Российская
Экономическая Академия имени Плеханова.
Реферат по БЖД
«Радиационно-Опасные Объекты».
Выполнил студент
факультета маркетинга 1 курса
группы 1112 Абраков Иван
1. Введение.
2. Источники Опасности.
3. Система Классификации и Шкала Происшествий.
4. Последствия для населения и территорий.
6. Заключение.
7. Литература и материалы.
1.Введение.
В первой половине двадцатого века мир столкнулся с новой технологией, связанной с атомной энергией. С того времени атомные технологии совершили большой рывок в развитии, открывая миру новые перспективы в основном в области снабжения электроэнергией как крупного производства, так и большей части населения страны. В настоящее время в мире эксплуатируется 442 атомных энергоблока общей мощностью около 369 МВт. Картина распределения АЭС по странам мира проиллюстрирована данными на 15/06/2006 службы информации по энергетическим реакторам – PRIS (Power Reactor Information Service) на рис.1. Серьезно рассматривают развитие атомной
энергетики страны, не имеющие собственной атомной генерации: Италия, Польша, Белоруссия, Турция, Египет, Марокко, Казахстан, Чили, Нигерия, Бангладеш, Индонезия, Вьетнам, Таиланд, Австралия, Новая Зеландия.
Однако помимо перспектив в научно-технической и экономической областях, атомные технологии таят в себе чрезвычайную опасность для экологии всей планеты. Так, например, последствия аварии на Чернобыльской АЭС, произошедшей более двадцати лет назад (1986 г), сказываются до сих пор (загрязнено большое количество почв в Украине, Белоруссии, Европе, увеличилось количество заболевших раком, загрязнен воздух, вода, нанесен колоссальный экономический ущерб странам, подвергшимся загрязнению радиоактивными выбросами).
Поэтому, для заблаговременной разработки мер защиты и предотвращения нанесения ущерба вследствие аварий на Радиационно-Опасных Объектах (РОО) была создана система классификации происшествий на РОО.
Во многих странах, в том числе
и в России, предпринимаются меры по повышению уровня безопасности на АЭС и РОО.
(Для АЭС: Усовершенствование конструкции реакторов, создание аварийных систем,
повышение ресурсной стойкости АЭС, применение современных технологий, усиление
контроля безопасности.)
а) Краткая характеристика РОО.
В настоящее время практически в любой отрасли народного хозяйства и науки во все более возрастающих масштабах используются радиоактивные вещества и источники ионизирующих излучений. Особенно высокими темпами развивается ядерная энергетика. Атомная наука и техника таят в себе огромные возможности, но вместе с тем и большую опасность для людей и окружающей среды.
Ядерные материалы приходится возить, хранить, перерабатывать, что создает дополнительный риск радиоактивного загрязнения окружающей среды, поражения людей, животных и растительного мира.
Радиационно-опасный объект (РОО ) – предприятие, на котором при авариях могут произойти массовые радиационные поражения .
Среди техногенных источников ЧС наибольшую опасность по тяжести поражения, масштабам и долговременности действия поражающих факторов представляют радиационные катастрофы. В обычных условиях радиационная обстановка в стране определяется, во-первых, природной радиоактивностью, включая космические излучения; во-вторых, радиоактивным фоном обусловленным проведенными с 1945 по 1989 г. не менее 1820 испытаниями ядерного оружия; в-третьих, наличием территорий, загрязненных радиоактивными веществами вследствие произошедших в предыдущие годы аварий на предприятиях атомной промышленности и энергетики; в-четвертых, эксплуатацией ядерно- и радиационно - опасных объектов.
Количество отработанного ядерного топлива в РФ составляет более 10 000 тонн. Объемы его постоянно растут, а мощности по переработке остаются прежними, в итоге на АЭС отработанного топлива хранится в среднем в 1,5-2 раза больше, чем в активных зонах, а на Белоярской, Билибинской, Ленинградской и Курской АЭС – в 3 раза.
Схожее положение с радиоактивными отходам. Основные источники их образования – добыча, обогащение урановой руды и производство тепловыделяющих элементов (ТВЭЛов), эксплуатация АЭС, регенерация отработавшего топлива, использование радиоизотопов. Общий объем таких отходов достиг 500 млн кубических метров.
Во всем мире стремительно растут энергозатраты. Производство электроэнергии удваивается за 10-15 лет. Мировые запасы нефти и газа могут быть исчерпаны за 50-80 лет. Запасы твердых топлив также не безграничны. После нефтяного кризиса 60-х годов, когда цена на нефть подскочила в 15 раз, начался интенсивный поиск альтернативных источников энергии. Но пока использование энергии ветра, волн и солнца дает неутешительные результаты.
Сегодня потребление первичных энергоресурсов на душу населения составляет в РФ 6,7 тонн условного топлива в год. Для сравнения: в Западной Европе – 5, в США – 11 тонн.
Основная часть производства электроэнергии приходится на тепловые электростанции (ТЭС) – 60%, для чего расходуется 211 млн. тонн условного топлива, или 41% потребляемого в России газа, 14% нефти, 37% угля. Специфика экономики России такова, что основные энергоресурсы расположены в восточных регионах страны, а около 70% всего электропроизводства и потребления осуществляется в европейской части, и на доставку энергоносителей в эти районы расходуется около 20% всего добываемого топлива.
Более 75% энергии на нашей планете получается в результате переработки ископаемых топлив, при этом в атмосферу выбрасывается 21 млрд. тонн двуокиси углерода, что грозит глобальной экологической катастрофой.
Топливо-энергетический комплекс, обладает большой инертностью. Сброс производства при прекращении инвестиций происходит в течении 2-3 лет, а восстановление прежнего объема, при дополнительных вложениях, достигается лишь через 8-15 лет
Единственный путь, который может отвести угрозу энергетического кризиса в настоящее время, это использование энергии атомного ядра.
ТЭС, вырабатывая энергию, сжигает уголь, остается шлак и зола. Много золы. Экибастузская ГРЭС-1, например, за один год только в воздух выбрасывает 1 млн. 281 тыс. тонн золы, 177 тыс. тонн сернистого ангидрида, 48 тыс. тонн окислов азота. Леса, луга, вода, почва вокруг оказались загрязненными на площади 5 тыс. квадратных километров. Трава хрустит на зубах. Она как рашпиль стачивает зубы у коров и овец за 2-3 года. Подсчитано, что работа подобной ГРЭС наносит ущерб природе на такую же сумму, сколько стоит топливо, а иногда и больше. 70 млн. тонн пыли и ядовитых газов выбрасывается ежегодно в небо страны тепловыми электростанциями.
АЭС в этом отношении чисты : ни золы, ни газов. Да, выработка тепла на АЭС сопровождается выделением опасных радиоактивных веществ, ионизирующих излучений, есть проблемы захоронения отходов топлива. Но станция будет безопасна, если в любом случае, при любой аварии радиоактивность не выйдет за пределы защитных сооружений. Атомная энергия единственно реальная замена ископаемому топливу .
Помимо АЭС в РФ также имеются 9 атомных судов с 15 реакторами. В ВМФ и Минтрансе РФ всего около 250 судов с ядерными энергетическими установками. В пунктах отстоя в ожидании утилизации находятся 183 атомных подводных лодок, причем, 120 из них с более 200 ядерными реакторами стоят с не выгруженным ядерным топливом. (Данные по состоянию на момент гибели АПЛ «КУРСК» осень 2000 года). Кроме того, 70% АПЛ стратегического назначения нуждаются в ремонте. Из оставшихся 75% будут потеряны из-за окончания гарантийного срока корабельных комплексов.
К РОО относятся и 30 НИИ со 113 исследовательскими ядерными установками. 50 таких реакторов находятся в Московской области, а 9 из них непосредственно в Москве.
Предприятий ядерно-топливного цикла 12, в т.ч. 3 из них с радиохимическим производством.16 региональных спецкомбинатов «Радон» по переработке, транспортировке и захоронению отходов. Пункты захоронения радиоактивных отходов (ПЗРО) специальных комбинатов «Радон» расположены рядом с городами Москва, Санкт-Петербург, Волгоград, Нижний Новгород, Грозный, Иркутск, Казань, Самара, Мурманск, Новосибирск, Ростов-на-Дону, Саратов, Екатеринбург, Благовещенск республики Башкортостан, Челябинск и Хабаровск.
