Аварии с выбросом (угроза выброса) радиоактивных веществ (РВ)

Ядерная энергетика развивается высокими темпами. Радиоактивные вещества и источники ионизирующих излучений в настоящее время используют во многих отраслях науки и хозяйства. Атомная наука и техника имеют огромные потенциальные возможности, но вместе с тем они представляют большую опасность, как для людей, так и для окружающей среды. Перевозка и хранение ядерных материалов создает дополнительный риск радиоактивного загрязнения среды обитания, людей и животных. Всё это так называемые радиационно-опасные объекты. Очень опасны аварии с выбросом радиоактивных веществ. Они могут происходить из-за нарушений технологических процессов, правил работы с радиоактивными источниками, некомпетентности персонала. Аварии создают обширные зоны с радиоактивным загрязнением, способствуют облучению персонала радиационно-опасных объектов (РОО) и населения — такая ситуация оценивается как чрезвычайная.

Радиационные аварии различают по следующим признакам:

· локальные — если при нарушении работы РОО не произошел выход радиоактивных продуктов или ионизирующих излучений за предусмотренные границы технологических систем в количествах, которые превышают установленные нормы;

· местные — если при нарушении работы РОО произошел выход радиоактивных продуктов в пределах санитарно-защитной зоны и в количествах, превышающих значения, установленные для нормальной эксплуатации предприятия;

· общие — если при нарушении работы РОО произошел выход радиоактивных продуктов за границу санитарно-защитной зоны и в количествах, которые приводят к радиоактивному загрязнению местности и облучению населения выше установленных норм.

Типовые радиационно-опасные объекты — это атомные станции (АЭС), предприятия по изготовлению ядерного топлива и переработке отработавшего топлива, научно-исследовательские институты, имеющие ядерные реакторы, ядерные энергетические установки на транспорте.

Для заблаговременной разработки мер по уменьшению и успешной ликвидации последствий в Случае аварий на радиационно-опасных объектах проводится классификация этих аварий по двум признакам:

· по типовым нарушениям норм эксплуатации;

· по характеру последствий для людей и окружающей среды.

Аварии, случившиеся из-за нарушений нормальной эксплуатации, разделяют на проектные, проектные с наибольшими последствиями и запроектные. Нормальная эксплуатация АЭС — это её состояние, соответствующее технологии производства энергии, принятой в проекте: работа на заданных уровнях мощности, процессы пуска и установки, техобслуживание, ремонт, перегрузка ядерного топлива.

Проектные аварии случаются при нарушении барьеров безопасности, которые предусмотрены в каждом проекте. Система безопасности АЭС строится именно в расчете на эти исходные события.

Аварии первого типа являются нарушением первого барьера безопасности или нарушением герметичности оболочек тепловыделяющих элементов (твэлов) из-за механических повреждений или кризиса теплообмена (перегрева твэлов).

Аварии второго типа являются нарушением первого и второго барьеров безопасности. Радиоактивные продукты, попавшие в теплоноситель вследствие нарушения первого барьера, задерживаются от дальнейшего распространения корпусом реактора, который является вторым барьером.

Аварии третьего типа являются нарушением всех барьеров безопасности. При нарушении первых двух барьеров теплоноситель с радиоактивными продуктами деления удерживается от выхода в окружающую среду третьим барьером, которым служит защитная оболочка реактора. Эта оболочка является совокупностью всех конструкций и систем, обеспечивающих высокую надежность локализации выбросов.

В случаях нарушения контроля и управления цепной ядерной реакцией могут произойти тепловые и ядерные взрывы. Тепловой может возникнуть тогда, когда вследствие быстрого неуправляемого развития реакции резко возрастает мощность и происходит накопление энергии, приводящей к разрушению реактора со взрывом.

С целью одинаковой оценки специалистами ядерной энергетики событий, происходящих на АЭС и объективного освещения средствами массовой информации в 1989г. под эгидой Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ), разработана Международная шкала событий на АЭС, которая с сентября 1990 года внедрена и в нашей Российской Федерации.

Данная шкала содержит 7 уровней:

1. Незначительные происшествия на АЭС (РОО);

2. Происшествия средней тяжести;

3. Серьезные происшествия;

4. Аварии в пределах АЭС;

5. Аварии с риском для окружающей среды;

6. Тяжелые аварии;

7. Глобальные аварии (катастрофы);

8. Сам инцидент на АЭС, не вызывающий никаких последствий.

Аварию также способно вызвать образование критической массы при транспортировке, хранении и перегрузке твэлов. Нарушение контроля и управления цепной ядерной реакцией может привести к тепловому и ядерному взрыву.

Радиационное воздействие на людей определяется дозами их внешнего и внутреннего облучения в зоне радиоактивного загрязнения.

Внешнее облучение — это прямое облучение человека от источников ионизирующего излучения (в основном это источники гамма-излучения и нейтронов), которые расположены вне его тела.

Внутреннее облучение осуществляют источники, находящиеся внутри человека. Они образуются в наиболее чувствительных (критических) органах и тканях. Это источники альфа-, бета и гамма-излучения.

