Последствия радиационных аварий на аэс

 

Масштабы и степень радиоактивного загрязнения местности зависят от вида (уровня) аварии, типа аварийного реактора и его электрической мощности, а также от метеорологических условий в момент выброса радиоактивных веществ из поврежденного реактора.

При тяжелых авариях на АЭС из поврежденного реактора в окружающую среду выбрасывается более 20 радионуклидов и аэрозолей в виде газов, которые образуют радиоактивное облако. Наиболее значительную роль в формировании радиоактивного облака, а в дальнейшем и радиационного фона в зонах загрязнения, играют инертные газы (аргон, криптон, теллур) и продукты деления элементов (цезий, стронций, рутений, теллур).

Например, при аварии на Чернобыльской АЭС (26.04.1986г.) к 6 мая 1986г. выброс радиоактивных веществ составил около 63 кг, что соответствует 3,5% от общего количества радионуклидов в реакторе на момент аварии. При взрыве атомной бомбы мощностью 20 кт, сброшенной США (август 1945г.) на г. Хиросиму (Япония), образовалось 740 г радиоактивных отходов; следовательно, выброс радиоактивных веществ при аварии эквивалентен действию примерно 85 атомным бомбам мощностью по 20 кт.

Для ликвидации аварии на ЧАЭС было привлечено около 650 тыс. чел. (так называемых «ликвидаторов»). Из загрязненной территории эвакуировано 115 тыс. чел., йодной профилактикой охвачено 5,4 млн. чел., у 208 чел. Диагности­рована лучевая болезнь, а 29 чел. погибли от радиоактивного поражения.

Радиоактивные вещества, выброшенные из реактора в процессе аварии в атмосферу, распространяются по направлению ветра и вызывают радио­активные загрязнения приземного слоя воздуха и местности, образуют след радиоактивного облака. На открытой равнинной местности при неизменном направлении ветра на всех высотах радиоактивный след имеет форму вытянутого эллипса, характеризуемый длиной L и шириной В. Выпадение радиоактивных осадков из проходящего облака на том или ином участке местности продолжается от нескольких минут до двух часов и более.

В момент прохождения облака, люди подвергаются как внешнему, так и внутреннему облучению вследствие попадания радиоактивных веществ внутрь организма ингаляционным путем.

Пребывание людей в укрытиях или домах, где закрыты окна и двери, практически исключается ингаляционное поступление радиоактивных веществ внутри организма и существенно снижается внешнее облучение за счет эффективности конструкций зданий и укрытий.

После сформирования радиоактивного следа ингаляционное поступление радионуклидов внутрь организма практически исключено. Их поступление внутрь, организма возможно только при потреблении радиоактивных продукте в питания, произведенных на зараженной территории. В этом случае основным источником радиационного воздействия на людей является внешнее облучение.

По степени опасности для людей на следе облака выделяют пять зон радиоактивного загрязнения (см. рис. 7). Критериями для выделения зон загрязнения являются:

- мощность дозы излучения через один час после аварии на внешней границе зоны;

- доза облучения за первый год после аварии на внешней границе зоны.

По плотности загрязнения радионуклидами и по статусу проживания выделяют четыре зоны: отчуждения, гарантированного отселения, усиленного радиологического контроля и периодического радиологического контроля.

 

Направление ветра

 

Период ранней фазы включает следующие события:

• газо-аэрозольные выбросы и жидкостные сбросы радиоактивных продуктов из аварийного реактора (от нескольких часов до нескольких суток);

• процессы воздушного переноса радионуклидов и интенсивной наземной икс миграции;

• выпадение радиоактивных осадков из проходящего облака и формирование радиоактивного следа на поверхности земли.

На этом этапе может иметь место внешнее и внутреннее облучение. Внешнее прямое гамма- и бета- облучение происходит как за счет радиоактивных веществ, содержащихся в факеле воздушного выброса, так и за счет радиоактивных веществ, выпавших из облака на поверхность земли, одежду и кожные покровы.

Внутреннее облучение обусловлено ингаляционным поступлением в организм радиоактивных веществ из факела воздушного выброса.

Наибольшую опасность для персонала АЭС и населения представляет внешнее излучение проходящего облака, преимущественно гамма- излучение радиоактивных благородных газов (инертные газы - аргон, ксенон, криптон) и поступление изотопов йода (йод-131) в щитовидную железу.

Йод-131 является бета-гамма излучателем с периодом полураспада 8,04 суток, поступает в организм; с пищей и, частично, ингаляционным путем. Быстро и практически полностью всасывается в кровь; 30% поступившего в кровь йода откладывается в щитовидной железе и выводится из нее с биологическим периодом полувыведения 120 суток, 70% йода равномерно распределяется во всех органах и тканях и выводится из организма человека; с биологическим периодом полувыведения 12 суток.

