Выбрасывают ли угольные электростанции больше радиации, чем атомные электростанции?

В ответ на катастрофу на атомной электростанции Фукусима я слышал утверждение, что электростанции, работающие на ископаемом топливе, использующие уголь, выделяют больше радиации, чем атомная электростанция. Я искал некоторую информацию и нашел статью, подтверждающую это утверждение в журнале Scientific American под названием Угольная зола более радиоактивна, чем ядерные отходы .

Это тема с огромными политическими и экономическими интересами, что затрудняет поиск точной и надежной информации. Теперь мне интересно, является ли это сравнение угольной золы и ядерных отходов точным, а также, если оно вводит в заблуждение, как оно соотносится с выбросом радиации в реальном мире.

Сколько радиации выделяют угольные и атомные электростанции в штатном режиме? Как сравнить цифры, если включить различные типы ядерных аварий? 

Я хотел бы знать количество радиоактивных отходов , производимых угольными и атомными электростанциями при заданном объеме выработки энергии (например, в тоннах на ГВтч). Основываясь на некоторых цифрах, которые я читал, они кажутся похожими: «типичный ядерный реактор будет производить от 20 до 30 тонн высокоактивных ядерных отходов ежегодно». 3,2 ppm, соответственно, каждый типичный завод выпустил в том году 5,2 тонны урана (содержащего 74 фунта урана-235) и 12,8 тонны тория».
интересный вопрос, эндолит. И, конечно же, есть небольшая проблема, заключающаяся в том, что «типичная» атомная электростанция, скорее всего, имеет гораздо более высокую электрическую мощность, чем «типичная» угольная электростанция. Поэтому вы должны взять цифры на произведенный киловатт-час, чтобы получить какое-либо реальное сравнение.
@jwenting: я уже ответил на свой вопрос ниже. :)
Хотя это не имеет прямого отношения к тому, что высвобождает больше радиации, другая интересная статистика — количество смертей на киловатт-час. Глядя на эту статистику, на единицу произведенной энергии уголь вызывает в 1000 раз больше смертей, чем ядерная или ветровая, и более чем в 100 раз больше, чем гидроэнергетика. forbes.com/sites/jamesconca/2012/06/10/…
Чисто анекдотично, но когда я работал в отделе физики здоровья атомной электростанции в Atomic Energy Canada в 1990-х годах, среди моих коллег было общепринято и регулярно повторялось, что угольные электростанции выбрасывают в атмосферу гораздо больше радиоактивного материала, чем атомные электростанции. . В то время для моих коллег это было проблемой, поскольку угольные электростанции были относительно нерегулируемыми, а к атомным электростанциям предъявлялись серьезные нормативные требования.
«В качестве общего разъяснения, унция за унцией, угольная зола, выбрасываемая электростанцией, дает больше радиации, чем ядерные отходы, защищенные водой или сухим хранилищем». Таким образом, угольная зола, выбрасываемая в атмосферу, дает больше радиации, чем ядерные отходы, хранящиеся надлежащим образом. При таком сравнении машины опаснее кроватей. Я не говорю, что угольная зола не радиоактивна, но если с ней обращаться так же уважительно, как с ядерными отходами.
@CPerkins - Эээ, упс ошибся. Я имел в виду: «Кровати более опасны, чем автомобили, потому что во сне в постели умирает больше людей».

Ответы (3)

Ответ на ваш первый вопрос уже есть в статье, на которую вы ссылаетесь. Он содержит следующую ссылочную цитату:

На самом деле летучая зола, выбрасываемая электростанцией — побочный продукт сжигания угля для производства электроэнергии — несет в окружающую среду в 100 раз больше радиации, чем атомная электростанция, производящая такое же количество энергии.

Документ, на который ссылается статья, находится здесь: http://www.sciencemag.org/content/202/4372/1045.short .

