ЭКОНОМИЯ РЕСУРСОВ НА ТРАНСПОРТЕ

⇐ ПредыдущаяСтр 15 из 16Следующая ⇒

Создание экономичного автомобиля. Среди различных видов транспорта автомобиль занимает одно из ведущих мест. В XX в. автомо- бильная промышленность выросла в гигантскую отрасль. Только за по-

следние 50 лет мировой автопарк увеличился более чем в 12 раз и превы- сил 700 млн. машин. Сейчас ежегодно в мире выпускается более 40 млн. машин. В Канаде, Германии, Италии, Франции, Японии, Великобритании на 1000 жителей приходится 500—700 автомобилей, в США — около

800, в России — менее 150. Прогнозируется дальнейший рост мирового автомобильного парка и в первой четверти XXI в.

Несколько десятилетий назад во всем мире производились автомоби- ли без надлежащего учета экономичности. Топливо было недорогим и, следовательно, не было стимулов его экономии. В середине 60-х годов XX в. на мировом рынке появились небольшие экономичные автомобили фирмы «Фольксваген». В следующем десятилетии началось массовое производство автомобилей японскими производителями, которые в ре- зультате сбора проектной, технологической и инженерной информации создали высокоавтоматизированную и эффективную автомобильную промышленность, способную выпускать экономичные и дешевые авто- мобили.

Экономия топлива и достижение безвредного выхлопа требуют реше- ния комплекса задач: повышение эффективности сгорания топлива, мо- дернизация двигателя и других узлов автомобиля, использование очи- щенного от вредных примесей топлива, уменьшение массы автомобиля, антикоррозийная обработка деталей и узлов автомобиля, совершенство- вание трансмиссионной системы, каталитическое обезвреживание вы- хлопных газов и др. Повышение эффективности сгорания топлива обес- печивает, например, электронное управление всеми стадиями процесса сжигания смеси в рабочей камере. Все крупные автомобильные компа- нии, особенно в последние годы, занимаются разработкой новых двигате- лей с наиболее полным сгоранием топлива. Результаты таких разработок налицо: современные автомобили ведущих фирм Европы и США выбра- сывают в атмосферу в 10—15 раз меньше вредных веществ, чем автомо- били 80-х годов XX в. Этому способствовало введение многоклапанной системы газораспределения, впрыска топлива вместо карбюраторного смесеобразования, электронного зажигания, автомата пуска и пр.

Выпускаемые автомобили становятся гораздо экономичнее. Напри- мер, в США с 1986 г. легковой автомобиль стал в два раза экономич- нее — потребление бензина на 100 км уменьшилось с 17, 8 до 8, 7 л. При- менение сверхпрочных и вместе с тем ударогасящих материалов (глав- ным образом современных композитов) позволяет уменьшить в 3 раза массу автомобиля (до 470 кг). Обтекаемая форма повышает в 2—6 раз его аэродинамические свойства. Лучшее качество покрышек при меньшей массе автомобиля уменьшает их износ в 3—5 раз. Такой автомобиль по- хож не на танк, а скорее на самолет.

Установлено, что электрический привод увеличивает экономичность автомобиля на 30—50%, частично за счет регенерации 70% энергии на торможение, ее временного накопления и затем повторного использова- ния для ускорения и подъема в гору. Сочетание сверхлегких материалов с электрическим приводом повышает экономичность автомобиля пример- но в 5 раз. Подобный автомобиль будущего будет потреблять топлива

1, 2—2 л на 100 км.

Многочисленные полимерные материалы, алюминиевые, высоко- прочные стальные и другие сплавы способствуют уменьшению массы ав- томобиля. Изготовление крупных деталей из полимерных материалов ме- тодом литья под давлением, применение композиционных материалов с волокнистой структурой для ведущего вала, керамический блок цилинд- ров и т.п. — все это коренным образом изменяет не только технологию изготовления автомобиля, но и его конструкцию и внешний вид. Только

«впитав» важнейшие естественно-научные достижения, выпускаемый автомобиль будет наносить минимальный вред окружающей среде, ста- нет экономичным и комфортабельным и, следовательно, конкурентоспо- собным. Такие качества может обеспечить в современных условиях толь- ко модернизация технической базы автомобильной промышленности, что является необходимым условием для успешного развития промыш- ленных предприятий, производящих не только автомобили, но и самоле- ты, аудио- и видеотехнику, персональные компьютеры и т.п.