Согласно данным Информационной системы МАГАТЕ по энергетическим реакторам в 30 странах мира эксплуатируется 442 АЭС общей мощностью примерно 369 МВт. На них производится около 17% электроэнергии от общемирового уровня.
б) Основные опасности на РОО.
Факторы опасности ядерных реакторов достаточно многочисленны. Перечислим лишь некоторые из них.
● Возможность аварии с разгоном реактора . При этом вследствие сильнейшего тепловыделения может произойти расплавление активной зоны реактора и попадание радиоактивных веществ в окружающую среду. Если в реакторе имеется вода, то в случае такой аварии она будет разлагаться на водород и кислород, что приведет к взрыву гремучего газа в реакторе и достаточно серьезному разрушению не только реактора, но и всего энергоблока с радиоактивным заражением местности. Аварии с разгоном реактора можно предотвратить, применив специальные технологии конструкции реакторов, систем защиты, подготовки персонала.
● Радиоактивные выбросы в окружающую среду . Их количество и характер зависит от конструкции реактора и качества его сборки и эксплуатации. У РБМК они наибольшие, у реактора с шаровой засыпкой наименьшие. Очистные сооружения могут уменьшить их. Впрочем, у атомной станции, работающей в нормальном режиме, эти выбросы меньше , чем, скажем, у угольной станции, так как в угле тоже содержатся радиоактивные вещества, и при его сгорании они выходят в атмосферу.
● Необходимость захоронения отработавшего реактора. На сегодняшний день эта проблема не решена, хотя есть много разработок в этой области.
● Радиоактивное облучение персонала. (Можно предотвратить или уменьшить применением соответствующих мер радиационной безопасности в процессе эксплуатации атомной станции.)
Начиная с 50-х годов, развитые страны продолжают наращивать свой производственный ядерный потенциал. АЭС все увереннее выступают в качестве важного источника энергии в странах Запада, США, Канады, Японии и др. Так доля АЭС в общем объеме вырабатываемой электроэнергии составляет: в США –14%, Франции- 70%, Японии-20%, Германии-30%, Великобритании-17%, Канаде - более 13%, Болгарии- около 30% и Швеции 100%. Ускоренными темпами развивается ядерная энергетика в Южной Корее, Индии, Аргентине, Пакистане, Тайване, ЮАР.
Параллельно с этим ростом идет увеличение аварий на РОО. Так, с 1957 года по настоящее время в ряде западных стран и США было зафиксировано около 200 происшествий только на АЭС, в том числе более 30 крупных аварий многие из которых сопровождались выбросами радиоактивных продуктов распада в окружающую среду. Только за 1971 – 1985 гг. в 14 странах на АЭС произошла 151 авария различной сложности. Кроме того, имеются данные о более чем 20 инцидентах с ядерным оружием в США и Великобритании за последние 40 лет. Хотя тяжелых радиационных последствий данные инциденты не имели.
В соответствии с экспертной оценкой инцидентов с ядерным оружием в США и Великобритании с 1950 по 1998 г.г. произошло 9 аварий, которые могли привести к возникновению ядерной войны, 77 аварий, которые привели или могли привести к разрушениям и гибели людей, к заражению местности токсичными и радиоактивными веществами, 100 аварий с носителями, на которых находилось или могло находиться ядерное оружие.
В 1996 году на АЭС РФ зарегистрировано 87 нарушений в т.ч. 22 с отключением энергоблоков, 28 случаев приведшим к снижению мощности.
Под ядерной (радиационной) аварией понимают потерю управления цепной реакцией в реакторе либо образование критической массы при перегрузке, транспортировке и хранении тепловыделяющих сборок, или повреждению ТВЭЛов, приведшую к потенциально опасному облучению людей сверх допустимых пределов. Иногда используется понятие ядерно-опасного режима , который представляет собой отклонения от пределов и условий безопасности эксплуатации реакторной установки, не приводящие к ядерной аварии. Ядерно-опасный режим можно рассматривать как режим, создающий аварийную ситуацию.
Главной опасностью аварий на РОО был и будет выброс в окружающую природную среду РВ, сопровождающийся тяжелыми последствиями. Радиационная авария присуща не только АЭС, но и всем предприятиям ядерного топливного цикла, а также предприятиям, использующим радиоактивные вещества. К таким предприятиям можно отнести предприятия, добывающие урановую или ториевую руду; заводы по переработке руды; обогатительные заводы, заводы по изготовлению ядерного топлива; хранилища РВ и многие другие. Радиационные аварии на РОО могут возникнуть в процессе испытаний, хранения, транспортировки ядерного оружия.
Основным поражающим фактором при авариях на реакторах АЭС являются радиоактивные загрязнения местности, а источником загрязнения является атомный реактор как мощный источник накопленных радиоактивных веществ.
3. Система Классификации и Шкала Происшествий
Классификация производится с целью заблаговременной разработки мер, реализация которых в случае аварии должна уменьшить вероятные последствия и содействовать успешной ее ликвидации.
Классификация возможных аварий на РОО производится по двум признакам: во-первых, по типовым нарушениям нормальной эксплуатации и, во-вторых, по характеру последствий для персонала, населения и окружающей среды.
При анализе аварий их принято характеризовать цепочкой: исходное событие – пути протекания – последствия.
Аварии, связанные с нарушениями нормальной эксплуатации, подразделяются на проектные , проектные с наибольшими последствиями и запроектные .
Анализ различного рода отклонений в эксплуатации РОО, а так же аварийных ситуаций показывает, что возможны аварии двух типов .
Первый тип – гипотетический не вызывает загрязнения).
Второй тип – с полным разрушением реактора (хранилища), которое может сопровождаться цепной реакцией, т.е. ядерным взрывом малой мощности или тепловыми взрывами, вызванными интенсивным паро- и газообразованием.
Причиной ядерной аварии может быть образование критической массы при перегрузке, транспортировке, хранении ТВЭЛов, нарушении режимов хранения отработанных ядерных отходов.
Радиационная авария – происшествие, приведшее к выходу (выбросу) радиоактивных продуктов и ионизирующих излучений за предусмотренные проектом пределы (границы) РОО в количествах, превышающих установленные нормы безопасности .
Радиационные аварии на РОО подразделяются на три типа :
Локальная – нарушение в работе РОО, при котором не произошел выход радиоактивных продуктов или ионизирующего излучения за предусмотренные границы оборудования, технологических систем, зданий и сооружений в количествах, превышающих установленные для нормальной эксплуатации предприятия значения.
Местная – нарушение в работе РОО, при котором произошел выход радиоактивных продуктов в пределах санитарно – защитной зоны и количествах, превышающих установленные нормы для данного предприятия.
Общая – нарушение в работе РОО, при котором произошел выход радиоактивных продуктов за границу санитарно – защитной зоны и количествах, приводящих к радиоактивному загрязнению прилегающей территории и возможному облучению проживающего на ней населения выше установленных норм.
Отечественная классификация, согласно которой в порядке возрастания серьезности последствий все аварии на РОО разделены на девять классов. Первые восемь классов охватывают аварии с широким диапазоном возможных последствий – от незначительных нарушений в работе до серьезных поломок в оборудовании. Такие аварии относятся к проектным, они рассматриваются при проектировании РОО а также в окончательных выводах по анализу безопасности эксплуатации объекта. В целом под обеспечением радиационной безопасности понимается проведение комплекса организационных и социальных мероприятий направленных на исключение или максимальное снижение опасности вредного воздействия ионизирующих излучений на организм человека и уменьшение радиоактивного загрязнения окружающей среды до безопасных уровней.
Аварии, отнесенные к девятому классу, являются запроектными и в процессе проектирования не рассматриваются, из-за малой вероятности их возникновения. Эти аварии относятся также к гипотетическим или тяжелым . Подобные аварии возникают при повреждении или разрушении активной зоны реактора или хранилища отходов ядерного топлива и возможны при возникновении не предусмотренного в проекте аварийного исходного события.
