Опасности на радиационно-опасных объектах

К радиационно опасным  объектам относятся: АЭС, предприятия по изготовлению ядерного топлива, по переработке и захоронению радиоактивных отходов; научно-исследовательские и проектные организации, имеющие ядерные установки и стенды; транспортные ядерные энергетические установки; военные объекты.

В России создан значительный производственный и научно-технологический потенциал  атомной энергетики. Продолжают функционировать: 9 атомных электростанций (АЭС) с 29 ядерными энергетическими установками; 9 атомных  судов гражданского назначения с  15 ядерными энергетическими установками; около 30 научно-исследовательских организаций со 113 исследовательскими ядерными установками; 12 предприятий ядерного цикла; 16 региональных специальных комбинатов «Радон» по переработке и захоронению радиоактивных отходов и около 13 тыс. других предприятий и объектов, осуществляющих деятельность с использованием радиоактивных веществ и изделий на их основе.

Кроме того, при всех АЭС, предприятиях ядерно-топливного цикла и некоторых  крупнейших научно-исследовательских организациях имеются хранилища жидких и твердых радиоактивных отходов.

К потенциально опасным объектам относятся  и системы ядерного оружия, склады с ядерными боеприпасами и заводы по их производству..

Одна из важнейших проблем –  обеспечение космических летательных аппаратов автономными базовыми источниками питания. Учеными созданы установки с непосредственным преобразованием ядерной энергии в электрическую, которые могут в случае аварии стать причиной чрезвычайной ситуации.

Аварии на всех радиационно опасных объектах приводят к попаданию радиоактивных веществ в окружающую среду и поражению населения. Ведущее место среди этих объектов занимают АЭС. Во-первых, это связано с тем, что в процессе их работы образуется много искусственных радиоактивных продуктов. Во-вторых, практически все действующие российские АЭС расположены в густонаселенной европейской части страны. В 30-километровой зоне вокруг этих станций проживают более 4 млн. человек.

Чернобыльская катастрофа показала всему  миру, насколько масштабными по своим проявлениям могут быть последствия аварий на атомных станциях. Только в России загрязненными оказались 16 областей.

 

 

2.1. Виды аварий с выбросом радиоактивных веществ.

• Аварии на АЭС, атомных энергетических установках производственного и исследовательского назначения с выбросом радиоактивных веществ.
• Аварии с выбросом (угрозой выброса) радиоактивных веществ на предприятиях ядернотопливного цикла.
• Аварии транспортных средств и космических аппаратов с ядерными установками или грузом радиоактивных веществ на борту.
• Аварии при проведении промышленных и испытательных ядерных взрывов с выбросом (угрозой выброса) радиоактивных веществ.
• Аварии с ядерными боеприпасами или чрезвычайные ситуации в местах их хранения (нахождения, установки).

 

2.2. Типы радиационных аварий.

• Локальная – нарушение в работе радиационноопасного объекта, при котором не произошел выход радиоактивных продуктов или ионизирующих излучений за предусмотренные границы оборудования, технологических систем, зданий и сооружений в количествах, превышающих установленные для нормальной эксплуатации предприятия значения.
• Местная – нарушение в работе радиационноопасного объекта, при котором произошел выход радиоактивных продуктов в пределах санитарно-защитной зоны и в количествах, превышающих установленные нормы для данного предприятия.
• Общая – нарушение в работе радиационноопасного объекта, при котором произошел выход радиоактивных продуктов за границу санитарно-защитной зоны и в количествах, приводящих к радиоактивному загрязнению прилегающей территории и возможному облучению проживающего на ней населения выше установленных норм.

 

2.3. Классификация аварий на радиационноопасных объектах.

Классификация производится с целью  заблаговременной разработки мер, реализация которых в случае аварии должна уменьшить вероятные последствия и содействовать успешной ликвидации.

