Питання 1. Характеристика осередків ураження при НС техногенного характеру

ВСТУП

Катастрофа на ЧАЕС, вибухи на шахтах Донбасу, аварії на залізниці при транспортуванні НХР, сильні повені в Закарпатті, інші стихійні лиха у будь-яких регіонах країни, а також наявність в Україні великої кількості ПНО вказують на можливість катастрофічних наслідків НС мирного часу на її території.

Головним наслідком є виникнення осередків ураження, під якими розуміють території, що опинились в зоні дії уражаючих факторів НС мирного часу.

Саме в осередку ураження відбуваються великомасштабні руйнування, пожежі, забруднення (зараження) довкілля, загибель людей, сільськогосподарських тварин, рослин, великі втрати матеріальних цінностей тощо.

З численних осередків ураження, які виникають внаслідок НС техногенного характеру, найбільш значними за масштабами є осередки, що створюються під час аварій на радаіційно-, хімічно- та вибухо-пожежонебезпечних об’єктах.

А. Характеристика осередків ураження при аваріях на радіаційно небезпечних об'єктах

Відомо, що тільки за останнє десятиріччя в світі відбулося більш ніж 150 аварій на АЕС з викидом РР за межі реактора. Радіаційні аварії– це аварії з викидом (виходом) радіоактивних речовин (радіонуклідів) або іонізуючих випромінювань за межі, не передбачені проектом для нормальної експлуатації РНО, в кількостях більше установлених меж їх безпечної експлуатації. Як вже підкреслювалось, одним з основних радіаційно небезпечних об’єктів є атомні електростанції. Основа будь-якої АЕС – ядерний реактор (ЯР), де відбувається керована ядерна реакція розпаду урану. Під час тривалої роботи реактора (кампанії) в його активній зоні накопичується велика кількість продуктів ядерного розпаду (ПЯР). Перед завершенням кампанії у відпрацьованому ядерному паливі ПЯР складаються із різних радіонуклідів, більшість з яких є “довгоживучими” (частина ”короткоживучих” за цей час встигає вже розпастись), а певна частина (більше 20%) – леткими та газоаєрозольними. При цьому значно підвищується активність ядерного палива (приблизно в 100 млн. разів). Вона настільки висока, що відпрацьоване паливо після вивантаження з реактора три роки повинно бути витримано у спеціальному охолоджуючому басейні на самій АЕС (його неможливо навіть транспортувати на радіохімічні заводи для переробки).

Активна зона реактора і сховища відпрацьованого ядерного палива – найбільш потужні, але не єдині джерела ІВ на АЕС. Важливими джерелами радіації є технологічні контури з теплоносієм (звичайна вода або рідкий метал), системи охолодження реактора, парогенератори, турбіни та інші системи, пристрої і конструкції, де виникає наведена радіоактивність під впливом нейтронів. Все обладнання АЕС побудовано та експлуатується таким чином, щоб виключити витік РР у довкілля. Однак забезпечити повну ізоляцію відтворених на АЕС радіонуклідів від біосфери неможливо: будь-яка АЕС у нормальному режимі роботи виробляє (після очищення та зниження активності РР) технологічні викиди і скиди газоаєрозольних та рідких радіоактивних відходів в довкілля. Тому з метою захисту персоналу і населення, яке мешкає біля АЕС, а також організації постійного радіаційного контролю навколо будь-якої АЕС утворюються три зони безпеки.

1. Санітарно-захисна зона (СЗЗ) з радіусом R_сзз=3.0...3.5 км. Це територія навколо АЕС, де рівень опромінення людей в умовах звичайної експлуатації може перевищувати встановлену норму дози. Тут заборонено мешкання населення, виконання будь-яких робіт, розташування об’єктів, крім тих, що обслуговують АЕС і повинен здійснюватися постійний радіаційний контроль службою АЕС.

2. Зона спостереження (ЗС) з радіусом R_зс = 15...20 км. Це територія навколо санітарно-захисної зони, на яку можуть впливати радіоактивні викиди і скиди. Опромінення людей тут може досягати встановленої норми дози. Тому дозволяється мешкання населення, здійснення сільськогосподарських та інших робіт, розташування ОГД, але тільки за умови постійного радіаційного контролю службами АЕС та цивільної оборони.

