Помоги проекту - поделись книгой:
Топливный ядерный цикл — это достаточно сложная технологическая система предприятий. Если для угольной энергетики в минимальном варианте достаточно шахты, в которой добывают уголь, и печки в которой его сжигают, то с ядерной энергетикой ситуация сложнее. Сначала на рудниках и горно-обогатительных комбинатах добывается урановая руда и происходит её обогащение. Затем из руды, содержащей кроме урана еще множество соединений, выделяется оксид урана. Следующим этапом является перевод оксида урана в гексафторид урана, в этой форме происходит обогащение природного урана, содержащего 0,72 % изотопа урана-235 в топливный, содержащий 2-5% урана-235 или оружейный, содержащий 95 % урана-235. Затем уран вновь переводится в оксид, в твердую форму, и только потом из него можно делать ТВЭЛы, которые поступают на АЭС. В реакторах атомных станций, в соответствии с режимом, они определенное количество времени выделяют тепло. После извлечения из АЭС они превращаются в отработанное ядерное топливо. Экономически их невыгодно выжигать до той стадии, чтобы урана в них совсем не осталось. Поэтому после извлечения остаточное содержание урана составляет десятые доли процента. Потом отработанные сборки попадают в приреакторное хранилище, где они несколько лет лежат для того, чтобы короткоживущие элементы распались, и сборка «остыла», то есть излучение снизилось настолько, чтобы её можно было транспортировать или перерабатывать.
-А в каких условиях хранятся сборки?
-На каждой станции существуют приреакторные хранилища, представляющие собой бассейны с водой, которая необходима для поглощения гамма-излучения. После того, как сборка отлежалась в приреакторном хранилище, с ней нужно что-то делать. Есть разные варианты топливно-ядерного цикла: открытый и замкнутый. При открытом отработанное топливо является отходом и больше не используется. В соответствии с этим подходом, после того, как сборка вылежалась, и ее можно транспортировать, ее помещают в специальные хранилища. В Америке долгое время собирались хранить такие сборки в горе Юкка-Маунтин, но сейчас администрация Б. Обамы от этого проекта начинает отказываться, но это не означает отказ США от ядерной энергетики вообще, а подразумевает переход на замкнутый ядерный топливный цикл, то есть переработку отходов.
Что значит «переработка»? Сборку привозят на радиохимическое предприятие, где ее разбирают, извлекают оставшийся уран, плутоний, радионуклиды, которые можно использовать в медицине и технике. После этого уран (либо уран совместно с плутонием) снова идут на изготовление топлива, а оставшиеся невостребованными элементы, находящиеся в жидкой форме, так называемые жидкие радиоактивные отходы (ЖРО), должны отверждаться и захораниваться. Если раньше сторонниками открытого ядерного цикла была Европа и Америка, то сейчас только европейские страны стоят на такой позиции. В начале этого года у нас была встреча со шведскими специалистами. Они готовят у себя проект по разработке могильников радиоактивных отходов, уже выбрали площадку, на которой это будет происходить. Само хранилище будет представлять собой подземные галереи, в которых через небольшие интервалы пробьются колодцы, в которые будут закладываться отработанные сборки на неопределенно долгое время.
- Как глубоко они должны быть?
- В их случае это несколько десятков метров. Пробивается колодец, туда ставится сборка и заполняется бетонитом, то есть глиной, которая препятствует контакту с водой и возможной утечке радионуклидов в окружающую среду. В итоге даже по шведским очень жестким нормативам этот проект выполним, реалистичен и экономичен. Меня, как россиянина, очень поразило, что с самого начала появления атомной энергетики шведы решили, что с каждого киловатта в час одна тысячная евроцента будет отчисляться в специальный фонд на консервацию отходов. И за несколько десятков лет они накопили достаточную сумму, чтобы гарантированно воплотить этот проект в жизнь.
- А это не опасно, ведь могут быть смещения породы, например?
