но было несколько близких к такому разви­тию сценария случаев. Уроком дія пас является то, что все они были вызваны человеческими ошибками.

Так в Враунз Ферри, штат Алабама, безответственный специалист спустился в подземные проходы, неся зажжен­ную свечу. Она была нужна ему, чтобы увидеть, как движет­ся воздух внутри тоннелей. Устав нести свечу перед собой, он поднял ее над головой. В результате загорелась изоляция водяных труб охлаждения, а вскоре вся охлаждающая систе­ма вышла из строя, и начался процесс расплавления реакто­ра. Выли проведены аварийные работы — реактор и город (а может быть, и большая часть штата) были спасены.

Более близкое к нам по времени несчастье в Чернобыле случилось из-за того, что научный персонал станции начал экспериментировать с реактором, когда тот был на полном ходу. В ходе экспериментов была отключена часті, автома­тической системы аварийной защиты. Пока персонал зани­мался исследованиями, тепловыделение в активной зоне вы­шло из-под контроля, и ие было ии одного работающего аварийного механизма, чл’обы остановить реактор. Начался пожар, и, поскольку над реактором не было купола, дым, содержавший радиоактивные вещества, распространился по большей части центральной и северной Европы.

В обоих этих случаях не было ни усталости материалов, ни износа металлических частей, были просто человеческие ошибки. То, что люди могут быть беспечны, является одним из главных уроков, которые мы должны извлечь, познако­мившись с ядерными реакторами.

Радиация

Вокруг’ нас всегда присутствует небольшое количество ра­диации, она исходит от земли и называется фоновым излуче­нием. Примером радиации естественного происхождения явля­ются те малые количества радона, которые проникают в наши дома. Мы должны понимать, что небольшие дозы радиации безвредны, потому что люди развивались и эволюционировали тысячи лет, подвергаясь воздействию естественной радиации.

Тем не менее, если на человеческое тело воздействовать высоко интенсивным потоком радиоактивных частиц, похо­жих на те, что используются в ядерных реакторах, нет никакого сомнения, что они нанесут ущерб здоровью, при­чем двумя путями.

Один из типов повреждения похож на воздействие пули — частицы сталкиваются с клетками и разрушают их. В ре­зультате зачастую образуется опухоль.

Другой тип негативного воздействия — непрямой. Части­ца попадает в похожую на воду жидкость, окружающую клет­ки нашего тела, после чего в них начинает воспроизводиться ионизированный кислород (весьма опасный для здоровья), ко­торый обычно там не присутствует. Клетки впитывают эту отравленную жидкость, и их развитие сворачивает с правиль­ного пути. И, опять же, это вызывает рак.

И еще немного о единственном факте, который никем не оспаривается — о том, что много радиации приводит к раку. Слишком много радиации — это сколько? И сколько ее прихо­дит к нам от ядерных реакторов? Как сильно радиация влияет па людей, находящихся рядом с реактором, или как она воз­действует на нашу пищу? Сколько времени занимает развитие рака после облучения? Бы получите разные ответы на эти вопросы в зависимости от того, кого будете спрашивать.

Кажется бесспорным, что правильно построенный и управ — .ляемый ядерный реактор не даст значительного количества интенсивной радиации. Строители таких установок скорее все­го правы, говоря, что хорошо построенная и правильно функ­ционирующая атомная электростанция безопасна. Тем не ме­нее, опыт показывает, что электростанции не всегда хорошо управляются. Обнаруживаются дефекты, возникшие зачастую из-за человеческих ошибок — и вот тут начинаются неприят­ности. Происходят аварии, и если огонь вырывается наружу, как это было в Чернобыле, радиоактивные частицы вместе с дымом могут разлететься очень далеко. Этот дым чрезвычай­но опасен для любого, кто вступит с ним в контакт.

Важным вопросом, связанным с опасностью радиации для здоровья, является ее интенсивность, т. е. как много радиа­ции получает человек за определенный период времени. В случае маломощной радиации время ее воздействия стано­вится ключевым фактором. Благодаря канадскому физику Псткау, мы знаем, что, если определенная доля радиации поглощается медленно, она оказывает значительно худший эффект, чем если бы она поглощалась быстро.

Достаточно просто понять, почему так происходит. Помни­те, что радиоактивные частицы могут производить опасный ионизированный кислород в жидкости, окружающей клетки? То же самое происходит и при слабой радиации. Ионизиро­ванный кислород, образовавшийся вокруг клеток, попадает на их поверхность и может воздействовать на ДНК, генетиче­ский чертеж, определяющий структуру и функционирование каждой клетки. Ущерб, нанесенный ДНК, может нарушить работу клетки и привести к появлению врожденных дефек­тов, если повреждены репродуктивные органы. Когда же ра­диация проникает в наше тело за малое время, как в случае высоко интенсивного воздействия, большое количество ио­низированного кислорода производится одновременно, и НС все ионы могут проникнуть в клетку, многие из них «растра­

чиваются» и не могут нанести ущерб. Но если мы получаем ту же самую дозу радиации понемногу в течение длительного времени, каждая ионизированная молекула кислорода может попасть на поверхность клетки и воздействовать па ДНК.

Давайте закончим споры о вредном действии радиации, при­знав тот факт, что когда атомная электростанция работает как положено, то опасность мала. Но жизнь такова, что аварии происходят и будут происходить, и в этом случае интенсивная радиация, как напрямую, так и в качестве причины рака, опасна для здоровья людей. Более того, оказывается, что слабая радиа­ция, если ее действию подвергаться долгое время, может причи­нить гораздо больший ущерб, чем предполагалось раньше.

Надежды и страхи

Вначале казалось, что ядерное топливо имеет громадное пре­имущество над химическим. В конце 40-х — начале 50-х гг. было трудно найти хоть один аргумент против того, что необходимо как можно скорее переходить на атомную энергию. Многие ожи­дали, что скоро наступит райская жизнь, например, что щепотка ядерного топлива сможет давать энергию целому городу в тече­ние нескольких недель. И все шло к тому, что атомная энергия будет чрезвычайно дешевой — какие-нибудь доли цента за кило-

ватт-час. Часто указывалось на то, что в будущем не надо будет больше выключать свет и экономить электричество.

Учитывая то. что мы знаем сейчас о последствиях примене­ния углеродосодержащих топлив, ядерная энергия может пока­чаться решением всех наших проблем с окружающей средой.

Но у атомной энергетики есть и свои недостатки. В начале пути ядерная энергия связывалась только с создани­ем страшного оружия. И мы опасаемся, что как бы мирно мы не использовали ужасающую силу энергии ядерной реак­ции, она может вырваться из наших рук и вызвать взрыв, хотя в действительности такое практически невозможно. Даже чернобыльская катастрофа 1986 г. не привела к ядер­ному взрыву, подобному взрыву атомной бомбы, несмотря па то, что огонь ядерной реакции полыхал много дней. По есть и другие немалые опасности, проистекающие от ядер- ных реакторов. Хотя многое сегодня затуманено спорами, некоторые вопросы предельно ясны.