Автотранспорт и окружающая среда. Во многих больших горо- дах — Берлине, Мехико, Токио, Москве, Санкт-Петербурге, Киеве и др. — загрязнение воздуха автомобильными выхлопами и пылью состав- ляет, по разным оценкам, от 80 до 95%. И люди вынуждены дышать та- ким воздухом. Человек потребляет в сутки 12 м3 воздуха, автомобиль — в тысячу раз больше. Например, в Москве автомобильный транспорт по- глощает кислорода в 50 раз больше, чем все население города.

Бензиновый и дизельный транспорт потребляет значительную часть

нефтепродуктов. Средний КПД двигателя автомобиля — всего 23 % (для бензиновых двигателей — 20, для дизельных — 35%). Следовательно, большая часть нефтепродуктов сжигается впустую и наносит вред окру- жающей среде — идет на нагрев и загрязнение атмосферы. Но и это дале- ко не полная характеристика автотранспорта. Главный его показа- тель — не КПД двигателя, а коэффициент загрузки. К сожалению, авто- мобильный транспорт используется чрезвычайно неэффективно. Транс- портное средство должно перевозить груз больше собственной массы, именно в этом его эффективность. Однако такому требованию удовлетво- ряет лишь велосипед и легкие мотоциклы, остальные машины в основном возят сами себя. В результате истинный КПД автомобильного транспорта

не превышает 4%. Сжигается огромное количество нефтяного топлива, а

энергия расходуется чрезвычайно неэффективно.

На протяжении многих веков основным видом транспорта была ло- шадь. Мощность в 1 л. с. (это в среднем 736 Вт) позволяет достаточно бы- стро передвигаться и выполнять многие виды работы. В XX в. созданы автомобили мощностью в 100, 200, 400 л. с. и более, и теперь чрезвычай- но сложно вернуться к минимальной норме — 1 л.с, при которой легче было бы сохранить окружающую среду.

Как же решить проблему создания эффективного транспорта? Пере- вести транспорт на газовое топливо, перейти на электромобили, поста- вить на каждую машину специальный поглотитель вредных продуктов сгорания и дожигать их в глушителе — все это поиски выхода из той си- туации, в которой оказались не только Россия, но и вся Европа, США, Ка- нада, Мексика, Бразилия, Аргентина, Япония, Китай. К сожалению, эти пути не ведут к полному решению данной проблемы. Очевидно, нужен хорошо сбалансированный комплекс мер, в том числе и ограничение вы- пуска автомобилей, потребляющих при пробеге 100 км более 2 л горюче- го на тонну массы машины, стимулирование выпуска двухместных ма- шин и др.

Объем выбрасываемых токсичных веществ напрямую зависит от ско- рости движения транспорта по улицам города. Чем больше автомобиль- ных пробок, тем насыщеннее и гуще выхлопные газы. Поэтому необходи- мо непрерывно совершенствовать дорожно-транспортную систему горо- да для создания оптимальных условий движения транспорта. Преобразо- вание систем транспортных услуг — один из самых рациональных способов сохранения природных ресурсов и окружающей среды.

Преобразование транспортных услуг. Любой вид транспортировки

товаров, материалов, пассажиров влечет за собой потребление энергии и материальных ресурсов и нежелательное воздействие на окружающую среду. Разрушение естественной среды обитания, строительство городов, растущая потребность в доступе к природным ресурсам, массовый ту- ризм — все это повышает роль транспортных услуг.

Удельный расход энергии при грузовых перевозках составляет на же- лезнодорожном транспорте 677, на автомобильном — 2890, на воздуш- ном — 15 839 кДж на 1 т • км, а расход энергии на один пассажирокило- метр соответственно равен 720, 1872, 2268 кДж. Эмиссия углекислого газа на 1 т • км при перевозке грузов железнодорожным транспортом со- ставляет 41, автомобильным — 207, воздушным — 1206 г. При пасса- жирских перевозках эти показатели равны соответственно 37, 141 и 171 г на один пасажирокилометр. При дальности поездки в 600 км легковым автомобилем с каталитическим нейтрализатором в окружающую среду выбрасывается в 5 раз больше диоксида углерода, в 4, 6 раза — диоксида

29 - 3290 449

азота, в 8, 5 раза — углеводородов и в 106 раз — больше монооксида уг-

лерода на одного пассажира, чем при поездке на железнодорожном транспорте. Приведенные цифры показывают, что для перевозки пасса- жиров поезд эффективнее автомобиля, а автомобиль эффективнее само- лета.

