Радиационно-опасные объекты и аварии

    Аварии, отнесенные к девятому классу, являются за проектными 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.

    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;

            Для того что бы рассмотреть этапы развития аварии на РОО,возьмем в пример аварию на АЭС.

    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 на АЭС 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 из-за кризиса теплообмена  или механических повреждений. Кризис теплообмена – это нарушение температурного режима (перегрева) 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 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.

    В тяжелых случаях нарушения контроля и управления цепной ядерной реакцией может произойти тепловой взрыв когда в следствие быстрого неуправляемого развития реакции резко нарастает мощность и накопление энергии, приводящей к разрушению реактора со взрывом.

    Таким образом с точки зрения радиационных последствий можно выделить четыре вида аварий связанных с разрушением активной зоны реактора АЭС:

    1.   потеря теплоносителя, сопровождающаяся  отказом активных систем аварийного  охлаждения;

    2.   потеря источников энергоснабжения  (нормального  и аварийного);

    3.   аварийные переходные процессы без остановки реактора;

Наиболее  опасные радионуклиды, зонирование территорий вокруг РОО на этапах развития аварий. 

    Наиболее  опасными, с точки зрения внутреннего  облучения, оказываются a -излучающие радионуклиды, так как пробег a -частиц в веществе мал, и их энергия целиком поглощается вблизи места концентрации радионуклида. Степень внутреннего облучения зависит не только от вида радионуклида и энергии излучения, но также от количества радионуклидов, попавших внутрь, характера распределения их в организме, периода полураспада и скорости его выведения из организма.

    Наиболее  опасным является ингаляционное  поступление радионуклидов. Этому  способствует огромная дыхательная  поверхность альвеол, площадь которой  ≈ 100 м2 (в 50 раз больше, чем поверхность кожи). Второй по значимости путь — поступление радионуклидов с пищей и водой.

    Наименее  изучен путь поступления радиоактивных  веществ через кожу, которая до недавнего времени считалась  для них эффективным барьером. Однако в последующем было установлено, что радионуклиды в составе жидких и газообразных соединений проникают через кожу иногда в значительных количествах. Скорость проникновения в организм человека паров оксида трития и газообразного иода через неповрежденную кожу сравнима со скоростью проникновения этих веществ через дыхательные пути, а количество плутония, проникающее в организм вследствие загрязнения кожи его водорастворимыми соединениями, не меньше, чем при поступлении в желудок. Радионуклиды, проникающие через кожные покровы, создают опасность облучения самой кожи и тех внутренних органов, куда они доставляются кровотоком.

    Радионуклиды  концентрируются, как правило, избирательно в отдельных органах, например радий, фосфор, стронций, барий, плутоний концентрируются  в костях; церий, прометий, америций, кюрий, лантан — в печени; иод — в щитовидной железе; уран — в легких, почках, костях. Такие радионуклиды, как тритий, углерод, натрий, кобальт, цезий, распределяются в организме равномерно. Скорость биологического выведения (при допущении, что выведение радиоактивных веществ происходит по экспоненциальному закону) характеризуется постоянной l б, а эффективная скорость — суммой постоянных

    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%.

    Радионуклиды  с большим периодом полураспада  при попадании внутрь организма  обусловливают постоянное облучение организма. Наиболее тяжелые формы повреждения вызывают долгоживущие радионуклиды (радий, торий, уран, плутоний).

    Как правило, радионуклиды, попавшие внутрь организма и сходные с элементами, которые потребляются человеком  с пищей (натрий, хлор, калий и др.), не задерживаются в организме и выводятся вместе с такими же веществами. Инертные радиоактивные газы (аргон, ксенон, криптон и др.), попавшие через легкие в кровь, со временем также удаляются.