- Я поэтому и привел пример Швеции, имеющей крайне жесткое экологическое законодательство, их подход отличается многоуровневой перестраховкой. Когда они рассказывают о многочисленных этапах всевозможных экспертиз, просто диву даёшься. В числе прочих просчитан даже такой вариант: а что будет, если вдруг начнется ледниковый период, и на хранилище станут давить льды? По шведским нормативам изотопы из хранилища не должны поступать в окружающую среду. А гамма-фон на поверхности не должен увеличиваться более 1 %. У нас в пределах Академгородка и большей части Новосибирска радиационный фон находится в интервале от 10 до 15 микрорентген в час, и с помощью нашей приборной базы 1 % мы и почувствовать не сможем, вот и делайте выводы.
Не надо также забывать, что при создании радиоактивных могильников люди не создают ничего принципиально нового. Достаточно посмотреть на природные модели. Что такое природный вариант захоронения РАО? Это месторождение радиоактивных руд. В пределах Сибирского региона было открыто и разведано более 30 месторождений урана (и это только те, которые мы знаем). Возраст отдельных месторождений может составлять и сотни тысяч, и миллионы лет.
В частности, известное всем специалистам месторождение Пригородное, которое расположено в 35 километрах от Новосибирска. В нем, по оценкам, более тысячи тонн урана, которые спокойно лежат на расстоянии каких-то 50 метров от поверхности. Это месторождение разведано, и на данный момент его разработка нерентабельна. Поэтому, что касается безопасности подземных захоронений, сама природа подсказывает, что это возможно. Более того, среди этих месторождений есть такие, которые даже подняты на поверхность и активно размываются. Объемы выноса урана из них огромны. Их сложно даже сравнивать с промышленными отстойниками, настолько несопоставим масштаб.
- Какие методы хранения радиоактивных отходов являются наиболее оправданными?
- Долговременное хранение высокоактивных отходов (ВАО) в жидком виде крайне рискованно, поэтому в качестве основного принципа долговременного экологически безопасного захоронения ВАО, как я уже говорил, МАГАТЭ провозгласило необходимость их связывания в составе специальных материалов — консервирующих матриц. Однако в связи с тем, что общепринятого подхода к отверждению РАО пока нет, большинство стран продолжает или накапливать жидкие радиоактивные отходы, или в том или ином виде сбрасывать их в окружающую среду.
Долгое время в качестве отверждающих матриц испытывались (и отчасти применялись) боросиликатные и фосфатные стекла. Такие работы проводились и России в Институте геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН (ИГЕМ РАН) под руководством академика Н. П. Лаверова. На предприятии «Маяк» ставили печи, в которых готовили стекла, а затем в расплав добавляли соли радиоактивных элементов, полученные при выпаривании ЖРО. У этого способа есть серьезные недостатки. Это происходит при высоких температурах, поэтому полностью изолировать окружающую среду от попадания радиоактивных паров и аэрозолей проблематично. Они отличаются недостаточной химической стабильностью и низкой сопротивляемостью к гамма-излучениям. Кроме того, бор и фосфор сами по себе являются кислотообразователями, что предопределяет относительно быстрое разрушение таких матриц в природной среде в контакте с текучими и застойными водами. Да и сами печи после непродолжительного использования превращаются в радиоактивные отходы, с которыми тоже надо что-то делать. В конце концов, даже разработчики признали бесперспективность этой технологии.
Был предложен также ряд способов создания губкоподобных алюмосиликатных материалов, позволяющих попеременно заполнять их растворами сорбентов и солей радионуклидов с многократным выпариванием жидкостей. Однако консерванты этого типа не исключают миграцию радионуклидов при наличии в их составе радикалов сильных неорганических кислот.
Модное сейчас направление — это поиски и испытания множества минеральных форм (на основе оксидов Al, Ti, Zr и др.), весьма устойчивых в условиях выветривания. Автором этого направления можно назвать австралийского ученого А.Е. Рингвуда, который первый предложил включение элементов ВАО в полифазные титанатные керамики Synroc на основе цирконолита, голландита, перовскита и оксидов титана. Эта технология активно изучается на предмет пригодности для иммобилизации в них ВАО, в том числе и в нашей стране в уже упомянутом ИГЕМе под руководством академика Н.П. Лаверова. Но способ масштабного связывания радионуклидов в таких матрицах не очень хорош из-за дороговизны производства, ведь образующие матрицы оксиды (Nb, Ti, Zr и т.д.) стоят достаточно много. Технология получения таких матриц тоже весьма затратна. Поэтому, учитывая количества наработанных отходов, это скорее экспериментальное направление, так как на сегодняшний день сложно представить пути для его промышленного воплощения.