С точки зрения медицинских последствий , контингента облучаемых лиц и вида лучевого воздействия на организм человека радиационные аварии разделяются на пять основных групп : малые, средние, большие, крупные и катастрофические.
К малым радиационным авариям относятся инциденты не связанные с серьезными медицинскими последствиями и характеризуются только экономическими потерями. При этом возможно облучение лиц различной категории. Дозы лучевого воздействия не должны превышать установленных НРБ-96 санитарных норм. Для четырех групп радиационных аварий, возможны медицинские последствия – острые и хронические лучевые поражения, неблагоприятные стохастические последствия, вторую и третью группы объединяют производственные радиационные аварии, т.е. инциденты, связанные с персоналом; четвертая и пятая группы – коммуникальные аварии и происшествия, при которых страдает население. Для радиационных аварий второй группы характерно только внешнее, а для третьей группы – внешнее и внутреннее облучение персонала.
Для больших аварий используются дополнительные подразделения по критерию распространенности связанные с радиоактивным загрязнением:
1. персонала и рабочих мест;
2. производственного помещения;
3. здания;
4. территории;
5. санитарно-защитной зоны.
Четвертая группа радиационных аварий (крупные аварии) объединяет инциденты, при которых возможно чисто внешнее, совместное внешнее и внутреннее облучение небольшого числа лиц.
В пятую группу (катастрофические аварии) относятся радиационные аварии, при которых наблюдается совместное внешнее и внутреннее облучение больших контингентов населения, проживающего в одном или нескольких регионах.
Кроме всевозможных классификаций радиационных аварий на РОО по видам существует специальная шкала происшествий на АЭС разработанная под эгидой МАГАТЭ в 1989 г., введена в действие в России с сентября 1990г. Изначально она задумывалась для информации об аварийных ЧС на АЭС.
Шкала происшествий на АЭС.
INES
(Международная шкала событий на АЭС)
7 ступень - глобальная авария , сопровождающаяся большим выбросом РВ в окружающую среду, радиологически эквивалентным от тысячи до десятков тысяч терабеккерелей радиоактивного йода-131, нанесен значительный ущерб здоровью людей и окружающей среде.
Пример: Чернобыль.
6 ступень – тяжелая авария , по внешним последствиям характеризующаяся значительным выбросом РВ радиологически эквивалентным от десятков до сотен терабеккерелей радиоактивного йода-131 в ограниченной зоне с необходимостью введения в действие противоаварийных мероприятий.
Пример: Авария в Уиндскейл (Великобритания) в 1957 г.
5 ступень - значительный выброс продуктов деления в окружающую среду эквивалентен величинам от нескольких единиц до десятков теребеккерелей радиоактивного йода131. Возможна частичная эвакуация, необходима местная йодная профилактика.
4 ступень – авария в пределах АЭС – частичное разрушение активной зоны как механическое, так и тепловое (плавлением). Обслуживающий персонал может получить острое отравление порядка 2 зиверта (200 рад,бэр). Возможный выброс в окружающую среду вызывает облучение отдельных лиц из населения в пределах нескольких милизивертов.
Защитных мер не требуется, но должен осуществляться контроль продуктов питания.
Пример: Франция, АЭС Сен-Лоран в 1980 г.
3 ступень – серьезное происшествие из-за отказа оборудования или ошибок эксплуатации. В окружающую среду выброшены радиоактивные продукты, возможная доза облучения отдельных людей не превышает нескольких милизивертов. Внутри АЭС обслуживающий персонал может быть переоблучен дозами порядка 50 милизивертов.
Пример: Авария на АЭС Вандельос, Испания 1989 г.
2 и 1 ступени – функциональные отключения и отказы в управлении , не вызывающие непосредственного влияния на безопасность АЭС, а тем более на окружающую среду.
0 и ниже – аварии и происшествия технического характера , не связанные с атомной установкой и ее работой.
Говоря о различных видах радиационных аварий, следует коротко остановиться на рассмотрении аварий с ядерным оружием и их последствиях.
Аварии с ядерным оружием по степени их опасности можно разбить на четыре категории.
а) Случайный или несанкционированный взрыв ядерного боеприпаса, который не может привести к военному конфликту или ядерной войне.
б) Взрыв обычного ВВ, входящего в состав ядерного боеприпаса или горение ядерного боеприпаса.
в) Захват, кража или потеря ядерного боеприпаса либо его компонентов, включая сбрасывания с самолета.
а) Авария с носителями, на которых находятся ядерные боеприпасы.
б) Авария с носителями, на которых могут находиться ядерные боеприпасы.
В общем случае последствия аварий с ядерным оружием по степени опасности подразделяются на три группы.
К первой группе относятся последствия, возникающие в результате повреждения или разрушения ядерного боеприпаса. В этом случае может возникнуть заражение местности токсичными нерадиоактивными веществами, такими, как бериллий, литий, свинец.
Разрушение или повреждение ядерного боеприпаса может привести к взрыву высоко имплозивных ВВ (взрывчатых веществ) входящих в состав ядерного боеприпаса. В этом случае радиус зон поражения ударной волной может достигать нескольких сотен метров. Взрыв обычного ВВ будет способствовать заражению местности радиоактивными и токсическими веществами в результате разрушения ядерного боеприпаса. В зависимости от типа ядерного боеприпаса, окружающая местность может быть заражена радиоактивными различными изотопами: Уран-239, Уран-238,Плутоний-239, Торий-232, дейтерий, тритий и др.
Ко второй группе относятся последствия инцидентов, при которых может произойти ядерный взрыв. При взрыве ядерного боеприпаса мощностью 150 Кт радиус поражения людей световым излучением, мгновенная смерть, будет составлять около 5 км, а 1 Мт – около 13 км.
Большую опасность для людей представляет радиоактивное заражение местности продуктами ядерного взрыва, которые представляют собой до 300 радиоактивных изотопов более чем 35 различных химических элементов таблицы Менделеева. Даже через несколько часов после взрыва, люди находящиеся на расстоянии нескольких сотен километров по пути следования радиоактивного облака, могут получить летальные дозы облучения.
Исследование причин возникновения тяжелых аварий, последовательности развития событий, от исходного до конечного состояния, дает возможность сделать выводы относительно некоторых общих тенденций.
На АЭС основными причинами радиационных аварий с различной степенью расплавления активной зоны реактора являются следующие:
1.недостатки конструкции;
2.недостатки в техническом обслуживании, включая перегрузку топлива или испытаний;
3.вина оператора;
4.остановка реактора;
5.низкое качество разработки, изготовления и эксплуатации объекта или технической системы;
6.высокая степень износа оборудования;
7.низкий уровень финансирования.
Эксперты считают, что все произошедшие в России аварии и катастрофы с РОО можно было предотвратить .
4. Последствия для населения
и территорий
.
Рассмотрим образование поражающих факторов и их воздействие при аварии на АЭС .
1. Световое излучение и явление проникающей радиации может оказать воздействие, в основном, на работающую смену персонала.
2. Радиоактивное заражение местности в результате выбросов продуктов распада в атмосферу во всех случаях будет значительным и на больших площадях.
3. Ударная волна (сейсмическая) образуется только при ядерном взрыве реактора, при тепловом взрыве ее действие на окружающую среду незначительно.
Разберем особенности радиоактивного заражения местности при авариях на АЭС, учитывая в первую очередь опыт аварии на ЧАЭС. Источником радиоактивного заражения выбросов в атмосферу из аварийного реактора явились продукты цепной реакции. В выбросах было обнаружено 23 основных радионуклида.
В первые минуты после взрыва и образования радиоактивного облака наибольшую угрозу для здоровья людей представляли изотопы так называемых благородных газов (ксеноны), но они быстро рассеиваются в атмосфере, теряя свою активность. Таким образом, радиоактивное заражение не образуется.
В последующем воздействуют на людей коротко живущие радиоактивные компоненты, такие как Йод -131(8 суток).
