Считается, что основным источником радиоактивного загрязнения окружающей среды при работе энергоблока АЭС являются выбросы радионуклидов. Но при этом радиационное воздействие АЭС на население и окружающую среду строго нормируется.
Радионуклиды образуются в реакторе во время цепной реакции деления ядер урана. При этом, данные радиоактивные продукты не улетучиваются в атмосферу, а попадают в специальные резервуары – газгольдеры, в которых происходит выдержка газа. В процессе выдержки большинство радионуклидов распадается, превращаясь в нерадиоактивные изотопы. После этого воздух, содержащий радионуклиды, пропускают через систему газоочистки, где установлены специальные фильтры, настроенные на улавливание газообразных продуктов деления. В качестве дополнительной меры безопасности, воздух выбрасывается через высокую трубу, поэтому, дозы облучения населения, проживающего в районе АЭС, во много десятков раз ниже, чем в районе угольной станции аналогичной мощности.
Основная часть радиоактивных продуктов деления остается в топливе и не попадает в окружающую среду. Это достигается наличием многобарьерной или, как говорят специалисты, глубокоэшелонированной защиты на пути распространения радиоактивных веществ. Первым барьером является сама топливная таблетка, которая может сохранять целостность длительное время при температурах, создаваемых в активной зоне реактора. Сама топливная таблетка помещена в трубки, объединяющиеся в тепловыделяющие сборки. Следующим защитным барьером является корпус реактора и система трубопроводов. Реактор и все основное оборудование размещено под железобетонной оболочкой, которая является не только защитным барьером на пути выхода радиоактивных веществ в окружающую среду, но и может выдержать довольно серьезные внешние воздействия природного и техногенного характера, такие как землетрясение, падение самолета или детонации взрывного устройства.
Данные постоянного мониторинга радиационной обстановки вокруг действующих АЭС показывают, что выбросы загрязняющих веществ в атмосферу не превышают предельно допустимых концентраций, установленных нормативами и вносят незначительный вклад, всего около 1%, в общую дозу облучения населения, проживающего вблизи АЭС.
Другим фактором воздействия АЭС на окружающую среду является тепловое влияние, возникающее при функционировании градирен, охлаждающих систем и брызгальных бассейнов. На территории санитарной зоны в результате воздействия АЭС, в частности водоемов-охладителей, выделяются тепло и влага, вызывая повышение температуры на 1-1,5° в радиусе нескольких сот метров. Но необходимо отметить, что тепловое воздействие характерно для всех энергоблоков с паровой турбиной, этот недостаток не является исключительно для АЭС, он также характерен для ТЭЦ, ТЭС.
Что касается химических веществ-загрязнителей, при работе АЭС выход их в окружающую среду настолько незначителен, что АЭС не рассматривается как источник химического воздействия на окружающую среду и население.
Ввиду произошедших в прошлом аварий на атомных станциях, у большинства населения существует беспокойство в отношении безопасности эксплуатации АЭС и о возможности возникновения аварии, приводящей к выбросу значительных количеств радиоактивности в окружающую среду. Хотя во время эксплуатации атомного реактора возможны различные виды аварий, в конструкции реактора предусмотрены многочисленные предохранительные устройства и способы эксплуатации, которые автоматически останавливают реактор в случае какой-либо серьезной неисправности. Кроме того, как уже было отмечено, большинство энергетических реакторов размещается внутри здания с противоаварийной оболочкой, целью которой является удержание в основном всей радиоактивности, которая может быть выброшена в случае серьезной аварии. Результаты вероятностного анализа безопасности, выполненные с использованием специально разработанных компьютерных кодов, и прошедшие процедуры международной аттестации, показывают, что вероятность тяжёлой реакторной аварии с частичным или полным расплавлением активной зоны на серийных блоках атомных станций, сооружённых до примерно 2000 г., оценивается величиной 10-4 или одна авария на энергоблок за 10 000 лет. При современной структуре мировой атомной энергетики, это соответствует оценочной вероятности 2–3 тяжёлых аварий примерно за 60 лет её существования. Реально таких аварий было три: на АЭС ТриМайл-Айленд, США, 1979 г., Чернобыль, СССР, 1986 г., и Фукусима-1, Япония, 2011 г. В современные проекты АЭС с учётом новейших технических решений закладывается примерно в 100 раз меньшая вероятность такой аварии (10-6, или одна авария за 1 000 000 лет). Таким образом, эта вероятность уменьшена до уровня так называемого бытового риска, в практической деятельности человеком не учитываемого. С помощью вероятностного анализа безопасности оценена и заложенная в современные проекты АЭС вероятность наиболее тяжёлой реакторной аварии не только с расплавлением активной зоны, но и с последующим выходом значительного количества накопленных в реакторе радиоактивных материалов и веществ во внешнюю среду. Таких аварий за всю историю мировой атомной энергетики была две - чернобыльская и фукусимская (на АЭС «ТриМайл-Айленд» такого выхода удалось избежать благодаря контайнменту). Годовая вероятность такой аварии для одного ядерного энергоблока принята соответствующей величине
10-8, или одна авария за 100 тысяч лет при наличии в мире 1000 энергоблоков. Такая вероятность, иногда называемая «исчезающе малой», на порядок меньше, например, вероятности гибели человека от прямого попадания метеорита.
Такие показатели достигаются применением в современных проектах реакторов дополнительных мер безопасности, включающие новые пассивные системы безопасности, которые обеспечивают отвод тепла от активной зоны при полной потере электроснабжения. Для преодоления гипотетических запроектных аварий предусмотрены система пассивного отвода тепла от парогенераторов и защитной оболочки, «ловушка расплава», которая обеспечивает удержание и охлаждение топлива даже в гипотетической ситуации, когда тепло от реактора не отводится и происходит плавление активной зоны с выходом радиоактивного вещества из корпуса реактора; система удаления водорода из защитной оболочки, которая в случае его образования исключает вероятность взрыва и разрушения защитной оболочки, система пассивного отвода тепла от защитной оболочки, предназначенная для отвода тепла при авариях с полной потерей электропитания и обеспечивающая снижение и поддержание в заданных проектом пределах давления внутри защитной оболочки и отвод тепла, выделяющегося при авариях.
Таким образом, современные атомные станции создаются с высокими показателями защищенности и безопасности. Они соответствуют высочайшим требованиям по возможному воздействию на окружающую среду и население. В нормальных условиях эксплуатации радиационное заражение и влияние ионизирующего излучения сведены к минимуму и не превышают допустимый природный фон. Тепловое воздействие от АЭС сопоставимо с тепловым воздействием других источников энергии, использующих энергию пара для выработки электроэнергии. По направлению снижения риска воздействия АЭС в результате аварии проводится постоянная работа по разработке более безопасных по конструкции реакторов, имеющих высокие внутренние показатели самозащищенности.