Классификация возможных аварий на АЭС и других радиационноопасных объектах проводится 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. При этом под нормальной эксплуатацией АЭС понимается все ее состояние в соответствии с принятой в проекте технологией производства энергии, включая работу на заданных уровнях мощности, процессы пуска и остановки, техническое обслуживание, ремонты, перегрузку ядерного топлива.

Причинами проектных аварий, как  правило, являются исходные события, связанные  с нарушением барьеров безопасности, предусмотренные проектом каждого  реактора. Именно в расчете на эти  исходные события и строится система безопасности АЭС.

Первый тип аварии – нарушение  первого барьера безопасности, а  проще – нарушение герметичности  оболочек твэлов (тепловыделяющих элементов) из-за кризиса теплообмена или  механических повреждений. Кризис теплообмена – это нарушение температурного режима (перегрев) твэлов.

Второй тип – нарушение первого  и второго барьеров безопасности. При попадании радиоактивных  продуктов в теплоноситель вследствие нарушения первого барьера дальнейшее их распространение останавливается вторым, который образует корпус реактора.

Третий тип – нарушение всех трех барьеров безопасности. При нарушенных первом и втором теплоноситель с  радиоактивными продуктами деления  удерживается от выхода в окружающую среду третьим барьером – защитной оболочкой реактора. Под ней понимается совокупность всех конструкций, систем и устройств, которые должны с высокой степенью надежности обеспечить локализацию выбросов.

Причиной ядерной аварии может  быть также образование критической  массы при перегрузке, транспортировке и хранении твэлов.

В тяжелых 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 нарастает мощность и происходит накопление энергии, приводящей к разрушению реактора с взрывом.

 

4. Характеристика очагов поражения при авариях на АЭС.

Несмотря на большое разнообразие исходных причин аварий на объектах с  ядерными компонентами, их можно условно  объединить в три группы:

• Отказ оборудования из-за несовершенства конструкции установки, нарушения в технологии ее изготовления, монтажа или эксплуатации;
• Ошибочные действия персонала или преднамеренные нарушения правил эксплуатации;
• Внешние события (падения самолетов, стихийные бедствия, воздействия различными видами оружия, диверсионные акты).

При авариях на АЭС с выбросом радиоактивных веществ образуются районы радиоактивного заражения (загрязнения) местности в форме окружности (в районе аварии) и вытянутого эллипса (по «следу» облака): правильной формы при нормальных топографических и метеорологических условиях и неправильной – при ненормальных (сложных) топографических и метеорологических условиях (пересеченная местность, изменение направления и скорости ветра и др.).  В целях организации и проведения защитных мер, районы радиационного загрязнения местности подразделяются на зоны:

внешнего облучения: А – умеренного, Б – сильного, В – опасного, Г – чрезвычайно опасного;

внутреннего облучения: Д` - опасного и Д – чрезвычайно опасного.

При авариях с разрушением реактора образуются все зоны облучения, и наибольшую опасность представляет внешнее облучение.

При авариях без разрушения реактора образуются зоны Д` и Д внутреннего  облучения и наибольшую опасность  представляет внутреннее облучение щитовидной железы человека.

В авариях на радиационно опасных  объектах различают четыре фазы: начальную, раннюю, среднюю и позднюю.

Начальная фаза аварии – период времени, предшествующий началу выброса (сброса) радиации в окружающую среду, или период обнаружения возможности облучения населения за пределами санитарно-защитной зоны предприятия. В отдельных случаях эту фазу не фиксируют из-за быстротечности.

Ранняя фаза аварии – период собственно выброса (сброса) радиоактивных веществ  в окружающую среду, места проживания или размещения населения. Продолжительность этого периода может составлять от нескольких минут или часов в случае разового выброса (сброса) до нескольких суток в случае продолжительного выброса (сброса).

Средняя фаза аварии охватывает период, в течение которого нет дополнительного поступления радиоактивности из источника выброса (сброса) в окружающую среду. Средняя фаза может длиться от нескольких дней до года после аварии.

