Общие сведения об авариях на радиационно (ядерно) опасных объектах

На радиационно опасных объектах (РОО) добываются, перерабатываются, хранятся, используются и транспортируются радиоактивные вещества. Радиоактивные вещества содержат изотопы, которые способны к самопроизвольному распаду. Радиоактивность — это самопроизвольный распад ядер атомов одних элементов с образованием ядер атомов других элементов и выделением атомной энергии в виде корпускулярного, фотонного и электромагнитного излучений. Распад ядер атомов в природных условиях называется естественной радиоактивностью, а у изотопов, полученных в результате ядерных реакций, — искусственной.

Атомная энергия используется в экономике, энергетике, медицине, военной сфере, научных исследованиях. Она опасна для человека и окружающей природной среды, потому что воздействие корпускулярного и квантового излучений способствует образованию ионов (положительно и отрицательно заряженных частиц) внутри организмов людей и животных, а также в растениях. Все это приводит к нарушению окислительно-восстановительного процесса, который обеспечивает развитие живой природы. Поэтому атомную энергию применительно к воздействию на окружающую среду называют ионизирующим излучением.

В состав радиационно опасных объектов входят и ядерно опасные объекты (ЯОО) — атомные станции, ядерные энергетические установки (реакторы) различного назначения, научно-исследовательские реакторы, объекты ядерно-оружейного комплекса и другие объекты, в составе которых находятся энергетические реакторы, загруженные радиоактивными веществами, и в них протекает цепная реакция.

Нарушение штатного режима работы объекта приводит к аварии. На атомных станциях аварии сопровождаются выбросом радиоактивных веществ (рис. 4.1, 4.2), что приводит к облучению в первую очередь персонала станции, а затем населения, проживающего вблизи атомной станции, и радиоактивному загрязнению окружающей среды.

Рис. 4.1. Взрыв атомного реактора

По характеру протекания аварийного процесса аварии могут быть радиационными и ядерными. Радиационная авария — это потеря управления источником ионизирующего излученияв результате нарушение правил безопасной эксплуатации ядерно-энергетической установки, оборудования или устройства, при котором произошел выход радиоактивных продуктов или ионизирующего излучения за предусмотренные проектом пределы их безопасной эксплуатации, приводящей к облучению населения и загрязнению окружающей среды. Ядерная авария связана с нарушением правил эксплуатации или с повреждением ядерного реактора, ядерного взрывного устройства или других объектов, содержащих радиоактивные материалы.

Радиационные и ядерные аварии имеют следующие поражающие факторы: радиоактивное излучение (на самой станции и в окружающей среде); ударную волну (при наличии взрыва при аварии); тепловое излучение (при наличии пожаров при аварии). Наибольшую опасность для персонала станции и населения представляет радиоактивное излучение как ионизирующее излучение и проникающая радиация.

Рис. 4.2. Последствия взрыва ядерного реактора

Для оценки опасности аварий на АЭС используется Международная шкала ядерных и радиологических событий INES (англ. INES, International Nuclear Events Scale). Она принята 1 июля 2008 года и оценивает все нештатные события по 8-бальной шкале (табл. 4.1, рис. 4.3).

За нулевой уровень («отклонение») приняты события, несущественные для безопасности. Шкала построена таким образом, что степень серьезности события возрастает с каждым уровнем шкалы примерно в 10 раз.

В рамках INES ядерные и радиационные аварии и инциденты классифицируются с учетом трех областей воздействия:

- население и окружающая среда (учитываются дозы облучения населения, находящегося близко от места события, а также обширный незапланированный выброс радиоактивного материала из установки);

- радиологические барьеры и контроль (учитывают события, которые не оказывают прямого воздействия на людей и окружающую среду, а именно высокие уровни излучения и распространение радиоактивных материалов в пределах установки);

- глубокоэшелонированная защита (охватывает события, которые не оказывают воздействия на людей и окружающую среду, однако комплекс мер, предусмотренный для предотвращения аварий, не был реализован так, как это задумывалось).