    Для лучшей защиты персонала и населения производится заблаговременное зонирование территории вокруг РОО. Устанавливаются следующие три зоны:

    Зона  экстренных мер защиты – это территория, на которой доза облучения всего  тела за время формирования радиоактивного следа или доза внутреннего облучения отдельных органов может превысить верхний предел, установленный для эвакуации;

    Зона  предупредительных мероприятий  – это территория, на которой  доза облучения всего тела за время  формирования радиоактивного следа  или доза облучения внутренних органов может превысить верхний предел, установленный для укрытия и йодной профилактики;

    Зона  ограничений – это территория, на которой доза облучения всего  тела или отдельных его органов  за год может превысить нижний предел для потребления пищевых  продуктов. Зона вводится по решению государственных органов.

    Для защиты работающего на АЭС персонала  и населения в мирное время  территория вокруг АЭС  тоже зонируется.

    Вокруг  АЭС создается санитарная зона  = 3 км., которая подразделяется на 3 зоны:

    1.   Зона строгого режима с предельно допустимой дозой (ПДД) = 5 бэр/год. В ней предусматривается постоянный радиационный контроль в местах работ людей, повседневный радиационный контроль объектов и территории.

    2.   Зона режима радиационной безопасности  с ПДД = 0.5 бэр/год в которой проводится повседневное радиометрическое обследование людей, транспорта и путей их движения после проведения работ .

    3.   Санитарно – защитная зона. В  ней предусматривается систематическое  измерение уровней ионизирующих  излучений и радиоактивного заражения.

    Кроме того, устанавливается зона наблюдения  = 30 км., в которой проводится контроль за радиоактивностью объектов и внешней  среды с установленной периодичностью. 
 

Заключение. 

    Из  всего выше сказанного можно сделать  вывод, что радиационно опасные  объекты являются опасными не только в момент, или после аварии. Эти объекты явлются источниками радиоактивного заражения, в результате несовершенства конструкций, на протяжении всего своего существования. Эта радиация незначительна, но в случае аварии она возрастает во много раз.

      На всей территории нашей страны осуществляется государственный контроль за радиационной обстановкой. Все ядерные материалы подлежат государственному учёту и контролю на различных уровнях государственной власти. Государство регулирует так же безопасность при использовании атомной энергии при помощи специально уполномоченных на то федеральных органов исполнительной власти. Они вводят в действие нормы и правила в области использования атомной энергии, осуществляют надзор за их исполнением, проводят экспертизу ядерных установок, применяют меры административного воздействия и выполняют другие функции, связанные с обеспечением безопасности при использовании атомной энергии. 

    При потере управления некоторыми частями  ядерной установки может наступить серьёзная радиационная авария, что не просто нежелательно, а просто недопустимо.

    В организациях, где теоретически возможны подобные аварии, обязательно должен быть план мероприятий по защите работников и населения, а так же средства для ликвидации аварий. В качестве профилактики проводятся мероприятия по обеспечению правил, норм в области радиационной безопасности, информирование населения о радиационной обстановке, его обучение в области радиационной безопасности.

    Общие проблемы безопасности включают глобальный комплекс мероприятий от обоснования требований к персоналу и формирования режимов допуска к информации и работам до ограничений по мерам радиационной, электро-, пожаро-, и взрыво-безопасности. При этом важнейшим является предупреждение аварийности и несанкционированных действий, на что должны быть направлены стройная и четкая система организационно-технического обеспечения и однозначно толкуемая документация. Все это  принимает особую необходимость, если РОО находится недалеко от населенного пункта или внутри.

      В настоящее время особо актуальными стали проблемы учета РОО, поэтому система отчетности требует оптимизации. Соображения безопасности не могут не учитываться на самых ранних стадиях проектирования РОО, поэтому соответствующие требования должны предъявляться к конструктивным системам и программно-аппаратным средствам обеспечения безопасной эксплуатации РОО. При условии соблюдения всех объективных параметров безопасности субъективный фактор приобретает первостепенную важность в соблюдении мер безопасности, бесперебойности функционирования систем эксплуатации, и организационно-технических мер предотвращения несанкционированных действий.