Предложения использовать в качестве скрепляющего материала битумы и другие органические композиты также встречают возражения из-за их недолговечности, окисляемости и пожароопасности.
Есть и более экзотичные варианты, например, метод самораспространяющегося высокотемпературного синтеза: выпаренные РАО смешиваются с металлическим алюминием и пероксидом бария в качестве горючего, а также с окислами кремния и циркония в качестве матрицы. В результате получается своего рода бенгальская свеча, которую поджигают, а после сгорания, по замыслу авторов, остается остеклованный кирпич, готовый к консервации.
В нашем институте был предложен свой, наиболее оправданный, на наш взгляд, вариант матрицы. Под руководством Виктора Прокопьевича Ковалева был выполнен ряд исследований, доказывающих, что наиболее пригодными для консервации матрицами являются химически стойкие алюмосиликатные керамики и стекла, характеризуемые большой насыщенностью, прочными ковалентными связями каркасов, «запечатывающих» радионуклиды. Кремнекислые стекла стойки к ионизирующим излучениям, а на авторазогрев отвечают не раскристаллизацией и растрескиванием, а размягчением и пластическими деформациями. Наши матрицы прошли разнообразные испытания на радиолитическую, химическую и механическую стойкость, и защищены патентами.
- Расскажите более подробно о стекловании, для чего его применяют при обращении с РАО?
- Что такое стеклование? Это нагрев до высоких температур и быстрое охлаждение, когда в материале не успевает сформироваться кристаллическая структура, а получается аморфная структура. У стекла есть существенное преимущество: оно не позволяет компонентам выщелачиваться. Есть очень хороший пример. Когда мы берем образец гранита, растираем его в пудру, то можно относительно легко выщелачиванием перевести уран в раствор. Если мы этот же образец расплавим, потом резко охладим, превратив его в стекло, потом измельчим в пудру той же размерности, то при тех же самых опытах у нас выщелачивания практически не происходит.
Дело в том, что при их контакте с кислыми водными растворами (обычными в окружающей среде) появляется слаборастворимая кремниевая кислота, которая легко полимеризуется и образует сильно адсорбирующие гели, которые, с одной стороны, препятствуют дальнейшему растворению стекла, а с другой, тут же связывают выделяющиеся радионуклиды. Природные аналоги таких матриц, роговики, могут оставаться неизменными десятки и сотни миллионов лет.
- Получается, это очень эффективный метод. Почему им тогда не пользуются повсеместно?
- Причин много. В условиях открытого топливного ядерного цикла проблема отверждения ЖРО не стоит так остро. К тому же, в конце 90х гг многие были уверены, что ядерная энергетика прошла свой пик, и теперь пошла на спад. Если вы поднимите материалы, то увидите, что многие европейские правительства отказывались от АЭС, реакторы не строились и даже не планировались, активисты Greenpeace считали, что полный отказ от ядерной энергетики не за горами. В таких условиях для Европы разрабатывать технологии по консервации РАО считалось бессмысленной тратой времени и денег.
В Советском Союзе нашли более простое решение. В Томске отходы, как я уже говорил, закачивали в подземные горизонты, а в Озерске (предприятие «Маяк») сливали в озеро Карачай. Существовавший подход «цель оправдывает средства» позволял откладывать решение проблемы отходов на будущее.