Сравниваются дозы облучения от аэрозольных стоков модельных угольных и атомных электростанций (1000 МВт электроэнергии). Если предположить, что выброс золы в атмосферу составляет 1 процент (постановление Агентства по охране окружающей среды) и 1 часть на миллион урана и 2 части на миллион тория в угле (приблизительно в среднем по США), дозы населения от угольной электростанции обычно выше, чем от реакторов с водой под давлением или кипящей водой, которые соответствуют государственным нормам. Более высокое содержание радионуклидов и выбросы золы являются обычным явлением и могут привести к увеличению доз от угольных электростанций.

В самом документе говорится, что этот результат действителен только без учета ядерных аварий и ядерных отходов, а также не учитывает нерадиологические эффекты:

В исследовании не оценивается влияние нерадиологических загрязнителей или общее радиационное воздействие угля на ядерную экономику.

Что касается вашего второго вопроса, на него можно легко ответить:

  • В самой статье говорится об уране и тории, высвобождаемых при нормальной работе в количестве менее 10 частей на миллион — очень-очень малых дозах.
  • Тяжелая ядерная авария оставляет или выбрасывает килограммы или тонны радиоактивных элементов.
  • Обычно ядерные отходы состоят из тонн материала

Таким образом, ясно, что одна ядерная авария в значительной степени компенсирует любые «выгоды», полученные от использования атомной станции вместо угольной.

Кроме того, среднее излучение, которое мы все получаем, «живя», делает нормальные выбросы электростанций несущественными:

  • Жизнь в пределах 50 миль (~ 80 км) от ядерного реактора (1 год): 0,09 мкСм;
  • Жизнь в пределах 50 миль (~ 80 км) от угольной электростанции (1 год): 0,3 мкСм;
  • Среднесуточная радиация: 10 мкСм;
  • Проживание в пределах 30 км от Чернобыля до эвакуации (10 дней): 3-150 мСм

Первые три — данные с изображения ниже, третье — из Реконструкции ингаляционной дозы в 30-км зоне после Чернобыльской аварии.

Спасибо Borror0 за отличную находку. Чтобы представить ситуацию в перспективе, см. следующую инфографику . В левом верхнем углу синим цветом показано излучение, поглощаемое живущими рядом с (ядерно-угольной) электростанцией. Желтым цветом обозначены дозы облучения Чернобыля - на много порядков выше.