3. Тридцятикілометрова зона з радіусом R_з = 30 км. Це вся територія навколо АЕС, яка є потенційно небезпечною у випадку аварії. Тут заздалегідь проводяться, крім загальних, додаткові заходи щодо захисту населення та персоналу станції (спільно з керівництвом цивільної оборони станції та району розміщення АЕС).

Виробництво, транспортування, зберігання і використання РР чітко регламентується спеціальними правилами технології, техніки безпеки і контролю за їх застосуванням. Однак при аваріях на атомних реакторах можуть бути пошкоджені або зруйновані елементи конструкцій АЕС, технологічні лінії, виникнути пожежа, викид радіонуклідів в навколишнє середовище, а також опромінювання людей гамма-нейтронним потоком і надходження радіоактивного пилу до органів дихання і травлення, забруднення ними шкіри і слизових оболонок.

Найбільш небезпечними з усіх аварій на РНО є аварії на АЕС з викидом радіонуклідів в атмосферу і гідросферу, що призводить до радіоактивного забруднення навколишнього середовища.

Ступінь забруднення характеризується поверхневою, об'ємною та масовою щільністю зараження радіонуклідами і вимірюється, як відомо, активністю того чи іншого радіонукліда, яка припадає на одиницю площі, об'єму та маси.

Радіаційний вплив на персонал об'єктів і населення в зоні радіоактивного забруднення при аварії на АЕС оцінюється величиною дози зовнішнього і внутрішнього опромінення людей. Зовнішнє опромінення – опромінення людей безпосередньо від джерела іонізуючого випромінення, яке знаходиться за межами тіла людини, головним чином від джерела гамма-, бета-, рентгенівського випромінювання і нейтронів. Крім того, має місце внутрішнєопромінення, від якого неможливо захиститися після того, як радіонукліди потрапили до організму. Таким чином, внутрішні опромінення відбуваються, коли джерело іонізуючого випромінювання знаходиться у середині тіла людини. Кількість більшості радіонуклідів в тілі людини практично можна виміряти безпосередньо інструментальним методом за кількістю випущеного ними випромінювання.

Основними дозиметричними величинами, за допомогою яких оцінюється дія радіації на людину, як було вказано раніше, є експозиційна, поглинута і еквівалентна дози її опромінення.

Експозиційна доза визначається тільки для повітря при гамма- і рентгенівському випромінюванні. Поглинута доза – це основна дозиметрична величина для оцінки радіаційної безпеки. Еквівалентна доза – це дозиметрична величина для оцінки шкоди здоров'ю людини від дії іонізуючого випромінювання конкретного складу. Зовнішнє і внутрішнє опромінення людини спричиняє виникнення гострої променевої хвороби. Характер і масштаби радіоактивного забруднення місцевості при аваріях на АЕС залежать від типу реактора, ступеня його зруйнування, метеоумов, рельєфу місцевості і, головним чином, від характеру вибуху (тепловий чи ядерний). Тут можливі два варіанти аварії.

Перший (типу чорнобильської), коли відбувається тепловий вибух із зруйнуванням реактора, і другий, коли вибух відбувається внаслідок вибухової ядерної реакції. В цьому випадку зараження навколишнього середовища буває таким, як при наземному ядерному вибуху. При аварії на АЕС з тепловим вибухом і зруйнуванням реактора відбувається викид радіонуклідів у атмосферу, гідросферу і літосферу, що обумовлює радіоактивне забруднення навколишнього середовища.

Хмара радіонуклідів, яка знаходиться в повітрі у стані пари або аерозолю, переміщується від місця викиду у напрямку зі швидкістю середнього вітру, і поступово осідає на поверхню місцевості, де формується слід радіоактивної хмари – зона радіоактивного забруднення (РЗ).

Характеристики зони РЗ на місцевості суттєво залежатимуть від характеру вибуху. В першому випадку (вибух тепловий) на місцевості виникає зона РЗ із значними рівнями радіації. В ній можна виділити зону відчуження, зону безумовного відселення, зону гарантованого відселення і зону підвищеного радіологічного контролю.

Зона відчуження – це територія, з якої проводиться евакуація населення негайно після аварії і на ній не здійснюється господарська діяльність.