После перестройки, когда у нас эта проблема получила огласку, предприятия стали задумываться о будущем. Но проблема в том, что наша ядерная энергетика обременена наследством Холодной войны, когда главной целью была наработка оружия. Большая часть отходов, а также большинство аномалий и загрязнений — это следы давно минувших дней. К тому же, предприятия принадлежат государству. И когда контролирующие органы требовали что-то предпринимать, атомщики вполне обоснованно разводили руками, ссылаясь на отсутствие государственного финансирования. Для того чтобы решить проблему обращения с отходами, предприятиям нужно раскошеливаться, осваивать новые технологии, получать лицензии, а зачем это делать, если пока можно отложить этот вопрос? Так или иначе, когда-то придется уделить внимание и средства этой проблеме. Сейчас все ждут принятия закона об обращении с ядерными отходами, будем надеяться, что с его вступлением в силу практика откладывания решения проблемы отходов на будущее прекратится.
- Каким образом возможно вторичное использование радиоактивных отходов? Все ли виды отходов пригодны для переработки?
- Посмотрим на схему топливного цикла. Понятно, что разные предприятия производят совершенно разные типы отходов. При добыче урановой руды вмещающая порода обычно оставляется в месте переработки, но вообще ее можно использовать, например, при отмостке дорог, если позволяет активность. Есть предельная активность для того, чтобы материал можно было использовать для строительства жилого помещения. Те материалы, строить из которых дома нельзя, вполне допустимо использовать для строительства дорог и насыпей.
Низкоактивные отходы, содержащие уран той или иной степени обогащения, закладываются в приповерхностные хранилища, причем по нашему законодательству это может быть только пункт временного хранения.
- А получается — долговременного.
- Да, потому что большинству этих хранилищ 30 — 40 лет, и их эксплуатация, пусть с оговорками, но допускается надзорными органами. А при проектировании новых объектов необходимо учитывать все существующие нормативы, что невозможно по определению, так как нормативы у нас иной раз разрабатывают люди, далекие как от технологии, так и от химии с геологией. С другой стороны, и паниковать по поводу существования таких хранилищ не стоит, в подавляющем большинстве случаев можно предотвратить распространение радионуклидов за пределы отстойников, что предприятия под давлением Ростехнадзора постепенно и выполняют. Сейчас эти отстойники собираются консервировать и захоранивать, но вполне возможно, в обозримом будущем их вновь станут рассматривать как руду.
Особняком стоит обедненный гексафторид урана, накапливаемый на обогатительных комбинатах, его используют как сырье для производства плавиковой кислоты. Такой цех построен в Зеленогорске (Красноярск-45), сейчас он находится в стадии отладки.
Что касается отработанного ядерного топлива, то это потенциальный источник урана, плутония, который тоже можно использовать как топливо. По данным на 2005 год, мировое потребление урана достигало 69 тыс. тонн, а производство 40 тыс. тонн. В России потребность в уране составляла 19,3, а добыча 3,3 тыс. тонн. Пока недостаток покрывается складскими запасами, но ведь они рано или поздно кончатся. И чем ближе мы к этой границе будем подходить, тем привлекательнее будет выглядеть переработка ОЯТ.
- Вы рассказывали про проекты по долговременному захоронению радиоактивных отходов в геологически стабильных структурах заграницей. А есть ли у нас подобные наработки?
- У нас в Красноярском крае в гранитном массиве готовят пилотную лабораторию в скальном массиве на глубине, чтобы наблюдать деформации, смещения пород. Этот проект позволит сделать оценки, какие варианты можно проектировать, а какие нельзя. Но стоит отметить, что у нас это скорее научно-методические работы, а в Швеции уже найдены площадки, которые прошли лицензирование, подготовлен проект, уже не за горами начало строительства.
- Как перевозят отработанное ядерное топливо?
- Активисты антиядерных движений уверены, что транспортировка ОЯТ и РАО выглядит так, как показано на этой фотографии, скачанной на одном из экологических сайтов.
На самом деле есть специальные многослойные контейнеры, которые могут перевозиться морским или железнодорожным транспортом. Контейнеры для перевозки построены таким образом, чтобы максимально снизить активность сборок. Желающие могут поискать в Интернете нормативные документы, в которых прописаны требования к контейнерам, чтобы понимать, насколько обоснованы опасения тех, кто волнуется о безопасности в случае, если, например, контейнер вдруг упадет с вагона.