Радиация

У вас есть источник общего количества радиоактивных частиц, выброшенных угольными электростанциями (значение ppm - это только концентрация) в сравнении с некоторыми примерами количества радиоактивных элементов, выброшенных в результате ядерных аварий? И хотя ядерная авария может оставить большое количество радиоактивных элементов, есть ли у вас источник того, сколько из них действительно высвобождается и может вступить в контакт с людьми?
Для угольных электростанций цифры приведены в связанной статье. Что касается точных цифр для ядерной аварии, я огляделся, но большинство цифр документально показывает, сколько радиации было выпущено в результате отдельных ядерных аварий, поэтому их трудно сравнивать. С другой стороны, я остаюсь при своем утверждении. Атомные станции не излучают радиацию напрямую в качестве побочных продуктов, но это не означает, что они не загрязняют окружающую среду, если/когда происходят аварии. Один Чернобыль компенсирует уйму угольных электростанций... На порядки разные.
Радионуклидов в угле не исчезает больше, чем в атомной энергетике. Сравните и сопоставьте различные аварии на атомной энергетике с такими событиями, как разлив летучей золы на заводе Kingston Fossil .
@dmckee: радиоактивность не исчезает, но мы говорим об очень разных количествах с очень разными механизмами рассеивания.
+1 за правильное включение ссылки xkcd (хотя Рэндалл сделал это очень просто) :-)
«Поэтому ясно, что одна ядерная авария в значительной степени компенсирует любые «выгоды», полученные от использования атомной станции вместо угольной». Это ценностное заявление. Принимая во внимание все остальное (химические загрязнители, гораздо более высокий уровень аварийности на неатомных станциях и т. д.), уравнение резко меняется, и сильно в пользу ядерных.
@jwenting Я думаю, что ваше заявление больше похоже на заявление о ценности, чем то, что сказал Sklivvz. При нормальной работе атомная станция выбрасывает меньше радиации/радиоактивного материала, чем угольная (на самом деле, надо учитывать отходы... с которыми "мы" до сих пор не знаем, что с ними делать), но одна тяжелая авария выбрасывает больше, чем вы накопили раньше. Теперь сказать, терпимо это или нет, было бы заявлением о ценности.
@SimonLehmann не так. Даже выброс от единственной серьезной аварии, Чернобыльской, был относительно низким и не вызывал долгосрочных серьезных проблем (да, близлежащие районы на несколько километров нужно было эвакуировать на несколько десятилетий, но нынешнее представление даже о том, что это было дольше, чем строго требовалось, там выжили люди, отказавшиеся от эвакуации). Общие потери атомной энергетики в день даже в год Чернобыля намного ниже, чем у угольной энергетики (помните, что в Чернобыле погибло всего несколько десятков человек, а не сотни тысяч, как утверждают экологи).
Я думаю, что это было бы материалом для другого вопроса здесь о скептиках: «всего несколько десятков человек погибли в Чернобыле, а не сотни тысяч, как утверждают экологи» (но я думаю, что сосредотачиваться только на смерти довольно глупо). Я слышал/читал все эти утверждения о том, насколько безопасными были даже самые тяжелые аварии, но мне еще предстоит найти что-то большее, чем просто утверждения, что это действительно так. Но я отвлекся, дело в том, что этот вопрос и ответ не о последствиях выброса радиации. Он спрашивает, как соотносятся цифры при нормальной работе и с учетом аварий.
-1 за утверждение «Поэтому ясно, что одна ядерная авария в значительной степени компенсирует любые «выгоды», полученные за счет использования атомной станции вместо угольной». Ничего не приводится в поддержку этого утверждения. Это может быть правдой, а может и нет, но на нее следует ответить - сколько радиации было выброшено на Три-Майл-Айленде, в Чернобыле и Фукусиме по сравнению с общей радиацией от сжигания угля (каждый год или, возможно, в тот же период времени).
@Mark Как я уже упоминал в своем ответе, количество радиоактивного материала, выброшенного в результате ядерной аварии, составляет порядка килограммов / тонн (в зависимости от аварии). Ссылки есть на картинке.
@Sklivvz - я не вижу ничего, что позволяло бы проводить прямое сравнение - есть ссылки на части на миллион, тонны и зиверты. Чего я не вижу, так это сравнения с использованием одного и того же измерения. Сколько тонн или килограммов радиоактивной угольной золы выбрасывается каждый год?
Жизнь в пределах 50 миль от ядерного реактора 1 день: 0,09 мкСм; Жизнь в пределах 50 миль от угольной электростанции 1 день: 0,3 мкСм; Проживание в пределах 30 км от Чернобыля до эвакуации: 3-150 миллиС (1000x-50000x угля) - это прямо сопоставимые значения. Два взяты с картинки, один с en.wikipedia.org/wiki/…
