Косяки на реакторе

Косяки на реакторе


Нажмите для увеличения

Помимо десятков людей, атомную электростанцию обслуживают десятки тысяч рыб. Несмотря на вредное производство, эти безмолвные работники вполне съедобны

Нам повезло: сегодня на Смоленской АЭС проходит перепись внештатных сотрудников станции. Их многотысячная армия не требует повышения зарплаты и социального пакета, день и ночь они молча выполняют свою работу без отпусков и перерывов на обед. Черный и белый амур, белый и пестрый толстолобик, креветка, тиляпия — обитатели Десногорского водохранилища круглый год очищают воду, помогая станции вырабатывать свои расчетные мегаватты.

Любому двигателю, превращающему тепло в работу, необходимы нагреватель и холодильник. На АЭС электроэнергию производит паровая турбина. В роли нагревателя выступают тепловыделяющие урановые сборки, а холодильником служит холодная вода, засасываемая снаружи в теплообменник. Холодильник так же необходим станции, как ядерное топливо. Чем выше разница температур между сбрасываемой из теплообменника нагретой водой и поступающей извне холодной, тем выше КПД станции.

Десногорское водохранилище

Атомные электростанции используют в качестве водоема-охладителя и естественные озера (например, на Калининской АЭС), и водохранилища. Внутри водоема сооружается система дамб и каналов, создающая искусственную циркуляцию сбросных вод, температура которых зимой составляет 10–15 °С, а летом — свыше 40 °С. В 1984 году после перекрытия реки Десны образовалось Десногорское водохранилище, устроенное для обслуживания Смоленской АЭС. Его объем составляет более 300 млн кубометров, максимальная глубина 18 метров, площадь активного охлаждения и циркуляции сбросных вод порядка 1000 гектар. 

Рыбы-гастарбайтеры

Амуры и толстолобики из рек Великих Китайских равнин были завезены к нам и акклиматизированы еще в начале 1960-х. Белый толстолобик фильтрует воду, питаясь фитопланктоном, зелеными одноклеточными водорослями, пестрый предпочитает зоопланктон — всевозможных коловраток, циклопов и ракообразных, обитающих в толще воды. А гибрид, на долю которого приходится 90% всех толстолобиков водохранилища, ест и тех и других. Белый амур борется с зарастанием берегов высшими растениями: подходит к берегу и, подобно корове, жует стебли валлиснерии и осоки. Черный амур предпочитает исключительно моллюсков. Его мощные глоточные зубы, растущие в один или два ряда, легко раздавливают раковины дрейссены. Присутствует в водоеме и африканка — мозамбикская тиляпия. Она питается иловыми отложениями, ест водоросли, растущие на камнях.

Нередко оборотную воду АЭС охлаждают огромные башни-градирни, которые в телерепортажах на экологические темы постоянно демонстрируются в образе труб дьявольской кухни. На самом деле эти безобидные душевые установки «дымят» чистым паром. В России градирни работают и на тепловых станциях, и на некоторых АЭС, но  восемь из десяти российских атомных станций привязаны к водоемам-охладителям, где и несут свою службу специально разводимые рыбы.

«Валерка! Ну где ты ходишь? Ехать же надо!» — главный рыбовод АЭС Александр Троицкий подзывает коренастого усатого человека в защитном костюме — это моторист рыбхоза. Мы быстро занимаем свои места, Валерка садится за руль, и катер начинает глухо считать днищем волны. «Дачу Макаревича показать? Друзья его, ныряльщики, приезжали… хорошие ребята, дно чистили, мусор собирали», — пытается перекричать мотор Валерка. Сквозь щели прозрачного тента прорывается по-ноябрьски ледяной ветер, а до лица долетают не по-осеннему теплые брызги. Температура воды за бортом +15 градусов! Наш катер проходит мимо лодок рыбаков: водохранилище популярно среди любителей судака. Немного поплутав вдоль берега, мы замечаем цель — моторную лодку с тремя завернувшимися в брезентовые плащи людьми и гордой надписью «Наука» на борту. Это сотрудники Всероссийского научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии (ВНИРО), приехавшие оценивать численность рыб. О том, что трое в зеленой лодке средь бела дня ставят сети, рыбаки-доброжелатели еще накануне сообщили куда надо.