Затем воздействуют на организм долгоживущие изотопы, Цезий-137 и Стронций-90 (до 30 лет).
На фоне тугоплавкости большинство радионуклидов, такие как теллур, йод, цезий обладают высокой летучестью. Вот почему аварийные выбросы реакторов всегда обогащены этими радионуклидами, из которых йод и цезий имеют наиболее важное воздействие на организм человека и животный мир. Состав аварийного выброса продуктов деления реактора существенно отличается от состава продуктов ядерного взрыва. При ядерном взрыве преобладают радионуклиды с коротким периодом полураспада. Поэтому на следе радиоактивного облака происходит быстрый спад мощности дозы излучения. При авариях на АЭС характерно радиоактивное загрязнение атмосферы и местности легколетучими радионуклидами (Йод-131, Цезий-137 и Стронций-90), а, во-вторых, Цезий-137 и Стронций-90 обладают длительными периодами полураспада. Поэтому такого резкого уменьшения мощности дозы, как это имеет место на следе ядерного взрыва, не наблюдается.
И еще одна особенность. При ядерном взрыве и образовании следа для людей главную опасность представляет внешнее облучение (90-95% от общей дозы). При аварии на АЭС с выбросом активного материала картина иная. Значительная часть продуктов деления ядерного топлива находится в парообразном и аэрозольном состоянии. Вот почему доза внешнего облучения здесь составляет 15%, а внутреннего – 85%.
Загрязнение местности от Чернобыльской катастрофы происходило в ближайшей зоне 80 км в течение 4-5 суток, а в дальней зоне примерно 15 дней. Наиболее сложная и опасная радиационная обстановка сложилась в 30-км зоне от АЭС, в Припяти и Чернобыле. Из-за этого оттуда было эвакуировано все население. К началу 1990г. во многих районах мощность дозы уменьшилась и приблизилась к фоновым значениям 12-18 мкР/ч. Припять и на сегодня представляет опасность для жизни.
Специалисты выделяют следующие потенциальные последствия радиационных аварий :
1. немедленные смертельные случаи и травмы среди работников предприятия и населения;
2. латентные смертельные случаи заболевания настоящих и будущих поколений , в том числе изменения в соматических клетках, приводящие к возникновению онкологических заболеваний, генетические мутации, оказывающие влияние на будущие поколения, влияние на зародыш и плод вследствие облучения матери в период беременности;
3. материальный ущерб и радиоактивное загрязнение земли и экосистем ;
4. ущерб для общества, связанный с боязнью относительно потенциальной возможности использования ядерного топлива для создания ядерного оружия .
К
последствиям серьезных радиационных аварий относится и наличие косвенного
риска для здоровья и жизни людей. Косвенный риск возникает при непосредственном
осуществлении мер безопасности, эвакуации при аварии. Например: эвакуационные
мероприятия, вызванные радиационной аварией, обусловливают возникновение множества
косвенных рисков: смертельные случаи вследствие дорожно-транспортных
происшествий, увеличение числа сердечных приступов у эвакуируемого населения,
психические травмы, вызванные стрессовой ситуацией во время эвакуации, и т.п.
5. Методы ликвидации последствий аварий на РОО.
Приоритетной целью ликвидации последствий радиационных аварий (ЛПА) является обеспечение требуемого уровня мер защиты населения.
Принятие решений по ликвидации последствий аварий зависит от целей и задач, определяемых каждой конкретной стадией работ.
На ранней стадии
1.локализация источника аварии, т.е. прекращение выброса радиоактивных веществ
в окружающую среду;
2.выявление и оценка складывающейся радиационной обстановки;
3.снижение миграции первичного загрязнения на менее загрязненные или
незагрязненные участки путем локализации или удаления загрязненных фрагментов
технологического оборудования, зданий и сооружений, просыпей и проливов
радиоактивных веществ;
4.создание временных площадок складирования радиоактивных отходов.
Характерной особенностью ранней стадии аварии является высокая
вероятность возникновения вторичных загрязнений за счет переноса
нефиксированных, первично выпавших радиоактивных веществ на менее загрязненные
или незагрязненные поверхности.
С течением времени происходит увеличение прочности фиксации загрязнения на поверхностях, приводящее к необходимости применения более сложных и дорогостоящих методов его ликвидации, увеличению объемов образующихся радиоактивных отходов, продолжительности и стоимости работ по обеспечению требуемого уровня защиты населения. Поэтому эффективность и оперативность принятия решений по ликвидации выявленных нефиксированных загрязнений на ранней фазе имеет первостепенное значение. Эти решения надо прежде всего принимать по наиболее критическим объектам загрязнения.
На промежуточной стадии
решаются
следующие задачи ЛПА:
1.стабилизация радиационной обстановки и обеспечение перехода к плановым
работам по ЛПА;
2.организация постоянного контроля радиационной обстановки;
3.принятие решения о методах и технических средствах ЛПА;
4.проведение плановых мероприятий по ЛПА до достижения установленных
контрольных уровней радиоактивного загрязнения;
5.создание временной или стационарной системы безопасного обращения с
радиоактивными отходами (локализация и ликвидация объектов первичного и
вторичного загрязнений, удаление образующихся радиоактивных отходов на
временные или стационарные площадки и т.д.);
6.обеспечение требуемого уровня мер защиты населения, проживающего на
загрязненных территориях.
На этой стадии производится уточнение и детализация данных
инженерной и радиационной обстановки, зонирование территорий по видам и уровням
излучений и реализация мероприятий, необходимых и достаточных для обеспечения
заданного уровня мер защиты населения.
В этот период на поверхностях объектов радионуклиды находятся в нефиксированных или слабо фиксированных формах. Методы ЛПА на этой фазе должны исключить возможность возникновения вторичных загрязнений, предотвратить процесс фиксации радиоактивных веществ на поверхности и проникновение их вглубь объема и, как следствие, снизить уровень требований к необходимым мерам защиты населения.
На поздней стадии
решаются следующие задачи ЛПА:
1.завершение плановых работ по ЛПА и доведение радиоактивного загрязнения до
предусмотренных Нормами радиационной безопасности уровней;
2.ликвидация временных площадок складирования радиоактивных отходов или
организация радиационного контроля безопасности хранения на весь период
потенциальной опасности;
3.обеспечение проживания населения без соблюдения мер защиты.
Работы на поздней стадии ЛПА наиболее трудоемки и продолжительны. Радионуклиды, определяющие радиационную обстановку на загрязненных объектах, в этот период находятся преимущественно в фиксированных и трудно удаляемых известными методами дезактивации формах. Выбор наиболее эффективных методов может быть сделан только по данным детальных исследований нуклидного состава и физико-химических форм радиоактивного загрязнения.
Основными принципами
планирования работ по локализации загрязнений и ликвидации последствий аварии
являются следующие:
1.оценка состава и основных форм нахождения радионуклидов загрязнения;
2.учет свойств основных типовых поверхностей территории и объектов;
3.оценка предполагаемого характера (прочности) фиксации радиоактивного
загрязнения на различных поверхностях;
4.определение приоритетов (очередности) проведения работ по локализации и
ликвидации загрязнений на различных объектах (участках) в зависимости от их
влияния на формирование радиационной обстановки;
5.выбор наиболее эффективного и реально осуществимого способа локализации и
ликвидации радиоактивного загрязнения объектов исходя из возможности имеющихся
в распоряжении сил и технических средств.
Локализация и ликвидация источников радиоактивного
загрязнения проводится с использованием следующих основных методов:
1. Сбор и локализация высокоактивных радиоактивных материалов
.
Особенностью сбора и локализации высокоактивных радиоактивных
материалов (осколки топливных элементов, конструкционных и защитных материалов)
является, как правило, то, что точное расположение радиоактивных источников не
известно, по территории они распределены случайным образом, при проведении
работ возможно неожиданное "появление" источника в результате
вскрытия завала или изменения места его расположения.