Спасибо Скливвз. Если вы добавите информацию из Википедии к ответу, он будет полным.
Я сделал это.
На диаграмме показано расстояние в 50 миль от завода по сравнению с буквально рядом с расплавленным ядром Чернобыльской АЭС. Не сравнимо. Он также показывает поглощенные дозы, а не количество высвобожденного материала.
«Поэтому ясно, что одна ядерная авария в значительной степени компенсирует любые «выгоды», полученные от использования атомной станции вместо угольной». Прочитал ваш ответ и ничего подобного не увидел... если это было действительно ясно (а не принято на веру), то зачем вам вообще это заявлять?
@Sklivvz в тексте ответа говорится «в пределах 50 миль от ядерного реактора 1 день» и «в пределах 50 миль от угольной электростанции 1 день», но в источнике / диаграмме указано «в течение года», а не «1 день».
@Mark Не говоря уже о том, что полный анализ должен также включать добычу полезных ископаемых и логистику (и да, переработку отходов). При добыче и сжигании угля выделяется огромное количество радиоактивных газов; огромное количество энергии требуется для перемещения огромного количества угля, используемого на тепловых электростанциях. Вполне вероятно, что добыча полезных ископаемых и отходы АЭС также не являются чем-то незначительным (хотя получить реалистичные цифры может быть сложно, поскольку мы мало перерабатываем в основном неизрасходованное ядерное топливо — есть много возможностей для улучшения). Было бы интересно посмотреть, к кому обращаются.
Кроме того, следует учитывать еще один момент: даже если авария на конкретном заводе "компенсирует" какие-либо "выигрыши" -- аварии такого типа очень редки по сравнению с общим количеством и продолжительностью работы станций, по сравнению с непрерывным выбросом разного рода токсины из угля. Таким образом, вопрос в том, компенсируют ли они это для всей ядерной энергетики по сравнению со всем углем ? Метод выработки энергии, который высвобождает очень мало токсинов в 99,9% случаев с несколькими случайными всплесками экстремальных количеств, может иметь меньшую общую AUC (площадь под кривой), чем метод, который высвобождает небольшое количество токсинов непрерывно.
@ mike3 этот аргумент не работает, потому что человек получает в среднем 10 мкСм радиации по разным причинам каждый день, поэтому и угольные, и атомные электростанции не имеют значения при нормальной работе в общей схеме вещей. Угольные электростанции OTOH не облучают людей тоннами радиоактивного материала, если они взрываются. На более серьезном уровне радиационное повреждение не является линейным, поэтому вы не можете использовать «область под кривой» саму по себе.
@Sklivvz: Да, но если вы исходите из среднего , то вопрос в том, является ли среднее значение ядерной эксплуатации, включая аварии, которые затем усредняются по пространству и времени , меньше или больше, чем среднее значение для угля. Хотя в районе Чернобыля очень жарко, он также чрезвычайно сконцентрирован в очень крошечной области мира, а это означает, что в этой зоне когда-либо будет очень мало людей.
@ mike3 И угольные, и атомные электростанции излучают нерелевантное количество радиации, что буквально является ошибкой округления по сравнению с естественными источниками. Получение ядерной бомбы от Чернобыля или Фукусимы не является ошибкой округления. Кажется, здесь упущена пропорция чисел: количество радиации, выделяемой при ядерном расплаве, в миллиарды раз больше, чем обычно, и обычно затрагивает миллионы (в пределах порядка естественного излучения).
@Sklivvz: Да, если вы очень близки (в глобальном масштабе) к этому, вы будете поражены. Конечно. Но вопрос в том, как это влияет на мир в целом . Оказывает ли это в целом, при усреднении по всему земному шару, а также в течение жизни среднего случайного человека на земном шаре , достаточно большое влияние, чтобы поставить атомную энергетику выше угля, или нет, то есть приводит ли она к окончательному среднему значению? более 0,3 мкЗв в год в течение жизни этого случайного человека, и если да, то какова эта цифра?
(Не цитируйте 50 Зв, это не среднее значение по миру, это горячая точка прямо в эпицентре, о которой я уже говорил, что, конечно, вы будете поражены.)
Имейте в виду, что во всех отраслях промышленности случаются несчастные случаи со смертельным исходом, которые по определению создают экстремальные, апокалиптические условия в месте возникновения. Итак, вопрос в том, как выглядит глобальная угроза?