«Сети не там надо было ставить, да и ходит толстолобик стаями: сегодня можем ни одного не поймать, а завтра — сразу килограмм триста. Вот был бы эхолот…» — говорит старший научный сотрудник ВНИРО Андрей Быков, проверяя сети. Специалисты из Москвы приезжают на станцию ежегодно, чтобы оценивать рыбные запасы. Рыбы помогают защищать самый уязвимый узел станции — теплообменник (конденсатор). При исправной работе конденсатора вода в нем контактирует непосредственно с латунью. Однако поверхность трубок постоянно загрязняют водные организмы. Александр Троицкий рассказывает: «Судьба всех водохранилищ — неважно, стоят там атомные или тепловые станции, — постепенное заиление, зарастание, заболачивание. Мы влезли сюда со своим низкопотенциальным теплом, и все эти процессы значительно ускорились».

Пленка слизи толщиной всего 0,1 мм уменьшает теплообмен вчетверо. Из-за этого возникает риск, что реактор перегреется и разрушится. Поэтому, когда конденсатор забивается, реактор приходится останавливать, а это накладно. Можно было бы убивать все живое хлоркой, но умирающие организмы все равно останутся в конденсаторе. Теплообменники приходится периодически чистить, бросая в водозабор пенопластовые шарики, по диаметру сравнимые с трубками. Однако проще не допускать цветения водоема-охладителя. Делать это грамотно — целая наука. Профессор кафедры гидробиологии МГУ имени М.В. Ломоносова Виктор Безносов называет ее конструкционной экологией. Он говорит, что экосистему нужно собрать, как конструктор: «Есть растения, есть организмы, которые их поедают, есть бактерии, которые все разлагают, и все это движется по кругу. Такие экосистемы можно собирать искусственно».

«Нашей первой задачей было не смотреть, что же мы с матушкой-природой натворили, а целенаправленно искать методы борьбы с этими биопомехами, — продолжает Троицкий. — Мы выбрали биологический». То есть заселение водоема рыбой, которая съедает планктон, обкусывает крупные водные растения, поедает моллюсков. Рыбу надо постоянно вылавливать, не давая ей умирать от старости и тем засорять водоем. В советских водоемах-охладителях стали выращивать рыбу еще в 1970-е годы. Троицкий занялся рыборазведением на Смоленской АЭС в 1980-е годы и сейчас с гордостью говорит о «серьезной коллекции».

Разводят рыбу в садках, устроенных на подсобном рыбхозе АЭС. Ее сортируют по степени зрелости, по готовности к нересту. Затем вводят гормоны, чтобы в заданное время получить нужное количество личинок. «В малюсеньком цеху мы можем получать их до ста миллионов», — говорит Троицкий. От самок берут икру, от  самцов молоки, «венчают» их в тазике и заряжают в инкубационные аппараты. Весной рыбхоз отвозит личинок в белгородский питомник, а взамен получает мелкую рыбу на жизнестойкой стадии. Мальки зимуют в садках, после чего 15–20 тонн двухлеток выпускают в водохранилище. Чтобы оценить эффект от зарыбления, по заказу станции ученые проводят контрольный лов на разных глубинах и площадях, исследуют состав планктона и донных обитателей.

Проблему зарастания водоемов на разных станциях и в разных странах мира решают по-разному. Антонина Суздалева, защитившая докторскую степень по исследованию экологии водоемов-охладителей АЭС, рассказывает: «Во Франции в водоемах и лагунах разводили водный гиацинт, который потребляет большое количество растворенных веществ, таких как азот и фосфор. Потом этот гиацинт извлекают. Однако водный гиацинт — растение очень коварное: если его запустить, то он сам может оказаться серьезной биопомехой. У нас тоже в водоемах-охладителях выращивали высшую водную растительность — тростник южный, рогоз широколистный. Выкашивать и собирать их было сложно, и кусочки этих растений скапливались на решетках водозабора, ухудшая экологическую обстановку и технологические характеристики воды».

Валера знает всех рыбаков и браконьеров, промышляющих на Десногорском водохранилище. Фото: РОМАН ПЕТРОВ

«Штатовские и канадские атомные станции в районе Великих озер тратят от тридцати до пятидесяти миллиардов баксов на борьбу с биологическими помехами. До конца их победить мы никогда не сможем, и самоцели такой нет, но снизить воздействие на родную фабрику мы можем. И наш способ самый экологически чистый», — утверждает Троицкий.

За два дня в сети научной группы Быкова попался лишь один средний толстолобик — его измерили и отдали журналистам. «Мы берем чешую с определенного участка и определяем возраст. На чешуе есть кольца, как у деревьев — сколько колец, столько и лет. Этот толстолобик весит навскидку шесть килограммов», — говорит ученый, доставая из машины пойманную накануне рыбу.