Поздняя фаза аварии (фаза восстановления) – период возврата к условиям нормальной жизнедеятельности населения. Он может длиться от нескольких недель до нескольких лет или десятилетий (в зависимости от мощности и радионуклидного состава выброса, характеристик и размеров загрязненного района, эффективности мер радиационной защиты), т.е. до прекращения необходимости в выполнении защитных мер.

 

5. Последствия радиационных аварий.

Для аварий на радиационно опасных  объектах характерен выброс радиоактивных  продуктов в атмосферу и гидросферу. Он приводит к радиационному загрязнению окружающей среды и, следовательно, к облучению персонала объекта, а в некоторых случаях и населения (см. схему 1). При этом из атомных реакторов выбрасываются в атмосферу радиоактивные вещества в виде мельчайших пылинок и аэрозолей. Может произойти разлив жидкости, приводящей к радиоактивному загрязнению местности, водоемов.

Радиоактивные вещества имеют специфические  свойства:

• у них нет запаха, цвета, вкусовых качеств или других внешних признаков, из-за чего только приборы могут указать на заражение людей, животных, местности, воды, воздуха, предметов домашнего обихода, транспортных средств, продуктов питания;
• они способны вызывать поражение не только при непосредственном соприкосновении с ними, но и на расстоянии (до сотен метров) от источника загрязнения;
• поражающие свойства радиоактивных веществ не могут быть уничтожены химически и/или каким-либо другим способом, так как радиоактивный распад не зависит от внешних факторов, а определяется периодом полураспада данного вещества.

Период полураспада – это время, в течение которого распадается половина всех атомов радиоактивного вещества. Период полураспада различных радиоактивных веществ колеблется в широких временных пределах.

При радиационной аварии происходит загрязнение продуктов питания, воды и водоемов, что влечет за собой возникновение у людей и животных различных форм лучевой болезни, тяжелых отравлений, инфекционных заболеваний.

В результате аварийного выброса  радиоактивных веществ в атмосферу  возможны виды радиационного воздействия  на людей и животных:

• внешнее облучение при прохождении радиационного облака;
• внешнее облучение, обусловленное радиоактивным загрязнением поверхности земли, зданий, сооружений и т.п.;
• внутреннее облучение при вдыхании радиоактивных аэрозолей, продуктов деления (ингаляционная опасность);
• внутренне облучение в результате потребления продуктов питания и воды;
• контактное облучение при попадании радиоактивных веществ на кожные покровы и одежду.

 

Схема 1.

 

Классификация возможных последствий  облучения людей

 

Радиационные эффекты  облучения людей
Генетические (врожденные уродства, возникающие в результате мутаций,  изменения наследственных свойств  и других нарушений в половых  клеточных структурах облученных людей)	Соматико-стохастические (труднообнаружимые, так  как они незначительны и имеют  длительный скрытый период, измеряемый  десятками лет после облучения)			Соматические (последствия воздействия  облучения, сказывающиеся на самом  облученном, а не на его потомстве)
	сокращение продолжи-тельности  жизни	злокачест-венные изменения  кровообра-зующих клеток	опухоли разных органов  и клеток	острая лучевая болезнь	хроническая лучевая  болезнь	локальные лучевые повреждения (лучевой ожог, катаракта глаз, повреждение половых клеток)

 

 

 

 

 

3. Авария на Чернобыльской АЭС. Уроки и выводы.

 

Чернобыльская атомная электростанция расположена в восточной части большого региона, именуемого белорусско-украинским Полесьем, на берегу реки Припяти, впадающей в Днепр, в 130 км от Киева. Этот район в целом характеризуется небольшой плотностью населения. На начало 1986 года в 30-километровой зоне вокруг АЭС проживало 120 тыс. человек, из которых 49 тыс. человек – в поселке энергетиков Припяти, расположенном к западу от трехкилометровой санитарно-защитной зоны АЭС.