Транспортировка ОЯТ
- Почему Россия принимает отработанное ядерное топливо?
- Российские атомные предприятия зарабатывают на этом деньги, декларируя, что принимают ОЯТ на переработку. Опять же, и в бюджет, по всей видимости, идут необходимые отчисления. На эти деньги у нас должна быть создана вся необходимая инфраструктура для переработки, которая сейчас еще в законченном виде отсутствует. Но нужно учитывать и наши российские реалии. Деньги на переработку и постройку хранилищ и заводов мы получаем сейчас, а когда реально будут построены эти объекты инфраструктуры, не совсем понятно. И не получится ли так, что к тому моменту, когда нужно будет что-то строить, деньги внезапно кончатся? В этом есть некоторые опасения. Страны, которые ввозят ОЯТ, оплачивают процесс приема нами отходов, о дальнейшем у них голова уже не болит. Поэтому сомнения экологов в чем-то оправданы, когда они говорят, что деньги на переработку ОЯТ останутся внутри Садового кольца, а сами отработанные сборки получим непосредственно мы с вами.
Терралаб
Софт: Планирование дел на Android. Часть I
По сути, любой современный смартфон является идейным наследником карманных компьютеров. Учитывая, что первые КПК создавались как электронные помощники-секретари (большинство из них имело аппаратные кнопки вызова календаря, списка дел и контактов), немудрено, что количество мобильных программ-планировщиков измеряется тысячами.
В принципе, для превращения Android-смартфона в полноценного секретаря, системе не хватает лишь программы ведения списка дел (с синхронизацией календаря нет проблем, так как это такая же штатная функция, как и синхронизация почты с контактами). И вроде бы есть у Google собственный сервис задач Gmail Tasks, но, во-первых, он не поддерживается самой OS Android (даже самыми последними ее редакциями), во-вторых, использование сторонних программ, исправляющих это упущение, не меняет самого главного — Gmail Tasks слишком примитивен, чтобы стать полноценным помощником.
Штатный календарь и Gtasks — программа синхронизации с Gmail Tasks
Итак, какими функциями должен обладать идеальный список задач?
1. Позволять вести разные группы списков и иметь возможность быстро между ними переключаться. Скажем так, если я иду в магазин, мне нужен только списков продуктов, вызываемый одним-двумя кликами.
2. Уметь синхронизироваться с каким-нибудь online-сервисом, доступным для полноценных компьютеров — набивать большие списки с помощью экранной клавиатуры то еще удовольствие.
3. Позволять привязывать дела к дате и времени, и, либо напоминать о них самостоятельно, либо добавлять напоминание в системный календарь.
К сожалению, большинство из представленных в «Маркете» программ ничего из этого не умеют. Тем не менее, существует несколько действительно достойных приложений, соответствующих перечисленным выше требованиям.
Приложение первое, ColorNote от Notes . Программа очень проста в использовании и, по сути, умеет всего две вещи: вести заметки как обычный блокнот и вести простенькие списки дел. Приложение бы не стоило упоминания, если бы не одно «но» — в ColorNote есть замечательный виджет, позволяющий выносить на рабочий стол ярлыки своих списков с нумерацией невыполненных дел или вешать тот же список в статусбаре.
Color Note. Удобные виджеты и парковка в статусбаре
Подобный подход очень удобен, когда нужно накидать список покупок для магазина или список дел, необходимых выполнить по пути домой. Вызов отдельного перечня одним кликом — способ более комфортный, чем копание в больших программах с занятыми кошельком и корзиной руками.
Увы, программа не лишена недостатков. Учитывая ее довольно скромный функционал, сложно ожидать от нее привязки к датам, и тем более, синхронизации со сторонними сервисами. К счастью, набор больших объемов текста может быть решен путем использования «WiFi клавиатуры» — небольшой программы, позволяющей подключаться к смартфону по сети и печатать с обычной клавиатуры в любом телефонном приложении. Конечно, синхронизации это не заменяет, но жизнь облегчает заметно.