Проведение работ в условиях
полей с высокой мощностью экспозиционной дозы (МЭД) гамма-излучения должно
планироваться с максимально возможным применением средств механизации. В случае
крайней необходимости привлечения ручного труда должны быть обеспечены:
1.подбор руководящего технического персонала, способного вести работы без
детально разработанного плана и принимать управленческие решения по оперативной
информации через средства наблюдения за работающими;
2.разработка детальных организационно-технических мероприятий по работам в
зонах высоких МЭД до начала работ;
4.четкая организация рабочих мест в зоне сосредоточения персонала
непосредственно перед выходом в зоны работ (места приема персонала, места
надевания защитной одежды, пост дозиметрического контроля, пункт управления,
места вывода персонала в зоны работ, места раздевания);
5.организация подразделений комендантской службы для поддержания установленного
порядка в зоне сосредоточения;
6.преодоление психологического барьера у персонала, непосредственно
выполняющего особо опасные работы (должны отбираться добровольцы);
7.постановка конкретных задач и подробный инструктаж.
2. Метод перепахивания грунта.
Основной защитный эффект достигается за счет "разбавления"
активности по толщине перепаханного слоя грунта. Характеристикой эффективности
использования данного способа является коэффициент ослабления Кос, как правило,
определяемый по мощности экспозиционной дозы.
3. Метод экранирования.
Данный метод используется обычно после снятия загрязненного
слоя при высоких остаточных уровнях радиоактивного загрязнения. Характеристикой
эффективности так же является коэффициент ослабления Кос. На территории
промплощадки аварийного объекта может широко применяться экранирование путем
засыпания песком, гравием или покрытием бетоном или бетонными плитами.
4. Метод обваловки и гидроизоляции загрязненных участков.
Используется обычно как временная мера на первых этапах работ
для предотвращения "расползания" загрязнения за счет смыва осадками и
для исключения попадания радиоактивных веществ в грунтовые воды. Для сильно
заглубленных загрязнений могут использоваться сложные гидротехнические
сооружения: "стена в грунте", "фильтрующая завеса". Применение
этого метода предполагает большой объем земляных работ с привлечением
инженерно-строительной техники.
5. Методы связывания радиоактивных загрязнений вяжущими и пленкообразующими композициями . Основными методами являются: пылеподавление и химико-биологическое задернение.
Для
закрепления (химико-биологического задернения) отдезактивированных и сильно
пылящих участков местности нашли применение рецептуры, содержащие в своем
составе пылеподавляющие композиции (ССБ, ММ-1, латекс) в качестве основы,
минеральные и органические удобрения и смеси семян многолетних злаковых и
бобовых трав.
В качестве основных технических средств пылеподавления
используются поливомоечные машины, войсковые авторазливочные станции,
сельскохозяйственная авиация.
Одной из самых эффективных мер радиационной защиты является дезактивация.
Наиболее подходящими сроками проведения дезактивации, если не рассматривать
необходимость ее для обеспечения безопасности при эвакуации населения или проведении
неотложных аварийных работ на промплощадке аварийного объекта (предприятия),
является период поздней фазы аварии. Это определяется временем, необходимым для
планирования и организации дезактивационных работ, и сроками наступления
относительной стабилизации радиационной обстановки, когда прекращается
поступление радиоактивных веществ из источника выброса и заканчивается
формирование следа радиоактивного загрязнения.
Основными методами дезактивации отдельных объектов являются:
а) для открытых территорий (грунта):
1.снятие и последующее захоронение верхнего загрязненного слоя грунта
(механический способ);
2.дезактивация методом экранирования;
4.химические методы дезактивации грунтов (промывка);
5.биологические методы дезактивации (естественная дезактивация);
б) для дорог и площадок с твердым покрытием:
1.смыв радиоактивных загрязнений струёй воды или дезактивирующих растворов
(жидкостный способ);
2.удаление верхнего слоя специальными средствами или абразивной обработкой;
3.дезактивация методом экранирования;
5.очистка методом вакуумирования;
6.сметание щетками поливомоечных машин (многократно);
в) для участков местности, покрытых лесокустарниковой растительностью
:
1.лесоповал и засыпка чистым грунтом после опадания кроны;
2.срезание кроны с последующим ее сбором и захоронением;
г) для зданий и сооружений:
1.обработка дезактивирующими растворами (с щетками и без них);
2.обработка высоконапорной струёй воды;
3.очистка методом вакуумирования;
5.замена пористых элементов конструкций;
6.снос строении.
Основными этапами дезактивационных работ являются паспортизация
объекта дезактивации, подготовительные мероприятия и непосредственно
дезактивация объекта.
Очередность проведения дезактивационных работ на
территории зоны радиоактивного загрязнения определяется необходимостью
последовательной дезактивации, начиная с наиболее загрязненных и заканчивая
менее загрязненными местами и участками постоянного или длительного пребывания
населения в процессе его жизнедеятельности или трудовой деятельности.
Очередность дезактивации зданий, сооружений, средств производства, транспортных
средств, дорог должна также определяться необходимостью первоочередной
дезактивации наиболее загрязненных объектов, находящихся в постоянном
обращении.
При выборе соответствующих приемов для конкретных объектов
дезактивации необходимо руководствоваться наличием ресурсов, ожидаемой
эффективностью и производительностью. Следует помнить, что практически всегда
эффективность дезактивации обеспечивается тщательным соблюдением
соответствующей технологии и постоянным оперативным дозиметрическим или
радиометрическим контролем, иначе может потребоваться повторение операций или
увеличение их числа при многократных обработках. Наиболее эффективными являются
ручные приемы
, которые, однако, характеризуются наибольшей трудоемкостью
и повышенным облучением персонала.
При проведении дезактивации участков территории необходимо
определять порядок работ (движение транспорта и персонала), который позволяет
предотвратить новое радиоактивное загрязнение уже отдезактивированных участков.
В этом плане дезактивацию следует вести в направлении от более загрязненных
участков к менее загрязненным. Для дезактивации транспортных средств и другой
самоходной техники целесообразно создание стационарных пунктов дезактивации с
централизованным обеспечением техническими средствами, участками разборки
техники, системами локализации и обработки образующихся радиоактивных отходов.
При проведении дезактивации зданий, сооружений, средств
производства, транспортных средств с применением методов, вызывающих
пылеобразование, требуется предварительное или одновременное увлажнение.
Следует учитывать возможность перераспределения радиоактивного загрязнения в
ходе дезактивации зданий и сооружений. В частности, при дезактивации кровель и
стен (вертикальных поверхностей) мокрыми методами стекающие растворы могут
привести к концентрированию радиоактивного загрязнения в отдельных местах на
поверхности грунта, что потребует повторной его дезактивации, если она была
проведена ранее.
Не менее важным мероприятием при ликвидации последствий
радиационной аварии является сбор и захоронение (размещение) радиоактивных
отходов.
В зависимости от применяемых методов дезактивации
локализация отходов может быть достигнута следующими способами:
1.локализация образующихся объемов загрязненного грунта и других материалов
непосредственно в транспортных средствах при дезактивации методами снятия
поверхностного слоя грунта, щебня или всего объема мусора и т.д.;
2.локализация отходов, образующихся в ходе дезактивации механическими
(дробеструйными или гидроабразивными) методами, путем отсоса образующейся пыли
или пульпы;
3.локализация жидких отходов в специальных емкостях-сборниках;
4.локализация, как дополняющий дезактивацию технологический прием,
осуществляемый ручными или механизированными методами при дезактивации,
включающий разборку конструкций, а также механические и физико-химические
способы.
На стационарных пунктах дезактивации должны быть задействованы
системы очистки; схема очистных сооружений должна включать оборотное
водопользование, системы сбора отходов, их отстоя, коагуляции, ионообменной
сорбции, сбора и удаления шлаков, концентрирующих радиоактивность. Желательно,
чтобы мероприятия позднего периода включали создание специальных предприятий по
обработке большей части накопленных в ходе дезактивационных работ радиоактивных
отходов в жидком и твердом виде, включая почву. Грунтовые могильники
радиоактивных отходов должны быть расположены в местах, выбор которых
определяется:
1.гидрогеологическими и другими природными характеристиками, позволяющими
осуществлять длительное хранение отходов без опасности проникновения их в
окружающую среду;
2.малой хозяйственной ценностью участков территории размещения могильников;
3.возможностью организации постоянного контроля за состоянием могильников и
ограничения доступа к ним в ходе хозяйственной деятельности.