Для защиты персонала и населения вокруг радиационно-опасных источников заблаговременно устанавливаются три зоны:

· зона экстренных мер защиты,

· зона предупредительных мероприятий;

· зона ограничений.

Зоной экстренных мер защиты является территория, на которой доза облучения человека за время формирования радиоактивного следа превышает верхний предел, который установлен для эвакуации.

Зоной предупредительных мероприятий является территория, на которой доза облучения человека за время формирования радиоактивного следа превышает верхний предел, который установлен для укрытия и йодной профилактики.

Зоной ограничений является территория, на которой доза облучения человека за год может повысить нижний предел для потребления продуктов питания. Эта зона вводится по решению государственных органов.

Государственная Дума приняла в 1995 г. Федеральный закон «О радиационной безопасности населения», определяющий нормы для обеспечения радиационной безопасности. Приведены пределы дозовых нагрузок для персонала и населения, нормы введены в действие с 1 января 2000 г.

В результате использования источников радиоактивного излучения на территории России установлены следующие допустимые пределы доз (основные гигиенические нормативы) облучения:

· среднегодовая эффективная доза для населения — 0,001 зиверта (1 мЗв), а за период жизни (70 лет) — 0,07 зиверта (70 мЗв);

· среднегодовая эффективная доза для работников — 0,02 зиверта (20 мЗв), а за период трудовой деятельности (50 лет) — 1 зиверт (1000 мЗв).

При радиационных авариях допустимо облучение, которое превышает установленные нормы, в течение определенного времени и в определенных для таких ситуаций пределах.

Источники ионизирующих излучений бывают природными и техногенными. Естественные источники — это космические лучи и земная радиация, которые создают природный радиационный фон. За один год этот фон составляет для человека около 1,4 мЗв (0,14 бэр ( бэр — биологический эквивалент рентгена, внесистемная единица эквивалентной дозы излучения. 1 БЭР - 0,01 Дж/кг).

Техногенные источники ионизирующих излучений — это медицинская аппаратура, которая используется для лечения и диагностики, дающая до 50% техногенных излучений; последствия испытаний ядерного оружия; промышленные объекты ядерно-топливного комплекса. Средняя годовая доза техногенных излучений равняется примерно 0,9 мЗв (0,09 бэр). Средняя суммарная годовая доза излучения природных и техногенных источников равна 2-3 мЗв (0,2-0,3 бэр). Это естественный фон, которому соответствует уровень радиации, или мощность дозы, порядка 0,1-0,6 мкЗв/ч (10-60 мкбэр/ч). Если уровень радиации превышает эти параметры — он считается повышенным.

Вредное влияние на здоровье людей оказывает только облучение, вызванное повышенной радиоактивностью. Оно может возникнуть в результате выброса РВ (радиоактивных веществ) на ядерном объекте и вызвать лучевую болезнь.

Органы здравоохранения определили предельно допустимые концентрации РВ в окружающей среде и нормы радиационной безопасности для людей — ПДД (предельно допустимые дозы) облучения.

Суммарная доза облучения населения при авариях на ядерных объектах состоит из следующих компонент:

· доза внешнего облучения от радиоактивного облака и загрязненной местности;

· доза внешнего облучения от радиоактивной пыли, которая попадает на кожу;

· доза внутреннего облучения, получаемая через органы дыхания (йод-131);

· доза внутреннего облучения, получаемая с водой и пищей, которые загрязнены радионуклидами долго-живущих элементов (плутоний, цезий, стронций).

Если содержание радиоактивности в почве, воде и воздухе превышает ПДК, значит имеет место радиоактивное загрязнение окружающей среды. Это — чрезвычайная ситуация, требующая последующих действий соответствующих служб по защите населения и проведения мероприятий по дезактивации местности.

В 1957 г. произошла крупная радиационная катастрофа в районе Челябинска, а в 1986 г. — на Чернобыльской АЭС. Последняя является аварией трансграничного характера: на Украине, в Белоруссии и в России появились загрязненные территории, где концентрация радиоактивных веществ превысила ПДК в десятки и сотни раз. Возникла необходимость расселения людей в другие, чистые от радиации районы.

Контроль за состоянием радиоактивного загрязнения окружающей среды в целом выполняет служба Росгидромета РФ. Контроль за радиационной безопасностью населения осуществляет орган Госсанэпиднадзора.

Приборами для обнаружения и измерения ионизирующих излучений являются дозиметры, радиометры, спектрометры. Функции всех трех видов совмещают универсальные приборы.

Приборы, в зависимости от объема и характера контроля, подразделяются на следующие:

· носимые приборы — для индивидуального контроля;

· переносные приборы — для группового контроля;

· стационарные приборы;

· приборы для непрерывного дистанционного дозиметрического контроля.

Для населения могут быть рекомендованы следующие бытовые приборы для контроля за уровнем излучения:

«Белла», «Поиск», «Сосна», «Припять».