Радиационно-опасные объекты.

РАДИАЦИОННО-ОПАСНЫЕ ОБЪЕКТЫ.

Аварии на радиационно-опасных объектах и их классификация. Факторы опасности.

Под ядерной (радиационной) аварией понимают потерю управления цепной реакцией в реакторе либо образование критической массы при перегрузке, транспортировке и хранении тепловыделяющих сборок, или их повреждению, приведшую к потенциально опасному облучению людей сверх допустимых пределов. Иногда используется понятие ядерно-опасного режима, который представляет собой отклонения от пределов и условий безопасности эксплуатации реакторной установки, не приводящие к ядерной аварии. Ядерно-опасный режим можно рассматривать как режим, создающий аварийную ситуацию.

Главной опасностью аварий на РОО - это выброс в окружающую природную среду РВ, сопровождающийся тяжелыми последствиями. Радиационная авария присуща не только АЭС, но и всем предприятиям ядерного топливного цикла, а также предприятиям, использующим радиоактивные вещества. К таким предприятиям можно отнести предприятия, добывающие урановую или ториевую руду; заводы по переработке руды; обогатительные заводы, заводы по изготовлению ядерного топлива; хранилища РВ и многие другие. Радиационные аварии на РОО могут возникнуть в процессе испытаний, хранения, транспортировки ядерного оружия. Основным поражающим фактором при авариях на реакторах АЭС- это радиоактивное загрязнение местности, и источником загрязнения является атомный реактор как мощный источник накопленных радиоактивных веществ.

Поражающие факторы.

Поражающие факторы и их воздействие при аварии на АС следующие:

1. Световое излучение и явление проникающей радиации может оказать воздействие, в основном, на работающую смену персонала.

2. Радиоактивное заражение местности в результате выбросов продукта распада в атмосферу во всех случаях будет значительным и на больших площадях.

3. Ударная волна (сейсмическая) образуется только при ядерном взрыве реактора, при тепловом взрыве ее действие на окружающую среду незначительно.

Разберем особенности радиоактивного заражения местности при авариях на АЭС, учитывая в первую очередь опыт аварии на ЧАЭС. Источником радиоактивного заражения выбросов в атмосферу из аварийного реактора явились продукты цепной реакции. В выбросах было обнаружено 23 основных радионуклида. В первые минуты после взрыва и образования радиоактивного облака наибольшую угрозу для здоровья людей представляли изотопы так называемых благородных газов (ксеноны), но они быстро рассеиваются в атмосфере, теряя свою активность. Таким образом, радиоактивное заражение не образуется. В последующем воздействуют на людей коротко живущие радиоактивные компоненты, такие как Йод -131 (8 суток). Затем воздействуют на организм долгоживущие изотопы, Цезий-137 и Стронций-90 (до 30 лет). 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%.

Загрязнение местности от Чернобыльской катастрофы происходило в ближайшей зоне 80 км в течение 4-5 суток, а в дальней зоне примерно 15 дней. Наиболее сложная и опасная радиационная обстановка сложилась в 30-км зоне от АЭС, в Припяти и Чернобыле. Из-за этого оттуда было эвакуировано все население. Выделяют следующие потенциальные последствия радиационных аварий:

1. немедленные смертельные случаи и травмы среди работников предприятия и населения;

2. латентные смертельные случаи заболевания настоящих и будущих поколений, в том числе изменения в соматических клетках, приводящие к возникновению онкологических заболеваний, генетические мутации, оказывающие влияние на будущие поколения, влияние на зародыш и плод вследствие облучения матери в период беременности;

3. материальный ущерб и радиоактивное загрязнение земли и экосистем;

4. ущерб для общества, связанный с боязнью относительно потенциальной возможности использования ядерного топлива для создания ядерного оружия.

К последствиям серьезных радиационных аварий относится и наличие косвенного риска для здоровья и жизни людей. Косвенный риск возникает при непосредственном осуществлении мер безопасности, эвакуации при аварии. Например: эвакуационные мероприятия, вызванные радиационной аварией, обусловливают возникновение множества косвенных рисков: смертельные случаи вследствие дорожно-транспортных происшествий, увеличение числа сердечных приступов у эвакуируемого населения, психические травмы, вызванные стрессовой ситуацией во время эвакуации, и т.п.