Зона безумовного (обов'язкового) відселення – це територія навколо АЕС, на якій щільність забруднення грунту довгоживучими радіонуклідами цезію (поверх доаварійного рівня) дорівнює 15,0 Кі/км² і більше, або стронцію – 3,0 Кі/км² і більше, або плутонію – 0,1 Кі/км² і більше, де розрахована ефективна доза опромінення населення із урахуванням коефіцієнту міграції радіонуклідів у рослини та перебільшує (поверх дози, яка одержана в доаварійний період) 5,0 мЗв (0,5 бер) у рік.

Зона гарантованого (добровільного) відселення – це територія, на якій щільність забруднення грунту радіонуклідами цезію від 5,0 до 15 Кі/км², або стронцію від 0,15 до 3,0 Кі/км², або плутонію від 0,01 до 0,1 Кі/км², де ефективна доза опромінення із урахуванням коефіцієнта міграції радіонуклідів в рослини та інших факторів може перебільшити 0,5 мЗв (0,05 бер) на рік.

Зона підвищеного радіологічного контролю – це територія із щільністю забруднення грунту радіонуклідами цезію від 1,0 до 5,0 Кі/км², або стронцію від 0,02 до 0,15 Кі/км², або плутонію від 0,005 до 0,01 Кі/км², де ефективна доза опромінення із урахуванням коефіцієнта міграції радіонуклідів в рослини та інших факторів може перебільшити 0,5 мЗв (0,05 бер) на рік.

Законом України "Про захист людини від впливу іонізуючих випромінювань" встановлено, що умовою проживання і трудової діяльності населення без обмеження по радіаційному фактору є одержання додаткової, за рахунок забруднення території радіоактивними ізотопами дози, яка не перебільшує межі опромінювання 1,0 мЗв (0,1 бер) за рік.

Другий варіант – це аварія з повним зруйнуванням реактора і його ядерним вибухом – може мати місце внаслідок стихійного лиха, падіння літаючого апарата на АЕС, дії вибуху звичайних чи ядерних боєприпасів у воєнний час або диверсії.

На території сліду радіоактивної хмари такого вибуху, як і при наземному ядерному вибухові, відокремлюють такі зони: надзвичайно небезпечного забруднення (зона Г), небезпечного забруднення (зона В), сильного забруднення (зона Б), помірного забруднення (зона А) і зону радіаційної небезпеки (зона М).

При ліквідації наслідків аварії в зоні М і в інших зонах повинні виконуватися основні заходи захисту. У зоні А при виконанні рятувальних і інших робіт з ліквідації наслідків аварії переміщення і роботу обслуг, команд, екіпажів потрібно проводити із використанням броньованих зразків військової техніки. В зонах Б, В, Г, які можуть утворитися тільки внаслідок ядерного вибуху, ніякі роботи в мирний час, як правило, виконуватися не повинні.

Б. Характеристика осередків ураження при аваріях на хімічно небезпечних об’єктах (ХНО)

Під час аварії на ХНО основним і найбільш небезпечним з точки зору впливу на людину і довкілля є хімічне зараження (ХЗ). Джерелами ХЗ можуть бути шкідливі хімічні речовини, в тому числі – небезпечні хімічні речовини (НХР).

Небезпечні хімічні речовини – це хімічні сполуки, які в певних кількостях перевищують гранично допустиму концентрацію (ГДК), можуть призвести до зараження довкілля і спричинити уражаючу дію на людей, тварин та рослини.

Гранично допустима концентрація – це максимальна кількість небезпечних хімічних речовин в одиниці об’єму повітря, води чи інших рідинах, або маси харчових продуктів, яка при щоденному впливі протягом необмежено тривалого часу не спричиняє в організмі будь-яких патологічних відхилень, а також негативних спадкових змін у потомстві.

НХР можуть бути небезпечними природними газами (сірководень, вуглеводень, метан та інші) або утворюватися як токсичні продукти при пожежах на ОГД (окис вуглеводню, окис азоту, сірчаний газ тощо). Але поширено, в великій кількості (в Україні до 290000 т) отруйні речовини використовуються для отримання промислової продукції або в технологічних процесах (хлор, аміак, кислоти тощо). При цьому такі ОГД відносяться до ХНО незалежно від кількості наявних НХР. Найбільш поширеними сильнодіючими отруйними речовинами є:

Хлор – зелено-жовтий газ з різким запахом в 2,5 рази важчий за повітря, погано розчиняється у воді. Використовується для знезараження питної води та стічних вод, вибілювання тканин та паперу, як дезінфікуючий засіб. Небезпека для людини: уражає легені, викликає опіки дихальних шляхів, шкіри, очей. При концентрації 0,1 мг/л – смерть від одного – двох подихів. ГДК – 0,001 мг/л. В першу світову війну використовувався як бойова отруйна речовина. Дегазація: гашеним вапном, каустичною содою.

Аміак – безколірний газ із запахом нашатирю, легший за повітря, добре розчиняється у воді. Використовується як хладагент у холодильному устаткуванні, застосовується в хімічній промисловості для отримання добрив, азотної кислоти, соди. Небезпека для людини: уражає дихальні шляхи, нервову систему, шкіру, очі. При концентрації 7,0 мг/л – смерть через декілька годин. ГДК – 0,2 мг/л. Дегазація: водою.

Фосген – безколірний газ із запахом горілого сіна, важчий повітря у 3,5 рази, погано розчиняється у воді. Використовується при органічному синтезі для отримання розчинників, лікарських препаратів, пластмас, пестицидів. Небезпека для людини: уражає дихальні шляхи, легені. Отруйна речовина задушливої дії, смертельна концентрація – 0,4мг/л, ГДК – 0,0005 мг/л. Дегазація здійснюється розчинами аміаку та лугами.

Ціанідна кислота (ціановодень) – безколірна рідина із запахом гіркого мигдалю. Швидкодіюча отрута, необмежено розчиняється у воді. Використовується для отримання вихідних матеріалів при виробництві органічного скла, пластмас, штучного волокна, пестицидів, дезинфекції сховищ. Небезпека для людини: основна форма – пари, уражає через органи дихання, а також при потраплянні в організм людини разом з водою чи з їжею. Смерть настає від паралічу серця при концентрації 0,1мг/л. ГДК – 0,00001 мг/л. Дегазація здійснюється розчинами аміаку та лугами.

Сірчистий ангідрид (сірчаний газ) – безколірний газ з різким запахом запаленого сірника, важчий від повітря, розчиняється у воді. Використовується при виробництві сірчаної кислоти, целюлозно-паперовою та текстильною промисловістю, при консервації фруктів, виготовленні вин. Небезпека для людини: уражає дихальні шляхи, шкіру, викликає запалення їх слизових оболонок, а також горла і очей. Смертельна концентрація – 1,4 мг/л. ГДК – 0,00005 мг/л. Дегазація здійснюється гашеним вапном, розчинами лугу та аміаку.

Сірководень – безколірний газ з характерним запахом тухлих яєць, важчий за повітря, у воді малорозчинний, дуже отруйний. Використовується для виробництва сірчаної кислоти, сірки, застосовується в медицині. Небезпека для людини: уражає дихальні шляхи, слизові оболонки. Смертельна концентрація – 1,0 мг/л. ГДК – 0,000008 мг/л. Дегазація: гашеним вапном, розчинами аміаку.

Кислоти (сірчана, соляна, азотна) – безколірні рідини, важчі за повітря. “Димляться” у повітрі, з парами води утворюють краплинки туману. Використовуються як сильні окисники на багатьох ОГД. Небезпека для людини: уражають слизові оболонки, шкіру. Всі кислоти мають високу концентрацію (навіть запалюють органічні речовини).

Усі НХР в основному зберігаються у зрідженому вигляді під тиском власних парів (0,6 – 1,2 МПа) в сталевих місткостях, заглиблених у землю або обкладених. Перевозяться у залізничних цистернах, балонах або перекачуються по транспортних трубопроводах (наприклад, аміакопровід, який проходить крізь південні області України).

Осередок хімічного ураження – це територія, в межах якої внаслідок впливу НХР або БОР відбулися масові ураження людей, сільськогосподарських тварин та рослин. Осередок хімічного ураження характеризується площею (S₀), межі визначаються кордонами населеного пункту (посівів, лісу) або його частини, що опинились в зоні ХЗ. Хімічне зараження як уражаючий фактор НС, що пов’язане з аварією на ХНО або застосуванням хімічної зброї, може суттєво впливати на довкілля, безпеку життєдіяльності людини та завдати значних збитків економіці країни.