Места размещения могильников
должны быть согласованы с местными органами Госсанэпиднадзора, обозначены на
местности и ограждены, местоположение их должно быть нанесено на карту.
Могильники должны быть изолированы сверху чистым слоем грунта с возможной его
дальнейшей биологической рекультивацией.
Органы исполнительной власти субъектов Российской Федерации,
местного самоуправления, органы управления ГОЧС на всех уровнях должны знать
потенциально радиационно опасные объекты на подведомственной территории,
степень их опасности, иметь прогноз возможных последствий аварий на этих
объектах, предусмотреть необходимые мероприятия по ликвидации последствий
радиационных аварий в планах действий по предупреждению и ликвидации
чрезвычайных ситуаций.
6. Заключение
Итак, при правильном использовании и соблюдении всех мер безопасности, а также при безопасном захоронении отходов, атомные реакторы являются наиболее экологичным и перспективным методом получения энергии, поэтому отказаться от него или сократить его применение не представляется возможным.
Следовательно, необходимо обеспечивать:
1. Изоляцию РОО (в том числе и ядерного оружия) от крупных городов
3. Надежную охрану РОО (в том числе и ядерного оружия), ограничение доступа к РОО.
4. Разработку новых методов ликвидации последствий радиационных аварий
5. Обучение органов ликвидации и населения способам защиты от радиации, порядку эвакуации и др.
Эти и множество других мер
помогут предотвратить большинство происшествий на РОО и избежать большого
количества потерь при ЧС на РОО.
7. Литература и материалы.
Ядерные технологии несут в себе опасность радиационного загрязнения окружающей среды и лучевого воздействия на живые организмы. Эксплуатация ядерных объектов показала, что, несмотря на все принимаемые меры, на них нельзя исключить возможность аварий, в т. ч. и с выбросом радиоактивных веществ в окружающую среду.
Радиационная авария - нарушение пределов безопасной эксплуатации ядерно-энергетической установки, оборудования или устройства, при которых произошел выход радиоактивных продуктов или ионизирующего излучения за предусмотренные проектом пределы их безопасной эксплуатации, приводящий к облучению населения и загрязнению окружающей среды. Причинами аварии могут быть нарушения барьеров безопасности, предусмотренных проектом реактора; образование критической массы при перегрузке, транспортировке и хранении ТВЭлов; нарушение контроля и управления цепной ядерной реакцией.
Радиационно опасные объекты (РОО) - научные, народнохозяйственные (промышленные) или оборонные объекты, при разрушениях которых могут произойти массовые радиационные поражения людей, животных и растений, а также заражение среды.
Радиационные аварии и их классификации
В зависимости от вида радиационно опасного объекта, масштабов и опасности последствий существует несколько различных классификаций радиационных аварий, происшествий и инцидентов. В табл. приведена одна из них, принятая Международным агентством по атомной энергии (МАГАТЭ) для оценки происшествия.
Таблица 8
Международная шкала опенки происшествий па АЭС, адаптированная для России
Зоны радиационно опасных объектов
В период функционирования РОО с целью профилактики и контроля выделяют две основные зоны безопасности:
· санитарно-защитпая зона (СЗЗ) -территория вокруг объекта, на которой уровень облучения люден в условиях нормальной эксплуатации объекта может превысить предельно допустимую дозу (ПДД);
· зона наблюдения - территория, где возможно влияние радиоактивных сбросов и выбросов РОО и где облучение проживающего населения может достигать установленной предельно допустимой дозы.
На случай радиационной аварии рассматривают 5 зон, имеющих различную степень опасности для здоровья людей:
· зона возможного опасного радиоактивного загрязнения - территория, в пределах которой прогнозируются дозовые нагрузки, не превышающие 10 рад в год;
· зона ограничений - территория, в пределах которой доза гамма-излучения может превысить 10 рад (но не более 25 рад), а доза облучения щитовидной железы радиоактивным йодом - не более 30 рад;
· зона профилактических мероприятий - территория, в пределах которой доза внешнего гамма-излучения населения за время формирования радиоактивного следа выброса при аварии на РОО может превысить 25 рад (на не более 75 рад), а доза облучения щитовидной железы радиоактивным йодом составляет около 30 рад (максимально - 50 рад);
· зона экстренных мер защиты населения - территория, в пределах которой доза внешнего гамма-излучения населения может превысить 75 рад, а доза внутреннего облучения щитовидной железы радиоактивным йодом - 250 рад;
· зона радиационной аварии - территория, на которой могут быть превышены пределы дозы и пределы годового поступления.
После стабилизации радиационной обстановки в районе аварии устанавливаются зоны:
· зона отчуждения (загрязнение по гамма-излучению - свыше 20 мрад/ч; по цезию – свыше 40 Ки/км 2 ; по стронцию - свыше 10 Ки/км 2);
· зона временного отселения (загрязнение по гамма-излучению - от 5 до 20 мрад/ч; по цезию - от 15 до 40 Ки/км 2 ; по стронцию - от 3 до 10 Ки/км 2);
· зона жесткого контроля (загрязнение по гамма-излучению - от 3 до 5 мрад/ч; по цезию - до 15 Ки/км 2 ; по стронцию - до 3 Ки/км 2).
Радиационно-опасные объекты (РОО). Радиационные аварии, их виды, динамика развития, основные опасности.
Радиационно-опасные объекты.
Объект, на котором хранят, перерабатывают, используют или на который транспортируют радиоактивные вещества, где при аварии или разрушении может произойти облучение ионизирующим излучением или радиоактивное загрязнение людей, сельскохозяйственных животных и растений, объектов народного хозяйства, а также окружающей природной среды, называют радиационно-опасным.
К радиационно-опасным объектам относятся предприятия ядерного топливного цикла (ЯТЦ) (предприятия по изготовлению ядерного топлива, предприятия по выработке электрической и тепловой энергии, предприятия по переработке и захоронению отходов), транспортные установки (надводные и подводные корабли), военные объекты (хранилища ядерных боеприпасов, полигоны по испытанию ядерного оружия, ракетные старты), научно-исследовательские организации (исследовательские реакторы, экспериментальные реакторы, исследовательские стенды), шахты по добыче урана.
Потенциальная опасность от наличия радиоактивных продуктов на объекте существенно зависит от напряженности параметров нормального технологического процесса и сопутствующих им физико-химических явлений. К таким параметрам, прежде всего, относятся давление и температура, при которых работают барьеры, удерживающие радиоактивные материалы в заданных границах. К внешним воздействиям, способным привести к разрушению барьеров на пути выхода радиоактивных веществ относятся сейсмическая активность и особенности геологической площадки, метеорологические условия, включающие ураган, обильные осадки и т.д., и вызванные человеческой деятельностью воздействия (например диверсии, взрывы на соседних предприятиях, ошибки в действиях персонала, способные привести к авариям с тяжелыми последствиями).
Радиационная авария – происшествие, приведшее к выходу (выбросу) радиоактивных продуктов и ионизирующих излучений за предусмотренные проектом пределы (границы) в количествах, превышающих установленные нормы безопасности.
Классификация аварий на РОО.
Классификация проводится по двум признакам: по типовым нарушениям нормальной эксплуатации и по характеру последствий для персонала, населения и окружающей среды. При анализе аварий их принято характеризовать цепочкой: исходное событие – пути протекания – последствия. Аварии, связанные с нарушениями нормальной эксплуатации, подразделяются на проектные, проектные с наибольшими последствиями и запроектные. Причинами проектных аварий являются исходные события, связанные с нарушением барьеров безопасности, предусмотренные проектом каждого реактора.
Первый тип аварии – нарушение первого барьера безопасности (нарушение герметичности оболочек тепловыделяющих элементов из-за нарушения температурного режима (перегрев) ТВЭЛов или механических повреждений).