Классификация аварий

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

Анализ различного рода отклонений в эксплуатации РОО, а также аварийных ситуаций показывает, что возможны аварии двух типов.

Первый тип - гипотетический не вызывает загрязнения

Второй тип - с полным разрушением реактора (хранилища), которое может сопровождаться цепной реакцией, т.е. ядерным взрывом малой мощности или тепловыми взрывами, вызванными интенсивным паро- и газообразованием.

Причиной ядерной аварии может быть образование критической массы при перегрузке, транспортировке, хранении, нарушении режимов хранения отработанных ядерных отходов.

Радиационная авария - происшествие, приведшее к выходу (выбросу) радиоактивных продуктов и ионизирующих излучений за предусмотренные проектом пределы (границы) РОО в количествах, превышающих установленные нормы безопасности.

По масштабам аварии подразделяются на 3 типа:

Локальная - нарушение в работе РОО, при котором не произошел выход радиоактивных продуктов или ионизирующего излучения за предусмотренные границы оборудования, технологических систем, зданий и сооружений в количествах, превышающих установленные для нормальной эксплуатации предприятия значения.

Местная - нарушение в работе РОО, при котором произошел выход радиоактивных продуктов в пределах санитарно - защитной зоны в количествах, превышающих установленные нормы для данного предприятия.

Общая - нарушение в работе РОО, при котором произошел выход радиоактивных продуктов за границу санитарно - защитной зоны в количествах, приводящих к радиоактивному загрязнению прилегающей территории и возможному облучению проживающего на ней населения выше установленных норм.

Существует отечественная классификация, согласно которой в порядке возрастания серьезности последствий все аварии на РОО разделены на девять классов. Первые восемь классов охватывают аварии с широким диапазоном возможных последствий – от незначительных нарушений в работе до серьезных поломок в оборудовании. Такие аварии относятся к проектным, они рассматриваются при проектировании РОО а также в окончательных выводах по анализу безопасности эксплуатации объекта. В целом под обеспечением радиационной безопасности понимается проведение комплекса организационных и социальных мероприятий направленных на исключение или максимальное снижение опасности вредного воздействия ионизирующих излучений на человека и уменьшение радиоактивного загрязнения окружающей среды до безопасных уровней.

Аварии, отнесенные к девятому классу, являются запроектными 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.

Кроме всевозможных классификаций радиационных аварий на РОО по видам существует специальная шкала происшествий на АЭС (INES - Международная шкала событий на АЭС) разработанная под эгидой МАГАТЭ в 1989 г., введена в действие в России с сентября 1990 г. Изначально она задумывалась для информации об аварийных ЧС на АЭС.

Оценка в баллах	Вид происшествия	Характеристика происшествий и их последствий
	Глобальная авария	Выброс в окружающую среду большой части радиоактивных продуктов, накопленных в активной зоне. Возможность острых лучевых поражений. Последующее влияние на здоровье населения, проживающего на большой территории, включающей более чем одну страну. Длительное воздействие на окружающую среду.
	Тяжелая авария	Выброс в окружающую среду значительного количества радиоактивных продуктов, накопленных в активной зоне. Для уменьшения негативного влияния на здоровье населения необходимо введение планов мероприятий по защите персонала и населения, включающих эвакуацию населения в случае аварии в зоне радиусом 25 км.
	Авария с риском для окружающей среды	Разрушение большей части активной зоны. В некоторых случаях требуется частичное введение планов мероприятий по защите персонала и населения в случае аварии(то есть местная йодная профилактика и/или эвакуация) для уменьшения влияния облучения на здоровье населения.
	Авария в пределах АЭС	Повреждения активной зоны, когда предел безопасной эксплуатации тепловыделяющих элементов нарушен. Облучение работающих дозой, вызывающей острые лучевые эффекты.
	Серьезное происшествие	Высокие уровни радиации и/или большие загрязнения поверхностей на АЭС, обусловленные отказом оборудования или ошибками эксплуатации. События, в результате которых происходит значительное переоблучение работающих. Не требуется принимать защитных мер за пределами площадки. Происшествия, при которых дальнейшие отказы в системах безопасности не будут способны привести к авариям или ситуациям, при которых системы безопасности не будут способны предотвратить аварию, если произойдет исходное событие.
	Происшествие средней тяжести	Отказы оборудования или отклонения от нормальной эксплуатации, которые хотя и не влияют непосредственно на безопасность станции, но могут привести к значительной переоценке мер по безопасности.
	Незначительное происшествие	Функциональные отклонения или отклонения в управлении, которые не представляют собой какого-либо риска, но указывают на недостатки в обеспечении безопасности. Эти отклонения могут возникнуть из-за отказа оборудования, ошибки обслуживающего персонала или недостатков руководства по эксплуатации. (Такие события должны отличаться от отклонений без превышения пределов безопасной эксплуатации, при которых управление станцией осуществляется в соответствии с установленными требованиями. Эти отклонения как правила считаются «ниже уровня шкалы»).

 

Говоря о различных видах радиационных аварий, следует коротко остановиться на рассмотрении аварий с ядерным оружием и их последствиях. Аварии с ядерным оружием по степени их опасности можно разбить на четыре категории:

Первая категория - случайный или несанкционированный взрыв или возможность ядерного взрыва боеприпаса, которые могут привести к военному конфликту или ядерной войне.

Вторая категория:

а).Случайный или несанкционированный взрыв ядерного боеприпаса, который не может привести к военному конфликту или ядерной войне.

б).Взрыв обычного ВВ, входящего в состав ядерного боеприпаса или горение ядерного боеприпаса.

в).Захват, кража или потеря ядерного боеприпаса либо его компонентов, включая сбрасывания с самолета.

Третья категория:

а). Авария с носителями, на которых находятся ядерные боеприпасы.

б). Авария с носителями, на которых могут находиться ядерные боеприпасы.

Четвертая категория - аварии с ядерным оружием, которые не охватываются первыми тремя группами.

В общем случае последствия аварий с ядерным оружием по степени опасности подразделяются на следующие группы.

К первой группе относятся последствия, возникающие в результате повреждения или разрушения ядерного боеприпаса. В этом случае может возникнуть заражение местности токсичными нерадиоактивными веществами, такими, как бериллий, литий, свинец.

Разрушение или повреждение ядерного боеприпаса может привести к взрыву высоко имплозивных ВВ входящих в состав ядерного боеприпаса. В этом случае радиус зон поражения ударной волной может достигать нескольких сотен метров. Взрыв обычного ВВ будет способствовать заражению местности радиоактивными и токсическими веществами в результате разрушения ядерного боеприпаса. В зависимости от типа ядерного боеприпаса, окружающая местность может быть заражена радиоактивными различными изотопами: Уран-239, Уран-238, Плутоний-239, Торий-232, дейтерий, тритий и др.

Ко второй группе относятся последствия инцидентов, при которых может произойти ядерный взрыв. При взрыве ядерного боеприпаса мощностью 150 Кт радиус поражения людей световым излучением, мгновенная смерть, будет составлять около 5 км, а 1 Мт - около 13 км. Большую опасность для людей представляет радиоактивное заражение местности продуктами ядерного взрыва, которые представляют собой до 300 радиоактивных изотопов более чем 35 различных химических элементов таблицы Менделеева. Даже через несколько часов после взрыва, люди находящиеся на расстоянии нескольких сотен километров по пути следования радиоактивного облака, могут получить летальные дозы облучения.

Исследование причин возникновения тяжелых аварий, последовательности развития событий, от исходного до конечного состояния, дает возможность сделать выводы относительно некоторых общих тенденций.

На АЭС основными причинами радиационных аварий с различной степенью расплавления активной зоны реактора являются следующие:
1.недостатки конструкции;

2.недостатки в техническом обслуживании, включая перегрузку топлива или испытаний;

3.вина оператора;

4.остановка реактора;

5.низкое качество разработки, изготовления и эксплуатации объекта или технической системы;

6.высокая степень износа оборудования;

7.низкий уровень финансирования.

 

Степень лучевой болезни.