Да, люди подвергаются большему облучению от угольных электростанций, чем от атомных:

Сравнение дозировки из Википедии :

Согласно отчетам US NCRP [ источник сообщает 92 и 95 ] , облучение населения от электростанций мощностью 1000 МВт составляет

  • 490 человеко-бэр/год для угольных электростанций и
  • 4,8 чел.-бэр/год для атомных станций при нормальной эксплуатации, причем последняя
  • 136 человеко-бэр/год для полного ядерного топливного цикла.

Таким образом, угольные электростанции облучают вас в 4-100 раз сильнее, чем атомные электростанции. (Доза полной топливной цепи для угля неизвестна.)

И чтобы ответить на мой собственный вопрос, угольные электростанции и атомные станции производят одинаковое количество радиоактивных отходов:

Таким образом, для данного количества энергии крошечная доля урана/тория в золе, создаваемой угольными электростанциями, аналогична по массе общему количеству радиоактивных отходов , производимых атомными электростанциями, которые в основном состоят из урана . Я не знаю, сколько из этого хранится в золоотвалах по сравнению с выбросами в атмосферу, но это определенно не соответствует тем же стандартам, что и отходы атомных электростанций.

и не забывайте, что дым, который выходит из дымовых труб этих угольных электростанций (есть даже после фильтрации), содержит золу (которая, как уже отмечалось, несколько радиоактивна), которая не входит в количество упомянутых здесь отходов.
@jwenting: Это пепел . Я просто не уверен, сколько выделяется с дымом, а сколько хранится в прудах. В другом ответе говорится, что есть правила EPA, согласно которым только 1% может выделяться в виде дыма?
Это только складированная зола (по крайней мере, если цифры основаны на тех же данных, что я видел во время выпускной работы), то, что снято с горелок, свалено в зольные кучи, сброшено в ямы и засыпано. А посчитай, даже 1% от этой суммы - это много...
Что это за «топливный цикл», упомянутый в источнике, который вы цитируете? Диаграммы, которые я видел о добыче угля/газа/нефти/урана и их использовании для производства электроэнергии, не содержат никаких циклов (за исключением некоторого использования переработанного урана).
@SimonLehmann: Я предполагаю, что это означает, что «490 человеко-бэров в год» — это только загрязнение от самих дымовых труб угольных электростанций, а не загрязнение от добычи угля/транспортировки угля/транспортировки золы/захоронения золы/золы, стекающей в поля. и загрязняющие продукты питания/и т.д. (Это было бы выше, но, вероятно, не намного выше. Я предполагаю, что дымовые трубы вызывают большую часть облучения.)
Я думаю, это то, что это значит. Хотя мой вопрос больше касался аспекта «цикла», что, я думаю, вводит в заблуждение. На самом деле это «топливная цепь» или «топливный путь», а не цикл.
@SimonLehmann: О, понятно. Ядерная топливная цепочка также является «циклом» из-за переработки, но не уголь.
КАК ЭТО ДА??? Вопрос был в том, БОЛЬШЕ ли выпускают - а тут вроде выпускают суммы на тот же порядок, но все же 2,8 больше чем 2,1??? Так не должно ли быть "Нет они выделяют примерно на 30% меньше радиации"???
Ответ состоит из 2 частей, разделенных горизонтальной чертой. Первый касается воздействия радиации, для которого ответ «Да, от 4 до 100 раз больше». Вторая часть ответа второстепенна, об общем количестве радиоактивных отходов.
Сколько ТВтч составляют 430 миллиардов кВтч? +1 кроме этого я предпочитаю этот ответ. Гораздо лучше и объективнее!!
@joze = 430 ТВтч

Хотя концентрация урана и тория в угле чрезвычайно низка, типичная угольная электростанция мощностью 1000 МВт ежегодно сжигает около 4 миллионов тонн угля. Это приводит к нерегулируемому выбросу в окружающую среду 5,2 тонны урана вместе с 12,8 тоннами тория с одной угольной электростанции ежегодно. Сюда не входят большие количества радия, радона, полония и калия-40 , которые также выделяются угольными электростанциями. Пожалуйста, обратитесь к статье Алекса Габбарда « Сжигание угля: ядерные ресурсы или опасность » Национальной лаборатории Ок-Риджа для получения дополнительной информации по этому вопросу.

Атомные электростанции принадлежат электроэнергетическим компаниям, которые также эксплуатируют угольные электростанции, и не в их интересах указывать на тот факт, что радиологические выбросы от угольных электростанций превышают выбросы от атомных электростанций.

Высвобождение калия-40 не является проблемой, потому что организм регулирует калий, а изотопный состав практически везде одинаков. А вот с остальным проблема. Токсичность золы является еще более серьезной проблемой.
Выбрасывают ли угольные электростанции больше радиации, чем атомные электростанции?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 3v