Второй тип – нарушение первого и второго барьеров безопасности (при попадании радиоактивных продуктов в теплоноситель).
Третий тип – нарушение всех барьеров безопасности (при нарушенных первом и втором теплоноситель с радиоактивными продуктами деления удерживается от выхода в окружающую среду третьим барьером – защитной оболочкой реактора).
Причиной ядерной аварии может быть образование критической массы при перегрузке, транспортировке и хранении ТВЭЛов, нарушения контроля и управления цепной ядерной реакцией, которые могут привести к тепловым и ядерным взрывам.
В первые часы и сутки после аварии действие на людей загрязнения окружающей среды определяется внешним облучением от радиоактивного облака, радиоактивных выпадений на местности, внутренним облучением вследствие вдыхания радиоактивных веществ из облака, а также за счет загрязнения поверхности тела человека этими веществами.
Последствия аварии для животного мира (по данным аварии на ЧАЭС).
В первые дни после аварии животные получают до 150 – 20 000 бэр на щитовидную железу от йода-131. Это вызвало у них заболевания подобные человеческим. Внутреннее облучение многих млекопитающих привело к росту заболеваемости, преждевременной гибели, сокращению срока жизни, снижению плодовитости. Наблюдаются генетические последствия.
Последствия аварий для растительного мира (по данным аварии наЧАЭС).
Лесные, луговые и болотные растения имеют достаточно высокую радиоактивность даже при минимальном загрязнении территории радионуклидами. Воздействие радиации может привести к замедлению роста растений, снижению урожайности, увяданию, гибели, потере способности к воспроизводству. Возникают генетические нарушения
Радиационно опасными объектами (РОО) называются объекты, на которых хранят, перерабатывают, используют или транспортируют радиоактивные вещества в значительных количествах. Их опасность обусловлена тем, что при авариях может произойти облучение людей (персонала) и (или) радиоактивное загрязнение местности, сооружений, водоемов, приземного воздуха.
К радиационно опасным объектам относятся: . предприятия атомного топливного цикла (АТЦ) - атомные электростанции (АЭС), ядерные реакторы, хранилища отработанного ядерного топлива и радиоактивных отходов;
предприятия по изготовлению ядерного топлива и ядерных зарядов - урановые рудники, заводы по обогащению урана, изготовлению топливных кассет;
предприятия по переработке отработавшего ядерного топлива и захоронению радиоактивных отходов;
научно-исследовательские и проектные организации, реакторы, испытательные стенды;
транспортные ядерно-энергетические установки на кораблях, подводных лодках, космических аппаратах;
транспортные средства, предназначенные для перевозки радиоактивных грузов.
В России по состоянию на 2000 г. имелось около 115 крупных РОО, среди которых 10 атомных электростанций с 30 энергоблоками, 113 исследовательских ядерных установок, 12 промышленных предприятий АТЦ, девять атомных судов с объектами их обеспечения, более 250 других судов с ядерными энергетическими установками, а также около 13 000 более мелких предприятий и организаций, использующих радиоактивные вещества.
Основные проблемы радиационной опасности связаны с эксплуатацией предприятий АТЦ (в частности АЭС). Большинство российских АЭС расположены в густонаселенной европейской части страны, а в их 30-километровых зонах постоянного контроля радиационной обстановки проживает около 4 млн человек. В чем же заключается потенциальная опасность АЭС?
В атомной энергетике используется энергия, заключенная в атомных ядрах некоторых природных элементов Земли (урана, тория). Если ядро сверхтяжелого атома урана превращается в два отдельных и меньших по массе ядра (осколки деления), избыточная энергия выделяется в виде теплоты. Этот процесс лежит в основе действия всех ядерных реакторов (ЯР), в процессе работы которых накапливаются радиоактивные осколки деления. Они и представляют потенциальную опасность, поскольку имеют высокую активность.
При нормальной работе АЭС выходу радиоактивных веществ в окружающую среду препятствуют: конструкция ЯР, технологические системы АЭС, системы противоаварийного характера. Образующиеся при нормальной работе АЭС жидкие и газообразные радиоактивные отходы проходят многоступенчатую очистку и выдержку, а их поступление в окружающую среду жестко регламентировано.
Расчеты доказывают, что индивидуальная доза для человека, проживающего вблизи АЭС, за счет поступления в окружающую среду радиоактивных продуктов АЭС при максимальном годовом выбросе не превышает 1 % дозы, обусловленной естественным радиационным фоном. Суммарная активность радионуклидов в сельскохозяйственных растениях в зоне АЭС практически не отличается от фонового значения.
Радиационные факторы при авариях на АЭС
Радиационная авария сопровождается прямым или косвенным радиационным воздействием на человека и окружающую среду с уровнями, превышающими допустимые пределы.
Несмотря на принятие самых жестких конструкторских и организационно-технических мер по обеспечению безопасности ядерных реакторов они, будучи техническим комплексом большой сложности, создают определенную степень риска возникновения аварии, опасной для населения и окружающей среды. Вероятность тяжелой аварии на АЭС, как показывает опыт Чернобыля, никогда не может быть уменьшена до нуля. Цена ее исключительно высока.
Для единообразной оценки опасности аварии на любой АЭС в любой стране экспертами Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ) предложена международная шкала событий
на АЭС. Основная цель этой шкалы - выдача информации о ра-диационно опасных событиях в виде, понятном для общественности всех стран. С 1990 г. эта международная шкала стала внедряться в России.
Отметим, что при авариях на АЭС может произойти только тепловой взрыв; взрыв ядерного типа невозможен в соответствии с физическими законами.
В развитии крупной радиационной аварии на АЭС различают три стадии.
Первая стадия - тепловой взрыв в активной зоне реактора, выброс смеси газоаэрозольных радиоактивных продуктов из реактора и их последующее истечение. В образующемся при этом облаке и его шлейфе преобладают радиоактивные благородные газы (РБГ) - изотопы криптона и ксенона. Содержатся радиоизотопы йода (в основном йода-131), а также непосредственные продукты деления: цезий-137, стронций-89, -90. Так как облако за счет корот-коживуших изотопов является мощным гамма-излучателем и распространяется на небольшой высоте (менее 1 км), то на этом этапе основным радиационным фактором на расстояниях R = 30...50 км от АЭС является внешнее облучение гамма-излучением от облака и его шлейфа. Облучению подвергаются люди, животный и растительный мир. Радиоактивное облако формируется на высоте 600 - 800 м над поверхностью Земли.
При прохождении облака мощность дозы от него на высоте 1 м от поверхности земли может составлять от нескольких сотен (при Я, = 1 ...3 км от АЭС) до единиц рад в час (при R = 30 - 50 км).
Вторая стадия - постепенное осаждение радиоактивных веществ и загрязнение местности и приземной атмосферы. В радиоактивном облаке содержатся очень мелкие (менее 1 мкм) частицы и аэрозоли, скорости их осаждения весьма малы; потоками воздуха они разносятся на сотни и тысячи километров от места аварии (в результате аварии на ЧАЭС произошло радиоактивное загрязнение территории от Балтийского моря до Германии и Италии). Осаждение может продолжаться в течение нескольких дней и недель.
При длительном истечении радиоактивных продуктов в атмосферу ветер на высотах до 1 км может неоднократно менять свое направление. Поэтому загрязнение территории будет происходить во все стороны от источника аварии и иметь на больших удалениях в разных направлениях «пятна» с повышенными уровнями радиации за счет вымывания радиоактивных веществ из облака осадками.
Главным фактором радиационного риска на стадии осаждения является поступление в организм радиоактивного йода (йод-131, период полураспада Т 1/2 = 8 дней) при вдыхании и по пищевой цепочке трава-скот-молоко (мясо) - щитовидная железа. Йод из-
бирательно накапливается в щитовидной железе, вызывая раковые заболевания. Так как щитовидная железа у детей имеет массу в 4 - 5 раз меньшую, чем у взрослых, то этот процесс наиболее опасен для детей. Йод-131 практически полностью прекращает свое существование через 3 - 4 мес после выброса из аварийного источника.