В некоторых случаях современные технические средства позволяют полностью исключить транспортные услуги в обычном понимании. Так,

с помощью электронных телекоммуникаций можно проводить видеокон- ференции. При этом отпадает необходимость в транспортировке его уча- стников. Телекоммуникационная система, кроме того, позволяет прово- дить видеовыставки, аукционы и передавать большие объемы информа- ции на любые расстояния. Аналогичная трансформация транспортных услуг происходит при пользовании электронной почтой.

Эффективность транспортных услуг повышается с увеличением про- пускной способности автомобильных и железных дорог. С применением современных электронных систем управления можно достичь четырех- кратного увеличения пропускной способности железных дорог и сохра- нить безопасность движения поездов.

Конечно же, повышению эффективности транспортных услуг спо- собствует внедрение новых транспортных средств. Один из новых видов транспортной системы предложен в национальной технологической ла- боратории (США, Айдахо). Предложенная транспортная система потреб- ляет в 10 раз меньше топлива на пассажира, чем в автомобилях. Строи- тельство 1 км дороги для такой системы стоит в 5—10 раз дешевле, чем той же протяженности шоссе или железной дороги. Путешествия на по- добном транспорте обойдутся пассажиру значительно дешевле, чем на автобусе, самолете, поезде или легковом автомобиле. Называется такое транспортное средство кибертран. Управляется оно компьютером и представляет собой сверхлегкое железнодорожное транспортное сред- ство с небольшим числом пассажирских мест. Каждый вагон весит до

4, 5 т (1/10 массы обычного вагона) вместе с 14 пассажирами. Кибертран

приводится в движение двумя электродвигателями мощностью по 75 кВт

и развивает скорость до 240 км/ч. Кибертран — это уникальное транс- портное средство будущего.

В последнее время уделяется большое внимание созданию такой сре- ды обитания, в которой транспортные услуги сводились бы к минимуму и человек чувствовал себя как в деревне, т.е. как в естественной природной среде. После почти полувекового проектирования чрезвычайно больших городских кварталов сейчас предлагаются новые проекты, ориентирован-

ные на человека. Расположение домов в относительно небольших кварта-

лах, сравнительно неширокие улицы, полезное открытое пространство, сохранение естественных участков с зелеными насаждениями, создание пешеходных зон — все это создает удобство, эстетическую ценность и приближает человека к естественным условиям проживания даже в го- родской среде.

11.7. ГОРОДА И ПРИРОДА

Экологическа я проблема городов. Существует мнение, что эколо- гическое состояние городов заметно ухудшилось в последние десятиле- тия в результате бурного развития промышленного производства. Во многом это так, но все же экологическая проблема городов возникла вме- сте с их рождением. Правда, она носила другой характер. Города древне- го мира отличались большой скученностью населения. Например, в Александрии плотность населения в I—II вв. составила 760 человек, в Риме — 1500 человек на 1 га (в центре современного Нью-Йорка, напри- мер, эта цифра не превышает одной тысячи). Это были города с узкими улицами — шириной не более 4 м в Риме и 3 м в Вавилоне, с чрезвычайно низким уровнем санитарного состояния, что приводило к частым вспыш- кам эпидемий, пандемий, поглощающих не только города, но и всю стра- ну, а иногда и несколько соседних стран. Первая зарегистрированная пан- демия чумы, известная под названием «Юстиниановой чумы», вспыхну- ла в VI в. в Восточной Римской империи и охватила многие страны мира. За 50 лет чума унесла около 100 млн. человеческих жизней.

Сейчас трудно даже представить, как древние города с их многочис- ленным населением могли обходиться без общественного транспорта, уличного освещения, канализации, т.е. без того, что сейчас принято назы- вать городским благоустройством. Наверное, не случайно именно в те времена известные философы подвергали сомнению целесообразность строительства чрезмерно больших городов. Аристотель, Платон, Гиппо- дам Милетский, позднее Витрувий выступали с трактатами об оптималь- ных поселениях, их структуре и планировке, о строительном искусстве, архитектуре и взаимосвязи городов с природой.

Средневековые города редко насчитывали более нескольких десятков тысяч жителей. Так, в XIV в. население наиболее крупных европейских городов — Лондона и Парижа — составляло соответственно 100 и 30 тыс. жителей. Однако экологическая проблема городов не стала менее острой. По-прежнему основной опасностью оставались эпидемии. Вторая панде- мия чумы (черная смерть) вспыхнула в XIV в. и унесла почти треть насе- ления Европы.

С развитием промышленности стремительно растущие города быстро превзошли по численности населения своих предшественников. В 1850 г. миллионный рубеж перешагнул Лондон, затем Париж. К началу XX в. в мире было уже 12 городов-миллионеров, два из них в России. Рост круп- ных городов продолжался, и снова как самое грозное проявление дисгар- монии городского жителя и природы возникали вспышки эпидемий ди- зентерии, холеры, брюшного тифа. Реки в городах были чудовищно за- грязнены. Например, Темзу в Лондоне стали называть «черной рекой». Зловонные водостоки и водоемы во многих городах становились источ- ником кишечно-желудочных эпидемий. Так, в 1837 г. в Лондоне, Глазго и Эдинбурге брюшным тифом заболела десятая часть населения и пример- но треть больных умерла. С 1817 по 1926 г. в Европе отмечено шесть пан- демий холеры. В России только в 1848 г. от холеры погибло около 700 тыс. человек. Со временем благодаря достижениям естествознания и техноло- гий, успехам биологии и медицины, развитию водопроводной и канализа- ционной систем и благоустройству городов эпидемии отступили.

В XX в. как никогда бурно развивались производительные силы. Объ- емы промышленного производства увеличились в сотни и тысячи раз, по- требление энергии возросло более чем в 1000 раз, скорость передвиже- ния — в 400 раз, скорость передачи информации — в миллионы раз и т.д. Вместе с тем увеличивалась численность городского населения, и, как следствие, стали укрупняться города. И это, конечно, не обходится без от- рицательных последствий для природы, поскольку основные материаль- ные ресурсы черпаются из земных недр. Кроме того, потребляя чрезвы- чайно большой объем природных ресурсов, современный город дает ог- ромное количество отходов. Например, город с миллионным населением ежегодно выбрасывает в атмосферу около 11 млн. т водяных паров,

2 млн. т пыли, 1, 5 млн. т углекислого газа, 0, 25 млн. т сернистого ангидри-

да, 0, 3 млн. т оксидов азота и производит чрезвычайно много промыш- ленных и бытовых отходов. По гигантским масштабам воздействия на биосферу подобный город можно образно сравнить с вулканом. Чем больше город, тем дальше человек удаляется от живой природы, тем сложнее решается порожденная им экологическая проблема.

Какова же специфика экологической проблемы современных боль- ших городов? Прежде всего — многочисленность источников воздейст- вия на окружающую среду и их масштабность. Сотни крупных промыш- ленных предприятий, сотни тысяч или даже миллионы транспортных средств. Изменение структуры и свойств промышленных и бытовых от- ходов: раньше практически все отходы были естественного происхожде- ния (кости, шерсть, натуральные ткани, дерево, бумага, навоз и др.), и они легко включались в кругооборот природы, а сейчас значительная часть

отходов — синтетические вещества, что замедляет и часто затрудняет их естественное, безвредное превращение.

Особенности мегаполисов. Экологическая проблема городов услож- няется по мере их роста. Города меняются не только количественно, но и качественно. Современные гигантские метрополии, сгустки городов с многомиллионным населением простираются на многие сотни квадрат- ных километров, поглощая леса, поля, поселения и образуя городские аг- ломерации, урбанизированные районы — мегаполисы. Например, на Ат- лантическом побережье США уже сформировался мегаполис Босваш с

80-миллионным населением, объединяющий Бостон, Нью-Йорк, Фила- дельфию, Балтимор, Вашингтон и другие города. Огромные многолюд- ные агломерации сложились в ФРГ (Рурская), Англии (Лондонская и Бирмингемская), Нидерландах (Рандстад Холланд) и других странах.

Появление городских агломераций — это качественно новый этап во взаимодействии города и природы. В городах-гигантах остается очень мало места для живой природы. Процессы взаимодействия современной городской агломерации с окружающей природной средой чрезвычайно сложны, многогранны, и управлять ими весьма трудно. Коренные преоб- разования природы происходят не только в черте подобного города, но и далеко за его пределами. Например, физико-геологические изменения почв, подземных вод проявляются в зависимости от конкретных условий на глубине до 800 м и в радиусе 25—30 км. Происходит загрязнение, уп- лотнение и нарушение состава и структуры почвы и разных слоев грунта, образуются воронки и т.п. На еще больших расстояниях ощущаются био- геохимические изменения биосферной среды: обедняется растительный

и животный мир, деградируют леса, окисляется почва. От этого страдают прежде всего люди, живущие в зоне влияния города или агломерации. Им приходится дышать отравленным воздухом, пить загрязненную воду, пи- таться недоброкачественными продуктами.

Специалисты считают, что в ближайшем десятилетии число горо- дов-миллионеров на Земле приблизится к 300. Примерно половина из них переступит рубеж трехмиллионного города. Подобные города появятся и

в развивающихся странах. Можно назвать крупные города с численно- стью населения более 10 млн. человек: Мехико — 26, 3, Сан-Пауло — 24, Токио — 17, 1, Калькутта — 16, 6, Бомбей — 16, Нью-Йорк — 15, 5, Шан- хай — 13, 8, Сеул — 13, 5, Дели и Рио-де-Жанейро — по 13, 3, Буэнос-Ай- рес и Каир — по 13, 2 млн. человек. Предполагается, к 2010 г. число таких городов удвоится.

Целесообразно ли повторять ошибки западной урбанизации и созна- тельно идти по пути создания мегаполисов там, где в этом нет необходи- мости? При быстром росте города столь же быстро обостряется экологи- ческая проблема. Оздоровление городской среды — одна из самых ост-

рых социальных задач. Первые действия при ее решении — создание прогрессивных малоотходных технологий, бесшумного и эффективного чистого транспорта. Решение экологической проблемы города тесно свя- зано с планировкой города, размещением крупных промышленных пред- приятий и иных комплексов с учетом их роста и развития, а также с выбо- ром транспортных средств. Такая проблема безусловно сложна. Тем не менее современный уровень науки позволяет находить ее решение не только для малых, но и для больших городов.

РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМ УТИЛИЗАЦИИ

Проблема утилизации углекислого газа. В последнее время все больше людей осознают себя населением одной коммунальной квартиры

с общей легкоранимой атмосферой. Если и впредь выбрасывать в нее в огромных количествах углекислый газ, оксиды серы и другие газы, уско- рится приближение парникового эффекта с надвигающейся угрозой тая- ния ледников.

В атмосфере Земли сейчас содержится около 2, 3 млрд. т углекислого газа, которые ежедневно пополняются выбросами транспорта и промыш- ленных предприятий. Некоторая часть углекислого газа поглощается рас- тительностью Земли, другая — растворяется в океане, но все же наблю- дается увеличение его концентрации. Ученые многих стран предлагают разные способы утилизации углекислого газа. Один из них заключается в превращении углекислого газа в сухой лед или жидкость с последующим его выводом ракетами за пределы атмосферы. Однако расчеты показыва- ют, что при выводе на орбиту необходимо сжечь столько топлива, что об- разовавшее при этом количество углекислого газа превысит количество газа, отправленного в космос. Казалось бы, сухой лед можно складиро- вать где-нибудь на севере в теплоизолированных хранилищах, где он бу- дет медленно испаряться. Однако для хранения лишь половины углеки- слого газа, выбрасываемого ежегодно только предприятиями Германии, пришлось бы сделать из сухого льда десять огромных шаров — диамет- ром по 400 м. Можно, конечно, идти другим путем — усилить естествен- ные процессы поглощения углекислого газа из атмосферы, расширив площади, занятые лесом. Однако для поглощения выбросов, например, только угольных ТЭЦ той же Германии придется засадить лесом громад- ную площадь — 36 тыс. км2.

Предлагается закачивать углекислый газ, переведенный в жидкую фазу, в выработанные нефтяные и газоносные пласты. При закачке они будут вытеснять на поверхность не извлеченные остатки нефти и природ- ного газа. Правда, стоимость электроэнергии ТЭЦ в итоге вырастет на

40%, а прибыль от дополнительно добытых горючих ископаемых снизит

ее всего на 2%. Да в мире и нет пока достаточно объемных для такого хра-

нения выработанных месторождений нефти и газа.