А вот это приложение от Todoroo inc уже умеет все то, о чем мы говорили выше. И синхронизироваться с Gmail Tasks, и привязываться к дате, и вести разнообразные списки (точнее, список один, но каждой задаче может быть присвоен тег и выведен отдельным перечнем).
Виджет Astrid’а (не очень удобный) и рабочий экран программы
Интерфейс у программы по-прежнему спартанский, но это с лихвой компенсируется функционалом. Задачам могут присваиваться приоритеты (отображается цветной полоской слева от задачи), теги, а так же дата и время напоминания. Кроме этого, для любой задачи может быть включен таймер (с индикацией в статусбаре), задано уже потраченное на задачу время и задан ориентировочный дедлайн (т.е. время, к которому задача должна быть выполнена).
Настройки для задач. Метки, даты, добавление в календарь
Напоминание о задаче или событии может быть задано как в самой программе, так и перепоручено системному календарю (в последнем случае напоминание станет более назойливым, и вы его гарантированно не пропустите).
Помимо общего списка задач, Astrid позволяет фильтровать список по тегам или статусам (нажатие на зеленую стрелку в левом верхнем углу). Причем, программа способна не только сохранять отображение в таком виде, но и выводить подсписок в виде отдельного виджета на рабочий стол.
Фильтрация списка
К сожалению, при всех своих достоинствах, программа имеет один небольшой недостаток — не умеет создавать подзадачи. К примеру, если вы собираетесь посетить магазин стройтоваров, то будет не очень удобно создавать специальный тег «стройка» для ведения списка покупок. Гораздо логичнее было бы создать задачу «покупка стройматериалов» с тегом «ремонт» и уже в ней вести список нужных покупок. Этого, к сожалению, Astrid не умеет.
Конечно, можно возразить, что столь навороченный функционал многим и не понадобится и ColorNote и Astrid — вполне добротные приложения, с запасом покрывающие потребности многих. Если же вам кажется, что описанные приложения слишком простые, дождитесь второй части этой публикации, где будет рассказано о синхронизации Astrid с веб-сервисом «Remember the milk», работе по методу GTD и о других, более продвинутых планировщиках под Android.
Обзор браузера Opera Mobile 10.1 для Google Android
Известно, что хотя бы одна из версий браузера Opera способна работать едва ли не на каждом современном телефоне. Однако не все версии равны: Opera Mini, в отличие от Opera Mobile, не является полноценным браузером. До начала ноября 2010 года на смартфонах с ОС Google Android работала только Opera Mini, теперь же в Android Marketplace можно бесплатно скачать Opera Mobile.
Не сказать, чтобы Opera Mini была плоха — просто она приспособлена в первую очередь для простеньких телефонов, процессор которых не справится с обработкой полноценных веб-страниц. Вместо этого сервер Opera присылает браузеру уже готовую и подогнанную под размер телефонного экрана страницу в специальном формате. В Opera Mobile же установлен полноценный движок, поддерживающий даже новые стандарты HTML и CSS и обрабатывающий JavaScript не хуже, чем Opera для настольных компьютеров.
Opera Mobile для Android на первый взгляд мало чем отличается от версий этого браузера для других платформ. Здесь точно такой же стартовый экран с сеткой из скриншотов наиболее часто посещаемых сайтов, точно такая же красная полоска с названием сайта в верхней части экрана, такая же навигационная панель внизу. Добавили ли сюда что-нибудь специально для Android?
Начинаем перебирать аппаратные кнопки. «Назад» работает отлично, а вот от «menu» на первый взгляд никакого проку: логично было бы открывать с её помощью меню браузера, в котором спрятаны закладки, история, загрузки и прочие нужные вещи. Зато кнопка «поиск» используется: она перемещает курсор в поисковую строку.
Действует и трекбол HTC Hero — если начать его крутить, по экрану начнёт перемещаться прямоугольник, если нажать — выбранная область увеличится. Возможно, на словах это звучит не особенно удобно, но на практике это оказывается неплохим способом управляться с браузером, держа телефон в одной руке.
Поделиться книгой: