Второй вопрос. Радиационно-опасные объекты (РОО). Радиационные аварии и их последствия

Радиационно-опасный объект – объект, на котором перерабатывают, используют, хранят или транспортируют радиоактивные вещества и при аварии на котором (или его разрушении) может произойти облучение ИИ или радиоактивное загрязнение людей, сельскохозяйственных животных и растений, объектов экономики, а также окружающей природной среды.

Виды РОО:

АЭС (атомные электрические станции) – это ОЭ по производству электроэнергии с использованием ядерного реактора, оборудования и подготовленного персонала;

АСТ (атомная станция теплоснабжения) – ОЭ по производству тепловой энергии, с использованием ректора, оборудования и подготовленного персонала;

ПЯТЦ (предприятия ядерного топливного цикла) – ОЭ для изготовления ядерного топлива, его переработки, перевозки и захоронения отходов;

ЯЭУ -объекты с ядерными энергетическими установками (корабельными, космическими и т.д.);

ЯБП –ядерные боеприпасы и склады ядерного оружия.

В России 32 энергоблоков на 10 АЭС, 113 исследовательских ядерных установок, 13 ПЯТЦ, 8 научно-исследовательских организаций, 9 атомных судов и свыше 13000 предприятий, использующих радиоактивные вещества.

Основной частью АС и ядерных двигателей является ядерный реактор. В нашей стране создана серия энергетических реакторов различных типов и мощностей, на которых базируется атомная энергетика. На атомных электростанциях наиболее широко распространены водо-водяные энергетические реакторы ВВЭР и реакторы канального типа РБМК (реактор большой мощности).

Реактор представляет собой большой котел для нагрева теплоносителя (воды, газа). Источник тепла – управляемая ядерная реакция. Ядерным топливом служит уран . В ядерных реакторах используется его важнейшее свойство – способность некоторых его нуклидов к делению при захвате нейтронов. Природный уран состоит из 3 радионуклидов (около 99,3%), (около 0,7%) и (около 0,005%). Их периоды полураспада исчисляются миллиардами лет. Содержание природного урана в руде незначительно (до 0,7%), поэтому производят обогащение природного урана до 3%. Необходимо иметь в виду, что 0,5 г ядерного топлива по производству энергии эквивалентно 15 вагонам угля, который к тому же при сгорании выбрасывается в атмосферу огромное количество канцерогенных веществ.

Обогащенное ядерное топливо размещается в активной зоне реактора, в виде правильной решетки из связок тепловыделяющихся элементов – ТВЭЛов (примерно 700 шт.). ТВЭЛ – это стержень диаметром 10 мм, длинной 4 м, с оболочкой из циркония, постоянно омываемый водой. Вода играет роль охладителя и поглотителя нейтронов.

Работа реактора, т.е. движение стержней в активной зоне, относительно вещества, поглощающего нейтроны, управляет оператор или автоматическая система.

Реактор имеет два контура движения воды. В первом контуре (где P=7 кПа) вода остается в жидком состоянии даже при t=330⁰C, проходя через теплообменник (парогенератор), отдает тепло воде второго контура. Первый и второй контуры реактора надежно изолированы друг от друга. Во втором контуре реактора вода находится в парообразном состоянии, поскольку давление здесь атмосферное. Этот пар вращает турбогенератор, который вырабатывает электроэнергию.

При ядерной реакции до 99% ядерного топлива идет в радиоактивные отходы (йод 131 и 133, стронций 90, цезий 137, церий 144, иттрий, аргон, рутений 106, криптон 39, ксенон 137. уран 235 и 238, радий 226), которые нельзя уничтожить, их надо хранить. Гарантийный срок хранения РА отходов в бетонных емкостях на АЭС составляет 40 лет, и на многих АЭС РФ он сегодня близок к окончанию, что представляет большую опасность.

На сегодня разработано много способов захоронения отходов, но абсолютно надежного до сих пор не найдено. На сегодня отказались от закачки жидких РА отходов в скважинах. Могильники требуют отчуждения огромных территорий, переработка – финансовых средств и должно учитываться общественное мнение, отправка РА отходов в глубины космоса тоже не выход (аварии ракет тоже не исключены).

Радиационная авария – это потеря управления источником ИИ, вызванного неисправностью оборудования, неправильными действиями работников (персонала), стихийными бедствиями или иными причинами, которые могли привести или привели к облучению людей выше установленных норм или к радиоактивному загрязнению окружающей среды (ФЗ «О радиационной безопасности»).

По видам аварии на АЭС делятся на:

максимально-проектные (МПА);

гипотетические аварии (ГА).

МПА предусматриваются в проектных решениях, в т.ч. и ее локализация.

ГА – это авария общего типа, при которой защита АЭС не обеспечивается штатными средствами.

Последствия радиационных аварий обусловлены их поражающими факторами: на объекте аварии - ИИ как непосредственно при выбросе РВ, так и при радиоактивном загрязнении территории объекта; ударная волна (при наличии взрыва); тепловое воздействие (при пожаре); вне объекта аварии - ионизирующие излучение как поражающий фактор радиоактивного загрязнения окружающей среды.

Радиоактивное загрязнение местности вызывается воздействием α, b, g ионизирующих излучений и обусловливается выделением при аварии непрореагировавших элементов продуктов деления ядерной реакции (радиоактивный шлак, пыль, осколки ядерного продукта), а также образованием различных радиоактивных материалов и предметов (например, грунта), в результате их облучения.

Радиоактивного загрязнения окружающей среды при авариях на АС имеет имеет свои особенности:

-сложная конфигурация загрязнения территории (следа радирактивного облака);

-более длителен спад активности по сравнению с ядерными взрывами;

Динамика спада мощностей доз излучения при авариях на АЭС описывается уравнением:

P = Р₁ · t ^{– 0,5}

а при ядерных взрывах:

Р = Р₁ · t ^{– 1,2}

где, Р – мощность дозы излучения на любое время после взрыва;

Р₁ - мощность дозы излучения на 1 час после взрыва.

-большее количество долгоживущих радионуклидов (плутония, стронция, цезия и др.), что в последствии увеличивает вклад в общую активность α-излучений;

-малые размеры радиоактивных частиц (сложность дезактивации);

-сравнительно небольшая высота подъема радиоактивного облака приводит к загрязнению населенных пунктов и лесов, значительно больше, чем открытой местности;

-при большой продолжительности радиоактивного выброса, когда направление ветра может меняться, возникает вероятность радиоактивного загрязнения местности, практически во все стороны от источника аварии.

При выявлении РО предусматривается отображение на следе об­лака прогнозируемых и фактических зон радиоактивного загрязнения (заражения). Прогнозируемые зоны заражения (загрязнения) местности на следе облака отображаются в виде правильных эллипсов при наземных ядерных взрывах и авариях на АЭС (рис. 3.4).

При авариях на АЭС на следе облака отображают пять зон радиоактивного загрязнения — М, А, Б, В, Г (при ядерных взрывах четыре зоны — А, Б, В, Г - табл. 2.18). Радиационные характеристики этих зон приведены в табл.3.8.

Рис.3.4. Прогнозируемые зоны радиоактивного загрязнения

местности на следе облака при авариях на АЭС

Таблица 3.8-Радиационные характеристики зон РЗ местности при авариях на АЭС.

Наименование зоны	Индекс зоны	Цвет для обозначения внешней гр. зоны	Дозы излучения на границе за первый год после аварии, рад	Мощность дозы из­лучения на границе через 1 час после аварии
внешней	внутрен­ней	внешней	внутрен­ней
Радиационной опасности	М	красный			14 мрад/ч	140 мрад/ч
Умеренного за­грязнения	А	синий			140 мрад/ч	1,4 рад/ч
Сильного загрязнения	Б	зеленый			1,4 рад/ч	4,2 рад/ч
Опасного загрязнения	В	коричневый			4,2 рад/ч	14,0 рад/ч
Чрезвычайно опасного загряз­нения	Г	черный		—	14,0 рад/ч	—

Зона радиационной опасности М выявляется и отображается на картах (схемах) только в мирное время. В пределах этой зоны целесообразно ограничить пребывание производственного персонала объекта, не привлекаемого к проведению АСДНР в зоне бедствия.

Действия формирований ГО целесообразно проводить в зонах А и Б на технике с высокими коэффициентами ослабления, а в зоне В — с привлечением радиационно-устойчивой, радиоуправляемой специальной техники.

В зоне Г АСДНР, как правило, не проводятся.

Основные и самые тяжелые последствия радиационных аварий – воздействие ИИ на организм человека. Воздействие ИИ на отдельные ткани и органы человека неодинаково. Его можно значительно ослабить, поскольку одни органы более чувствительны к этому воздействию, другие менее.

Орган (ткань, часть тела), облучение которого в условиях неравномерного облучения организма может причинить наибольший ущерб здоровью данного человека или его потомства, называют критическим. В порядке убывания радиочувствительности критические органы относятся к 1,2,3 группам. Для них установлены разные значения основных дозовых пределов.

При сравнительно равномерном облучении организма ущерб здоровью определяют по уровню облучения всего тела, что соответствует первой группе критических органов. К ней относятся: половые органы, костный мозг.

Во вторую группу критических органов входят: мышцы, щитовидная железа, жировая ткань, печень, почки, селезенка, желудочно-кишечный тракт, легкие, хрусталики глаз.

Третью группу критических органов составляют: кожный покров, костная ткань, кисти рук, предплечье, голени стопы.

Воздействие ИИ на организм человека характеризуется величинами доз внешнего и внутреннего облучения.

Независимо от причины, вызывающей воздействие на людей ИИ (авария на АЭС или ядерный взрыв), определение полученной дозы облучения осуществляются либо прогнозированием (расчетным методом) по соответствующим методикам, либо на основании результатов фактических измерений дозиметрических приборов (ренгенметров).

В основе любой методики расчетов дозы Д_обл положена зависимость:

,

где: Д_обл – расчетная доза облучения при пребывании в данной точке радиоактивного загрязнения с мощностью излучения Р(рад/ч) за время t(ч).

При расчетах Д_обл значение мощности излучения Р принимается с учетом времени, прошедшего после аварии (взрыва), а также защитных свойств объектов, в которых пребывают люди. Эти данные могут быть рассчитаны по соответствующим формулам или взяты из справочных таблиц.

Не всякая доза облучения опасна. Если она не превышает 50 бэр, то исключена даже потеря работоспособности. Доза в 200-300 бэр, полученная за короткий промежуток времени может вызвать тяжелые радиационные потери. Однако такая же доза, полученная в течение нескольких месяцев, не приведет к заболеванию: здоровый организм способен за это время выработать новее клетки, взамен погибших при облучении.

При определении допустимых доз учитывают, что оно может быть одно- или многократным. Однократным считают облучение, полученное за первые четверо суток. Оно может быть импульсивным (при воздействии проникающей радиации) или равномерным (при облучении на радиоактивно-загрязненной местности). Облучение, полученное за время, превышающее четверо суток, считается многократным.

Соблюдение установленных пределов допустимых доз облучения исключает возможность массовых радиационных поражений в зонах радиоактивного заражения. Ниже приведены возможные последствия острого одного- и многократного облучения организма человека в зависимости от полученной дозы, рад.

50 - признаки поражения отсутствуют;

100 - при многократном облучении в течение 1-30 суток работоспособность не уменьшается. При острых (однократных) облучениях у 1% облученных наблюдается тошнота и рвота, чувство усталости без серьезной потери трудоспособности;

200 - при многократном облучении в течение 3 месяцев работоспособность не уменьшается. При острых (однократных) облучениях дозой 200-250 Р возникают слабо выраженные признаки поражения (лучевая болезнь I степени);

300 - при многократном облучении в течение года работоспособность не снижается. При острых (однократных) облучениях дозой 250-300 Р возникает лучевая болезнь II степени. Заболевание в большинстве случаев заканчивается выздоровлением;

400-700 - лучевая болезнь III степени. Сильная головная боль, повышение температуры, слабость, жажда, тошнота, рвота, понос, кровоизлияние во внутренние органы, в кожу и слизистые оболочки, изменение состава крови, выздоровление возможно при условие своевременного и эффективного лечения. При отсутствии лечения смертность может достигнуть почти 100%;

более 700 - болезнь в большинстве случаев приводит к смертельному исходу. Поражение проявляется через несколько часов – лучевая болезнь IV степени;

более 1000 - моментальное заражение лучевой болезнью. Поражённый практически полностью теряет работоспособность и погибает в первые дни облучения.

Лучевая болезнь протекает в четыре периода.

Первый — по времени длится от нескольких часов до трёх суток. Появляются слабость, го­ловокружение, тошнота, рвота, понос, колебания артериального давления, лихорадочное со­стояние, потеря сознания.

Второй — инкубационный. Его длительность обратно пропорциональна дозе облучения (чем больше доза, тем короче период) и колеблется от двух суток до трёх недель.

Третий — выраженное проявление лучевой болезни Повышается температура, на коже по­являются кровоизлияния, язвы, понижается кровяное давление, обнаруживаются признаки некротической ангины, начинается выпадение. волос нарушается свёртываемость крови.

Четвёртый — восстановление. При лёгкой форме лучевой болезни на четвёртой неде­ле здоровье восстанавливается. При средней и тяжёлой — болезнь тоже начинает зату­хать, но в последующем возможны малокровие, белокровие, гипертония, ослабление ор­ганизма.

Сложность выведения из организма радиоактивных веществ усугубляется тем, что различные РВ по-разному усваиваются организмом. Радиоактивные Na, K, Cs почти равномерно распределяются по организму и тканям; Ra, Sr, P скапливаются в костях; Ru, Po – в печени, почках, селезенке, а накапливается исключительно в щитовидной железе – важнейшем органе внутренней секреции, который регулирует обмен веществ, рост и развитие организма.

Щитовидная железа поглощает весь йод, попавший в организм до полного его насыщения. Накопление в ней радиоактивного йода приводит к расстройству гормонального статуса щитовидной железы. Особенно опасно такое насыщение у детей, т.к. щитовидная железт к расстройству гормонального статуса щетовидной железыизистые оболочки, изменение состава кроа играет в их жизни более высокую роль, чем у взрослых. Именно поэтому при облучениях в первые часы (не позднее 2-х часов после РА) для защиты щитовидной железы необходимо поставить в организм избыток нейтрального йода (суть йодной профилактики населения, как защитного мероприятия ГО). В качестве основного препарата такого стабильного йода НРБ-99 рекомендуют таблетированный йодистый калий.

По окончанию занятия обобщить изложенный материал, поставить задачу на его доработку и выдать задание по подготовке к занятию по теме 2/2 (или задание на самостоятельную работу по т. 2/2)!

Разработал: доцент кафедры "Безопасность жизнедеятельности"

В.Ф. Егоров

Дата добавления: 2014-01-07