Атомна енергетика в Україні.

Структура енергетичної бази України формувалася протягом багатьох десятиліть і визначалася енергетичною політикою колишнього СРСР та використанням єдиної енергетичної мережі. Україна належить до енергодефіцитних країн і може покрити свої потреби у вугіллі лише на 50 %, у нафті — на 10-12 %, у природному газі — на 20—25 % [39]. Щоб покрити цей дефіцит, можна було б транспортувати органічне паливо з районів Сибіру. Однак це коштувало б надто дорого. Тому було взято курс на розвиток в Україні АЕ. Протягом 70-80-х років у республіці розгорнулося будівництво мережі АЕС.

Першою з них була Чорнобильська (ЧАЕС), перший блок якої почав працювати в 1977 р. У наступні роки розгорнулося будівництво Рівненської та інших станцій.

Сьогодні в Україні працює чотири АЕС, на яких діють 13 енергоблоків типу ВВЕР загальною потужністю 11880 МВт. Протягом останнього десятиліття загальне щорічне виробництво електроенергії в Україні зменшилось з 298 до 171 млрд. кВт·год. Водночас виробництво електроенергії на АЕС залишилося практично незмінним – на рівні 75-77 млрд. кВт·год. за рік. Якщо у 1990 р. частка АЕС в одержанні електроенергії в країні становила 25 %, то у 2000 р. вона досягла близько 45 % (табл. 1.4.2.1.), тобто атомна енергетика забезпечує майже половину енергетичних потреб країни.

Усі ці факти, а також аналіз енергетичних потреб країни та можливостей їх задоволення свідчать про доцільність і необхідність розвитку в Україні атомної енергетики. Вибір саме такого шляху відповідає і світовій тенденції. Однак важливою умовою цього вибору має стати повна гарантія безпеки. Для її досягнення передусім повинні виконуватись необхідні регламентні роботи під час експлуатації реактора, забезпеченням екологічною безпекою ядерного паливного циклу і поводження з радіоактивними відходами.

Повний ядерний паливний цикл (ЯПЦ) охоплює всі процеси, які пов'язані з видобутком уранової руди, наступною концентрацією урану, збагаченням природного урану його ізотопом ²³⁵U, виготовленням паливних елементів, їх використанням на АЕС, поводженням з відпрацьованим ядерним паливом (ВЯП), включаючи його переробку та захоронення радіоактивних відходів. За відкритого ЯПЦ відпрацьоване ядерне паливо використовується одноразово, не переробляється і після тривалого зберігання (з метою зменшення його активності) підлягає остаточному захороненню. У замкненому ЯПЦ використане ядерне паливо переробляється за допомогою радіохімічних методів, з нього вилучають уран і плутоній, які йдуть на виробництво змішаного ядерного палива UO₂-PuO₂ (MOX) для повторного використання.

Нормальне функціонування атомної енергетики країни може бути забезпечене за наявності розвиненої мережі підприємств ЯПЦ. Такі підприємства існували в колишньому СРСР, проте в основному за межами України. В Україні проблема ЯПЦ набула неабиякої гостроти.

Потребує свого розв'язання і проблема відпрацьованого ядерного палива. Його кількість, що була утворена в результаті експлуатації АЕС у світі, невпинно зростає і в 2000 р. досягла 220 тис. тонн [69]. З них на наявних потужностях перероблено лише 75 тис. т. До 2015 р. кількість ВЯП сягне 400 тис. тонн, з яких необхідно переробити 130 тис. т [9].

Проблема подальшого поводження з ВЯП після його тривалого зберігання розв'язується по-різному. Деякі країни (Франція, Англія, Росія) використовують сучасну промислову технологію переробки і вважають такий шлях економічно вигідним. Він дає змогу отримувати, крім додаткового ядерного палива, цінні хімічні елементи для новітніх технологій.

Більшість країн, включаючи Україну, використовує відкритий ЯПЦ. В середньому з одного реактора потужністю 1000 МВт щорічно вивантажується 30 тонн ВЯП. На АЕС України, загальний термін роботи яких у 2000 р. становив приблизно 170 реакторо-років, вже накопичилося приблизно 5 тис. тонн ВЯП, що загострює проблему поводження з ним. Нині використане ядерне паливо після попереднього збереження у приреакторних басейнах витримки, надсилається для проміжного збереження і наступної переробки до Росії. Проте останнім часом постійно зростає вартість його транспортування та переробки. Тим часом на АЕС України заповнюються місткості приреакторних басейнів. З огляду на це, на ряді АЕС доводиться вдаватися до додаткових заходів, пов'язаних із зберіганням ВЯП. Так, на енергоблоках Рівненської, Хмельницької, Південноукраїнської та Запорізької АЕС встановлено стелажі ущільненого зберігання ВЯП у приреакторних басейнах витримки. Але це тимчасовий захід. Проблему необхідно розв'язувати у повному обсязі [9].

Проблема поводження з радіоактивними відходами також актуальна для України. Радіоактивні відходи (РАВ) утворюються на різних етапах експлуатації АЕС. Вони класифікуються за фізико-хімічним складом, питомою активністю, її типом (альфа-, бета- або гамма-активність), часом їх напіврозпаду тощо. Рідкі відходи - це дезактиваційні розчини, стоки від регенераційного водоочищення, від душових та спецпралень тощо. Тверді відходи утворюються під час обслуговування та ремонту устаткування блоків, дезактиваційних робіт і реконструкції споруд. Вони підлягають попередній обробці (збирання однотипних відходів, зменшення їх обсягу, хімічна обробка, дезактивація), після чого піддаються кондиціюванню і зберігаються протягом певного часу на станції або хороняться. В основному вони належать до категорії відходів низької та середньої активності.

Щорічне зростання обсягів РАВ у сховищах АЕС України становить: для твердих відходів — 4-6 % від проектних об'ємів сховищ, а для рідких — 11-13 %. Такі темпи заповнення сховищ можуть створити у найближчі роки проблему загрози нормальної експлуатації блоків АЕС. З огляду на це планується спорудження заводу з переробки рідких РАВ, установки з вилучення твердих відходів, заводу з їх переробки, а також сховища для короткоживучих РАВ [9].

Найскладнішим і поки що остаточно не вирішеним сьогодні питанням є поводження з довгоживучими та високоактивними відходами. Загальновизнано, що їх можна хоронити лише у стабільних геологічних формаціях, які не зазнавали змін протягом багатьох мільйонів років, наприклад у соляних куполах або в граніті. До цих природних перепон на шляху поширення радіонуклідів додаються інженерні бар'єри (зв'язування відходів, їх осклування і розміщення в контейнерах).

Нині у деяких країнах (Німеччина, Канада, Франція, Швеція, Японія) вивчаються можливості глибинного захоронення РАВ і вже підібрано кілька місць для таких сховищ. Найбільших успіхів у цій справі досягли США: у штаті Нью-Мексико створюється дослідно-промислова установка для ізоляції високоактивних відходів (Waste Isolation Pilot Plant). Роботи з її спорудження розпочалися в 1986 р. Їх мета — будівництво на глибині 700 м у геологічних соляних відкладах постійного сховища для трансуранових відходів. У здійсненні цього проекту беруть участь провідні ядерні центри США [55].

Пошуки місць, які придатні для захоронення високоактивних довгоживучих відходів і задовольняють усі міжнародні вимоги, ведуться і в Україні. Тим часом проблема надійного зберігання найнебезпечніших відходів є нагальною для України вже сьогодні.