Степень болезни	Экспозиционная доза, (Кл/кг)/Р	Основные признаки
I	0,02-0,05/	Скрытый период 2-3 недели, затем недомогание,
	/100-200	слабость, повышение потливости, уменьшение содержания лейкоцитов
II	0,05-0,1/ /200-400	Скрытый период около 1 недели, расстройство функций нервной системы, головные боли, головокружение, рвота, понос, уменьшение числа лейкоцитов (особенно лимфоцитов) вдвое
III	0,1-0,15/	Скрытый период длится несколько часов, тяжелое общее
/400-600	состояние, сильные головные боли, понос, рвота, некроз слизистых оболочек в области десен, резкое уменьшение количества лейкоцитов, а затем эритроцитов и тромбоцитов. Без лечения в 20-70 % болезнь заканчивается смертью, чаще всего от инфекционных осложнений и кровотечений
IV	> 0,15/> 600	Без лечения - смерть в течение двух недель

 

Радиоактивное заражение возникает в результате выпадения радиоактивных веществ (РВ) из радиоактивного облака. В отличие от других поражающих факторов ядерного взрыва (аварии на РОО) радиоактивное заражение характеризуется большой площадью заражения, длительностью действия и трудностью обнаружения радиоактивных веществ, не имеющих цвета, запаха и других внешних признаков.

Форма следа радиоактивного облака зависит от направления и скорости ветра, рельефа местности и т.д. В следе радиоактивного облака поражающим действием обладают гамма-излучение, вызывающее общее внешнее облучение; бета-частицы, вызывающие при внешнем воздействии радиационное поражение кожи, а при внутреннем - поражение органов; альфа- частицы, представляющие опасность при попадании внутрь организма. Дозы гамма-излучения, вызывающие заболевания при радиационном заражении, такие же, как и при проникающей радиации.

При внешнем воздействии бета-частиц у людей наиболее часто отмечается поражение кожи на руках, в области шеи, на голове. Внутреннее поражение людей и животных альфа- и бета - частицами может произойти при их попадании внутрь организма главным образом с пищей и кормом. Радиоактивные вещества концентрируются в щитовидной железе (в 1000 – 10 000 раз больше, чем в других органах), печени (в 10-100 раз больше), что приводит к их сильному облучению, приводящему либо к разрушению ткани, либо к развитию опухолей (щитовидная железа), либо к нарушению функций (печени и др.).

Радиоактивная пыль заражает почву и растения. В зависимости от размеров частиц на поверхности растений может задерживаться от 8 до 25 % выпавшей на землю радиоактивной пыли. Лучевое поражение у растений проявляется в торможении роста и замедлении развития, снижении урожая, понижении репродуктивного качества семян, клубней, корнеплодов. При больших дозах облучения возможна гибель растений.

 

Острая лучевая болезнь.

Острая лучевая болезнь развивается при кратковременном облучении всего организма, при получении им дозы от 1 до 100 и более Гр, за 1-3 дня. Летальным исходом, как правило, заканчиваются случаи, в которых организм получил более 10 Гр за 1-3 дня. При получении дозы до 10 Гр развивается острая лучевая болезнь 4-х степеней тяжести.

Острая лучевая болезнь легкой степени тяжести развивается при воздействии излучения в дозе 1-2.5 Гр. Первичная реакция (первые 2-3 дня) - головокружение, тошнота. Латентный период (3 месяца) – постепенное снижение первичных признаков. Восстановление полное.

Острая лучевая болезнь средней степени тяжести развивается при воздействии излучения в дозе 2.5-4 Гр. Первичная реакция (первые 1-2 часа) - головокружение, тошнота, рвота. Латентный период (около 25 дней) - наличие изменения слизистых оболочек, инфекционных осложнений, возможен летальный исход.

Острая лучевая болезнь тяжелой степени развивается при воздействии излучения в дозе 4-10 Гр. Первичная реакция (первые 30-60 минут) – головная боль, повторная рвота, повышение температуры тела. Латентный период (около
15 дней) - инфекционные поражения, поражения слизистых оболочек, лихорадка. Частота летальных исходов выше, чем при средней степени тяжести.

Острая лучевая болезнь крайне тяжелой степени развивается при воздействии излучения в дозе более 10 Гр. Летальный исход почти неизбежен.

Лечение острой лучевой болезни заключается во введении в организм антибиотиков, с целью предотвратить инфекционные осложнения, введении в организм донорских тромбоцитов, пересадке костного мозга.

Хроническая лучевая болезнь возникает при ежедневном получении дозы в 0.005 Гр. Наблюдается развитие различных заболеваний, связанных с дисфункцией желез внутренней секреции, нарушение АД. Профилактика хронической лучевой болезни заключается в неукоснительном соблюдении принятых норм радиационной безопасности.

 

 

РАДИАЦИОННО-ОПАСНЫЕ ОБЪЕКТЫ.