Таблица 4.1

Общее описание уровней INES

Наименование события	Уровень события	Содержание события, необходимость защиты населения
Крупная авария		Крупный выброс радиоактивного материала с обширными последствиями для населения и окружающей среды. Необходимо проводить запланированные и длительные контрмеры.
Серьезная авария		Значительный выброс радиоактивного материала, который потребует, вероятно, осуществления запланированных контрмер.
Авария с широкими последствиями		Ограниченный выброс радиоактивного материала, который потребует, вероятно, проведения некоторых запланированных контрмер. Несколько смертельных случаев от облучения населения.
Авария с локальными последствиями		Небольшой выброс радиоактивного материала. Мала вероятность применения запланированных контрмер, кроме мер контроля над пищевыми продуктами на местном уровне. По меньшей мере, один смертельный случай от облучения населения.
Серьезный инцидент		Облучение персонала АЭС в 10 раз превышает годовой предел и не смертельно для человека.
Инцидент		Облучение населения превышает в 10 раз установленные пределы. Облучение персонала АЭС превышает установленные годовые нормы.
Аномалия Отклонение		Облучение населения превышает установленные годовые нормы. Несущественно для безопасности

Рис. 4.3. Основные положения международной шкалы
ядерных и радиологических событий

Аварийный взрыв атомного реактора любой конструкции по возможностям загрязнения окружающей среды превосходит наземный взрыв атомной бомбы. При этом прогнозирование масштабов радиоактивного загрязнения местности и атмосферы очень сложно ввиду отсутствия исходных параметров: характера аварии, метеоусловий в районе аварии и др.

Основными отличительными особенностями аварии на АЭС от наземного взрыва атомной бомбы в ходе боевых действий являются:

- радиоактивное загрязнение местности в этом случае будет иметь форму неправильного (рваного) сектора или круга, охватывающего значительную площадь (при аварии на ЧАЭС сектор загрязнения за 10 суток ветровых перемещений составил 270 градусов);

- мелкодисперсные аэрозоли, из которых образуется радиоактивное облако, обладают высокой проникающей способностью через фильтры защитных средств людей, а при оседании на поверхности проникают через микротрещины в краску и вглубь всех материалов, что затрудняет проведение мероприятий по защите населения и дезактивации территории, зданий, сооружений и техники;

- местность радиоактивными веществами загрязняется неравномерно, а пятнами с различными уровнями радиации, а на поверхности самих пятен, уровни радиации располагаются мозаично, что требует проведения регулярного радиационного контроля;

- естественный спад радиоактивности на местности после аварии на АЭС происходит более медленно и плавно, чем после взрыва атомной бомбы, поэтому территория после аварии атомного реактора будет загрязнена длительное время: несколько десятков, сотен лет.

- взрыв атомного реактора не сопровождается мощным световым излучением и ударной волной, как взрыв атомной бомбы.

Ядерная авария с разрушением реактора может быть представлена тремя фазами развития: ранней, средней, поздней.

Ранняя фаза начинается с момента начала аварии и продолжается до момента времени прекращения выброса из реактора продуктов распада в окружающую среду и полного оседания радиоактивного облака на поверхность земли (формирования радиационных полей). Продолжительность ранней фазы аварии может составлять несколько часов или несколько суток и зависит от уровня аварии, метеоусловий в районе аварии и эффективности мер локализации аварии. В Чернобыле ранняя фаза аварии продолжалась более 10 суток. В этот период обслуживающий персонал станции и население подвергаются внешнему облучению от радиоактивного облака и радиоактивного загрязнения местности, а также внутреннему облучению за счет ингаляционного поступления радионуклидов в организм человека, которое является наиболее опасным видом облучения

При некоторых авариях возможно наличие начальной стадии ранней фазы аварии, которое характеризуется возникновением аварийной ситуации в активной зоне реактора и продолжается до момента выброса радиоактивных веществ. В зависимости от типа реактора продолжительность начальной стадии составляет от нескольких часов до суток.

Средняя фаза развития аварии продолжается около года и начинается с завершением ранней фазы и оканчивается проведением основных экстренных мер по защите населения. Этот период характеризуется, в основном, внешним облучением людей от загрязненной радионуклидами территории, а при употреблении местных продуктов питания и воды — внутренним облучением.

Поздняя фаза продолжается до тех пор, пока полностью не исчезнет необходимость в проведении плановых мер защиты населения. Этот период характеризуется в основном внешним облучением людей, а внутреннее облучение возможно при недосмотре контролирующих органов за продуктами питания местного производства и питьевой водой.