В. Характеристика осередків ураження при аваріях на вибухо – та пожежонебезпечних об’єктах (ВНПО)

Аварія на ВПНО – це, як правило, займання або раптовий вибух небезпечних в цьому відношенні продуктів та речовин, які виробляються на об’єкті або використовуються в його технологічному процесі. До такої групи речовин належать вуглеводневі продукти (метан, пропан, бутан, етилен, пропілен та інші), що широко застосовуються як у промисловості, так і у побуті. При руйнуванні та пошкодженні місткостей, трубопроводів, технологічних агрегатів, а в побуті навіть від простого не закручення кранів, пошкодження балонів відбувається витікання в довкілля скраплених або газоподібних вуглеводневих продуктів. При їх перемішуванні з повітрям утворюються вибухо- та пожежонебезпечні суміші. Займання або вибух цих сумішей відбувається при певній концентрації газів у повітрі. Наприклад, вибух пропану можливий, коли в 1 м³ повітря знаходиться 21 л газу, а займання при 95 л (при цьому після вигорання газу до величини 21 л відбувається вибух).

Під час вибуху газоповітряної суміші утворюється осередок вибуху з уражаючими факторами – ударною хвилею і тепловим випромінюванням, джерелами яких є значний тиск і розжарені продукти вибуху в його центрі. Передня межа хвилі називається фронтом. Уражаюча дія теплових випромінювань характеризується високою температурою, яка призводить до виникнення пожеж, а ударна хвиля – надмірним тиском у фронті, що призводить до руйнувань обладнання, споруд тощо. Розміри осередку ураження залежать в основному від кількості вуглеводних продуктів, а також від характеру місцевості, метеоумов, щільності забудови. Зовнішній кордон осередку обмежується умовною лінією на місцевості, де надмірний тиск у фронті ударної хвилі складає DР_ф =10 кПа.

В осередку вибуху газоповітряної суміші виділяють три кругові зони.

Зона дії детонаційної хвилі (зона І) – це територія, яка знаходиться в межах хвилі вибуху. Надмірний тиск в межах цієї зони DР^І_ф=1700 кПа, який трохи знижується на межі зони.

Радіус зони (r_I) приблизно може бути визначений згідно формули:

,

де Q - кількість зрідженого вуглеводневого газу, т.

Зона дії продуктів вибуху (зона ІІ) – це територія, яка охоплює всю площу поширення продуктів газоповітряної суміші внаслідок її детонації.

Радіус (r_II) цієї зони: r_II = 1,7 • r_I. Надмірний тиск в межах зони II змінюється від 1350 кПа до 300 кПа і може бути визначений згідно формули:

,

де r - відстань від центру вибуху до точки, що розглядається, м.

Зона дії повітряної ударної хвилі (зона ІІІ) – це територія, де формується фронт ударної хвилі, що розповсюджується з великою швидкістю по поверхні землі.

Надмірний тиск в зоні III DP^III_ф залежно від відстані до центру вибуху може бути визначений згідно графіка, таблиць або розрахований за формулою. Для цього попередньо визначається відносна величина:

де r_III - радіус зони III або віддаль від центру вибуху до точки, в якій потрібно визначити надмірний тиск повітряної УХ (r_III > r_II), м;

при

, [кПа],

при Y > 2

, [кПа],

Для визначення надмірного тиску на певній віддалі від центру вибуху необхідно знати кількість вибухонебезпечної суміші, що міститься в ємності або агрегаті.

Таким чином, взагалі під час аварії (вибуху або займання) на ВПНО утворюється осередок вибуху, який буде являти собою територію, в межах якої внаслідок впливу уражаючих факторів (ударної хвилі та теплового випромінювання) можуть відбуватися ураження людей, пожежі, руйнування та пошкодження обладнання, будівель, споруд, а також негативний вплив на довкілля.

Питання 2. Характеристика осередків ураження при НС природного характеру

Антропогенний вплив на довкілля сприяє активізації та посиленню стихійних явищ. З численних осередків ураження, які виникають під час стихійних лих, найбільш значними за масштабами наслідків є осередки, що утворюються при землетрусах та повенях. За ними йдуть пожежі, урагани, смерчі, сніжні замети, обледеніння. Розглянемо деякі зі стихійних лих та осередків їх ураження.

Дата добавления: 2014-11-29