Вместе с углекислым газом в атмосферу выбрасываются гораздо бо- лее опасные газы — оксиды серы. Известно, что оксиды серы образуются при сгорании топлива — угля или нефтепродуктов, содержащих серу. При очистке от таких газов дым пропускается через громоздкие и дорого- стоящие фильтрующие устройства. Недавно предложен более эффектив- ный микробиологический способ очистки топлива от серы.

Кажется, у человечества нет другого выхода, кроме ограничения сжи- гания ископаемого топлива. Пока этот простой способ остается самым доступным и эффективным.

Утилизация бытовых отходов. Хорошо оснащенный различными техническими средствами человек активно воздействует на природу: в невиданных ранее количествах добывает и использует земные богатства.

В результате накапливается громадное количество бытовых и промышлен- ных отходов. В России, например, ежегодно образуется около 7 млрд. т от- ходов (включая промышленные), из которых лишь 2 млрд. перерабатыва- ются.

Во многих промышленно развитых странах добиваются неплохих ре- зультатов при утилизации отходов. Рассмотрим более подробно, как ре- шается проблема утилизации, например, в Рейнско-Вестфальском про- мышленном районе Германии. Не так давно этот район считался одним из самых неблагополучных в экологическом отношении не только во всей Западной Европе, но и в мире. Действительно, здесь, севернее и западнее Рейнских сланцевых гор, в последнее столетие очень бурно развивались промышленность, транспорт, быстро росли города и рабочие поселки. Столь плотно застроенных и так густо населенных мест, наверное, нет даже в самых многолюдных районах Японии и Китая. Уровень жизни в Германии весьма высок. Многие имеют свои дома и почти у каждого дома — небольшой участок земли, хозяйственные постройки и гаражи. Можно представить, сколько бытового и разного другого мусора здесь изо дня в день, из года в год выбрасывали на свалки, а потом сжигали пря- мо в поле.

И вот совсем недавно в Хертене создан Центр вторичной добычи сы- рья — предприятие по переработке отходов. Голубовато-серо-синие зда- ния, две белые высокие тонкие трубы — все выглядит удивительно лег- ким и нарядным. И земля, и небо над ней, и вообще все вокруг здесь дей- ствительно изменилось до неузнаваемости. Даже асфальт и бетон на подъездных путях кажутся голубыми. Кругом зеленые газоны, молодые деревца. Это предприятие, построенное на пустыре, занимает гораздо меньшую площадь, чем обычная горящая свалка.

В мусорном «крематории» не просто сжигают самые разные отхо-

ды — здесь же налажено и производство вторичного сырья. В огромные мешки собирают остаточные инертные продукты. За сутки их набирают до 10 т и сразу же увозят на специальное место, где используют в качестве грунта для зеленых насаждений. В прошлом унылый обширный пустырь превращается в культурный парк — зеленую зону, а само предприятие вырабатывает немало электроэнергии. При этом постоянно внедряются новые технологические способы переработки отходов. Вне всякого со- мнения подобные предприятия вторичной добычи сырья приближают че- ловека к природе.

Захоронение ядерных отходов. Жизнь современного общества не- мыслима без мощных источников энергии: гидро-, тепловых и атомных электростанций. Энергия ветра, Солнца, приливов пока вносит относи- тельно небольшой вклад в общий объем вырабатываемой энергии. Тепло- вые станции выбрасывают в воздух громадное количество пыли и газов.

В них содержатся и углекислый газ, и радионуклиды, и сера, которая воз- вращается на землю в виде кислотных осадков. Гидроресурсы даже в на- шей огромной стране ограничены, к тому же строительство гидростанций

в большинстве случаев приводит к нежелательному изменению ланд- шафта и климата. Один из основных источников энергии — атомные электростанции. Они отличаются многими достоинствами, в том числе и экологическими, а применение надежной защиты делает их достаточно безопасными. Однако часто обсуждается вопрос: что делать с радиоак- тивными отходами? Все ядерные отходы АЭС хранятся в основном на территории станций. В целом действующая на АЭС схема обращения с отходами вполне обеспечивает полную безопасность их хранения без влияния на окружающую среду и соответствует требованиям МАГАТЭ. Как правило, на территории АЭС строят специальные хранилища, где размещают стальные контейнеры с радиоактивными отходами, заклю- ченными в стекло-минеральную матрицу.