«Поменьше. Пять», — авторитетно поправляет моторист Валера. Кладем рыбу на электронные весы: 4,9 килограмма.

Скромный улов первых дней переписи не означает, что рыбы вовсе нет. Валера, который знает всех местных рыбаков, считает, что только браконьеры за год вылавливают около 30 тонн толстолобика. Самые эффективные фильтраторы  водоема — как раз крупные толстолобики, вес некоторых может достигать 50 килограммов. «Самого большого я ловил на 44 килограмма», — говорит Валера. Быков записывает длину, вес и пол в специальную книжку — эту информацию позднее учтут для оценки численности толстолобика в водохранилище. По последним данным, промысловый запас толстолобика в водоеме оценивается в 700 тонн. Почему же атомщикам не использовать дармовое тепло АЭС и не разводить рыбу для продажи?

Оказывается, в нынешних условиях производство рыбы на продажу убыточно даже в теплых водоемах-охладителях. «Сейчас, когда мы вступили в ВТО, к нам из Китая и Вьетнама пойдет дешевая тиляпия, сом и тот же толстолобик. Россия до сих пор не вышла на уровень 1990 года: сейчас производим всего порядка 200 000 тонн, в то время как в Китае выращивают десятки миллионов тонн рыбы. Так что дешевле покупать за рубежом», — говорит Быков. Рентабельность зависит не только от температуры воды, но и от региона. В более южной Белгородской области, где водоемы все же холоднее, чем Десногорское водохранилище, наблюдается бум рыбопроизводства. «У них губернатор поддерживает рыбное хозяйство, деньги выделяются, дотации идут рыбхозам. Их фермеры получают около 3000 тонн товарной рыбы, плюс рыбхозы — порядка 4000 тонн. А рядом Курская область с ее водоемом-охладителем Курской АЭС, так там вообще товарным рыборазведением не занимаются», — добавляет Быков.

Однако для зарыбления водоемов-охладителей разводить рыбу все равно приходится: ни толстолобики, ни белые амуры не могут сами размножаться в водохранилище. В естественных условиях эти рыбы плодятся в крупных дальневосточных реках. Весной толстолобик долго поднимается по реке (например, от Николаевска-на-Амуре до Хабаровска), а потом мечет икру прямо в толщу воды. Оплодотворенная икра сносится на сотни километров вниз по течению, оседает в пойменных озерах или на мелководье и начинает развитие. В замкнутом водоеме этого не происходит: без течения икринки падают на дно и задыхаются.

С нового года биолаборатория Смоленской АЭС по решению руководства закрыта, и ее садки пустуют — станция избавилась от «непрофильных» активов. Атомщики сделали ставку на привозной посадочный материал из белгородских рыбхозов. Теперь молодь будут возить в живорыбных машинах за пять сотен километров. Но как бы то ни было, обойтись без рыбы атомная станция не может. 

Обрастатели и перфораторы

Термином «биопомехи» именуются в технике негативные явления, связанные с воздействием живых организмов, норовящих обрасти, высверлить и разложить все, что создано руками человека. Организмы-обрастатели имеют приспособления, позволяющие прикрепляться к поверхности технических узлов, препятствуя току воды.
Особую опасность представляет двустворчатый моллюск дрейссена, которая легко распространяется, например, путешествуя на днищах лодок. Дрейссены плодятся на дне, образуя слой толщиной до нескольких метров. Их нарастание может приводить к значительному обмелению технических водоемов, как это было на Чернобыльской АЭС за несколько лет до аварии. Тогда сотрудникам станции пришлось спускать воду и бульдозерами вычищать дно от толстого слоя ракушек.

Существуют организмы, способные врастать в поверхность, на которой обитают, разрушая ее. Одни, так называемые сверлильщики (перфораторы), высверливают отверстия в бетоне, другие действуют едкими кислотами или аммиаком. Различные бактерии и водные грибы образуют на поверхности технических узлов биопленку из тел самих микроорганизмов и выделяемой ими слизи.

Растущие на мелководье рогоз, тростник, валлиснерия и рдест снижают эффективную площадь охлаждения водоема. Отмершие части этих растений прибивают ся к решеткам водозабора и мешают движению воды. Фитопланктон во время цветения и нитчатые водоросли скапливаются у поверхности, значительно уменьшая теплоотдачу, что напрямую снижает производительность электростанции.

 
# Вопрос-Ответ