Третья (заключительная) стадия, когда выпадение завершилось и сформировалось радиоактивное загрязнение местности (РЗМ), характеризуется максимальной потенциальной опасностью радиоактивного загрязнения почвы, воды и продукции сельского хозяйства долгоживущими радиоактивными изотопами цезия-137 (Т 1/2 = 30,2 года) и стронция-90 (Т 1/2 = 28,5 лет), более длительного, чем при ядерном взрыве.
Количественной характеристикой загрязнения на больших площадях является плотность загрязнения, т.е. количество радиоактивных веществ, выпавших на единице площади, чаще всего используемая единица - кюри на квадратный километр, Ки/км 2 . (Связь плотности загрязнения по цезию с мощностью дозы на высоте 1 м от поверхности земли определяют при помощи соотношения 1 Ки/км 2 -10 мкрад/ч, что соответствует годовой дозе около 10 мрад.)
Для условий мирного времени в качестве безопасной нормы загрязнения принимают 15 Ки/км 2 . Если плотность загрязнения больше 15 Ки/км 2 , то на территории проводится постоянный радиационный контроль и медицинское обследование населения. Запрещается использовать загрязненные продукты питания. При плотности загрязнения выше 40 Ки/км 2 возможна эвакуация людей. В зависимости от плотности загрязнения цезием-137 законодательно предусмотрено выделение на следе аварийного выброса Чернобыльской АЭС следующих зон: отчуждения - более 40 Ки/км 2 , отселения - 15 - 40 Ки/км 2 , проживания с правом отселения - 5 - 15 Ки/км 2 , проживания с льготным статусом -1 - 5 Ки/км 2 .
В зоне отчуждения проживание населения запрещено; в зоне отселения люди подлежат обязательной эвакуации, если среднегодовая доза облучения превысит допустимое значение 0,5 рад.
Доза внешнего облучения от загрязненной местности обычно не превышает допустимых значений даже при длительном нахождении на ней. Так, на территориях с плотностью загрязнения 15 Ки/км 2 средняя годовая доза внешнего облучения за 1991 г. составила около 0,15 рад в год.
Полная доза облучения складывается из внешней и внутренней. Доза внешнего облучения надежно определяется исходя из плотности загрязнения и среднего времени пребывания в домах и вне их с учетом характера построек (каменные, деревянные). Практически доза внутреннего облучения на 70 - 80% определяется загрязнением предполагаемого к потреблению молока; поэтому о ней судят, измеряя степень загрязнения молока.
ТЕХНОГЕННЫЕ ОПАСНОСТИ
Техногенные опасности - это опасности, связанные с техническими объектами. Быстрая смена технологий производства, его высокие скорости нередко становятся причинами техногенных катастроф, в том числе крупных.
Техногенные катастрофы проявляются в форме аварий технических систем, пожаров, взрывов, заражения атмосферы и местности аварийными химически опасными веществами (АХОВ), радиоактивными веществами (РВ) и других трудно предсказуемых событий. Люди, попавшие в зону техногенной катастрофы, рискуют получить заболевания или травмы различной степени тяжести.
Наиболее опасны аварии на предприятиях, производящих, использующих или хранящих радиоактивные и ядовитые вещества, взрыво- и огнеопасные материалы. Аварии на подобных предприятиях (заводы и комбинаты химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и ядерной промышленности) могут сопровождаться выбросом в атмосферу ядовитых веществ. Попадая в атмосферу, летучие ядовитые вещества в газообразном или парообразном состоянии образуют зоны химического заражения, размеры которых могут достигать нескольких десятков, а иногда и сотен километров.
РАДИАЦИОННО-ОПАСНЫЕ ОБЪЕКТЫ
Радиационно-опасные объекты (РОО) - это те объекты, на которых хранятся, перерабатываются, используются или транспортируются радиоактивные вещества. Особое место среди них занимают атомные электростанции (АЭС), атомные теплоэлектроцентрали (АТЭЦ), атомные станции теплоснабжения (ACT), атомные станции промышленного теплоснабжения (АСПТ).
Кроме опасности, которую создают аварии на АЭС, существуют и другие Реальные источники радиоактивного заражения. Они непосредственно связаны с добычей урана, его обогащением, переработкой, транспортировкой, хранением и захоронением отходов. Опасными являются многочисленные отрасли науки и промышленности, использующие изотопы: изотопная диагностика, рентгеновское обследование больных, рентгеновская оценка качества технических изделий. Радиоактивными являются и некоторые строительные материалы.
Большую угрозу для здоровья и жизни человека представляют аварии на за водах ядерной промышленности, атомных энергетических установках, в хранилищах ядерных материалов и отходов.
Радиационная авария - это авария на РОО, при которой произошел выброс радиоактивных продуктов или ионизирующего излучения за предусмотренные проектом пределы их безопасной эксплуатации, вызвавший облучение населения и загрязнение окружающей среды. Радиационная авария может произойти по нескольким причинам: ошибки при проектировании, износ оборудования, ошибки оператора и нарушения эксплуатации.
В результате аварий на РОО в атмосферу выбрасываются РВ, распространяющиеся под воздействием ветра на значительные расстояния. Выпадая в виде осадков, РВ образуют зону радиоактивного загрязнения. При определенных концентрациях загрязнения местности проживание на ней становится опасным для жизни.
Одна из особенностей радиоактивного загрязнения заключается в том, что его невозможно обнаружить без специальных дозиметрических приборов, т. к. радиация не обладает ни цветом, ни запахом, ни вкусом.
Радиоактивные излучения способны проникать через различные толщи материала и вызывать нарушения всех жизненно важных процессов в организме человека (кроветворения, работы нервной системы, желудочно-кишечного тракта). Человек в момент воздействия радиации не получает телесных повреждений и не испытывает болевых ощущений, однако в результате облучения у пораженного позже может развиться лучевая болезнь.
Основные поражающие факторы радиационной аварии:
· воздействие внешнего облучения (гамма-, бета- и рентгеновское излучение);
· внутреннее облучение от попавших в организм человека радионуклидов (альфа- и бета-излучение);
· механические и термические травмы, химические ожоги, интоксикация.
После аварии наибольшую опасность представляет внешнее облучение, которое проникает в организм через покровы кожи и органы дыхания. Через 2-3 месяца после аварии большую опасность представляет внутреннее облучение, которое проникает в организм через желудочно-кишечный тракт с продуктами питания и водой. Внутреннее облучение наиболее опасно для человека, т. к. внутренние органы защитить невозможно.
Ионизирующее облучение:
а-(алъфа)-излучение - это поток частиц, являющихся ядрами атома гелия. Это излучение распространяется в средах прямолинейно со скоростью 20 000 км/с. Альфа-частицы обладают большой массой, быстро теряют свою энергию и поэтому имеют незначительный пробег: в воздухе - до 11 см, биологических тканях - 30-130 мкм, алюминии - 16-67 мкм. Несмотря на то, что альфа-частицы обладают наименьшей проникающей способностью, они имеют наибольшую поражающую способность;
р-(бета)-излучение - это поток электронов, обладающих большей проникающей способностью и меньшей поражающей способностью, чем альфа-излучение. Они возникают в ядрах атомов при радиоактивном распаде и сразу же излучаются оттуда со скоростью, близкой к скорости света. Проникающая способность бета-излучения в воздухе составляет несколько метров, в биологических тканях - несколько сантиметров, в алюминии - несколько миллиметров;
рентгеновское излучение - электромагнитное излучение высокой частоты и короткой длиной волны, возникает при бомбардировке веществ потоком электронов. Обладает большой проникающей способностью;
у-(гамма)-излучение - это поток квантовой энергии, распространяющейся со скоростью света. Обладает большей проникающей способностью и меньшей поражающей способностью, чем рентгеновское излучение.
Характер распределения радиоактивных веществ в организме:
· в скелете накапливается радиоактивный кальций, стронций, радий;
· в печени концентрируется плутоний, лантан;
· в мышцах накапливается цезий;
· в легких - радон;
· равномерно распределяются по всему организму полоний, тритий;
· в щитовидной железе накапливается радиоактивный йод.