Нужно ли вообще хоронить отходы — ведь не исключено, что ка- кой-нибудь изотоп понадобится для технологии будущего? Хотя этот во- прос и рационален, но при ответе на него следует учесть, что количество отходов постоянно растет, накапливается, так что и в будущем такой источник изотопов вряд ли иссякнет. При необходимости просто будет изменена технология переработки. Проблема в другом — приповерх- ностные хранилища гарантируют безопасность только в течение при- мерно ста лет, а отходы станут малоактивны лишь через несколько миллионов лет.

Известна идея переработки долгоживущих радиоактивных изотопов

в ядра с меньшим временем жизни с помощью ядерных реакций, проте- кающих в самих реакторах, при эксплуатации их в особом режиме. Каза-

лось бы, чего проще, и никакого дополнительного оборудования не нуж-

но. К сожалению, различие скоростей наработки новых и переработки уже образовавшихся долгоживущих изотопов невелико, и, как показы- вают расчеты, положительный баланс наступит лишь примерно через

500 лет. Другими словами, сами себя реакторы излечить от радиоактив- ности вряд ли смогут.

В некоторых странах хранилища особо опасных долгоживущих изо- топов располагаются под землей на глубине в несколько сотен метров в скальных породах (рис. 11.1). Контейнер с радиоактивными отходами имеет антикоррозийную оболочку, а сами хранилища изолируются мно-

30 - 3290 457

гометровыми слоями глины, препятствующей проникновению грунто-

вых вод. Одно из таких хранилищ строится в Швеции на полукилометро- вой глубине. Это весьма сложное инженерное сооружение включает раз- нообразную контрольную аппаратуру. Специалисты уверены в надежно- сти данного сверхглубокого радиоактивного могильника. Такую уверенность вселяет обнаруженное в Канаде на глубине 430 м природное рудное образование объемом свыше миллиона кубометров с огромным содержанием урана — до 55% (обычные руды содержат проценты или даже доли процента). Это уникальное образование, возникшее в резуль- тате осадочных процессов примерно 1, 3 млн. лет назад, окружено слоем глины толщиной в разных местах от 5 до 30 м, который действительно на- дежно изолировал уран и продукты его распада. На поверхности над руд- ным образованием и в его окрестностях не обнаружено следов ни повы- шения радиоактивности, ни увеличения температуры.

Радиоактивные отходы остекловывают, превращая в прочные моно- литные блоки. Недавно предложен более эффективный способ — заклю- чение радионуклидов в блоки из полевого шпата. Хранилища таких бло- ков снабжаются специальными системами контроля и отвода тепла. В подтверждение надежности подобных способов хранения можно со- слаться на еще один естественный феномен. В Экваториальной Африке, в Габоне, около 2 млн. лет назад вода и урановая руда собрались в создан- ной самой природой каменной чаше внутри скальных пород и в такой пропорции, что образовался естественный, без участия человека, атом- ный реактор, и там в течение длительного времени, пока не выгорел ско- пившийся уран, шла цепная реакция деления, как и в наших искусственно созданных атомных реакторах. Изотопный анализ воды, почвы и окру- жающих горных пород показал, что радиоактивность осталась замуро- ванной и за 2 млн. лет, прошедших с тех пор, ее диффузия оказалась не- значительной.

На АЭС образуется немало радиоактивных отходов. Например, в Швеции, энергетика которой на 50% атомная, к 2010 г. накопится при- мерно 200 тыс. м3 требующих захоронения радиоактивных отходов, из которых 15% содержат долгоживущие изотопы. Этот объем сравним с объемом концертного зала и это только лишь для одной маленькой Шве- ции!

Многие специалисты приходят к выводу, что наиболее рациональное место захоронения — недра Земли. Для гарантии радиационной безопас- ности глубина захоронения должна быть не менее 0, 5 км. Для большей безопасности лучше располагать отходы еще глубже, но, увы, стоимость захоронения при этом существенно возрастает. Относительно недавно предложена идея захоронения высокоактивных ядерных отходов в глубо- ких скважинах, заполненных легкоплавким веществом, например серой.

Герметичные капсулы с высокоактивными отходами, погруженные на

дно скважины, расплавляют серу собственным тепловыделением. Таким образом, проблема захоронения радиоактивных отходов довольно слож- на, но решаема.

⇐ Предыдущая 7 8 9 10 11 12 13 141516 Следующая ⇒