По мере удаления от аварийной зоны и увеличения времени прошедшего после аварии, доля изотопов йода в суммарную дозу излучения постепенно уменьшается, а возрастает значительный вклад изотопов цезия.

На этой основе период ранней фазы радиационной аварий носит название "период йодной опасности", с продолжительностью 1,5-2 месяца. Все виды противорадиационных мероприятий на этом этапе носят, как правило, срочный и неотложный характер.

Средняя фаза аварии или фаза стабилизации характеризуется:

• сравнительно быстрым снижением мощности поглощенной в воздухе дозы внешнего гамма- излучения на местности;

• преобладание корневого (над поверхностным) типа загрязнения сельхозпродукции (овоща, злаковые, ягода, молока и мясо) за счет корневого перехода радионуклидов в траву пастбищ.

Средняя фаза аварии начинается через 1-2 месяца и завершается через 1-2 года после ее начала. На этой фазе аварии в окружающей среде уже отсутствуют короткоживущие радиоизотопы теллурия и йода, а в формировании радиоактивного фона возрастает роль осадков цезия-137 и стронция-90 на почву, которые являются источниками внешнего гамма-излучения.

Внутреннее облучение возможно при попадании этих изотопов в организм с продуктами питания, произведенных на радиоактивно загрязненных территориях. На этой основе среднюю фазу аварии называют «периодом цезиевой опасности».

В боевой обстановке зона «М» не выявляется и на картах не отражается.

Зона М - повышенной радиационной опасности - это часть зараженной местности, в которой доза облучения на открытой местности может составлять от 50 до 500 рад или 0,05 Гр в год, 0, 05 Зиверта в год, а на внешней границе этой зоны мощность дозы на после аварии может составлять 0,014 рад/час или 0,00014 Зиверта/час.

В мирное время в этой зоне необходимо ограничить пребывание населения, организовать приём йодистых препаратов. На внутренней границе зоны необходима полная эвакуация населения. При выполнении работ по ликвидации последствий аварии личный состав формирований должен быть в средствах защиты органов дыхания, обязательный дозиметрический контроль. По окончании работ обязательная санитарная обработка личного состава, дезактивация одежды и техники.

Зона умеренного радиационного загрязнения (А) - это участок загрязненной местности, в пределах которой доза излучения может составлять от 0,5 до 5,0 мГр в год. На внешней границе этой зоны уровень радиации на 1 час после аварии составляет 1,40 мГр/ч. В мирное время действия формирований в зоне «А» необходимо осуществлять в защитной технике с обязательной зашитой органов дыхания.

Зона сильного радиоактивного загрязнения (Б) - доза излучения составляет от 5,0 до 15,0 Гр в год. На внешней границе этой зоны уровень радиации на 1 час после аварии составляет 14,0 мГр/ч. В этой зоне личный состав формирований Должен действовать в защитной технике и размещаться в защитных сооружениях.

Зона опасного радиоактивного загрязнения (В) - доза излучения может составлять от 15,0 до 50, Гр в год. На внешней границе этой зоны уровень радиации на 1 час после аварии составляет 42,0 мГр/ч. Действия формирований возможны только в сильно защищенных объектах и технике. Время нахождения в этой зоне несколько часов.

Зона чрезвычайно опасного радиоактивного загрязнения (Г) - доза излучения может составлять более 50,0 Гр в год. На внешней границе этой зоны уровень, радиации на 1 час после аварии составляет 140 мГр/ч. В зоне нельзя находиться даже кратковременно.

При ликвидации последствий аварии в зонах должны выполняться основные мероприятия:

- радиационный и дозиметрический контроль;

- защита органов дыхания, профилактический прием йодсодержащих;

- санитарная обработка личного состава, дезактивация обмундирования, техники и др.

7.8. Влияние метеорологических условий на масштабы загрязнения

 

Из всех метеорологических условий наибольшее влияние на масштабы и степень радиоактивного загрязнения местности в результате аварии имеют направление и скорость среднего ветра, а также степень вертикальной устойчивости атмосферы (категория устойчивости атмосферы),

Средним называется ветер, который является средним по скорости и направлению во всем слое атмосферы от поверхности земли до максимальной высоты подъема радиоактивного облака. Скорость среднего ветра измеряется в метрах в секунду или в километрах в час, а направление (азимут) в градусах, которое отсчитывается по часовой стрелке от направления на север до линии, откуда дует ветер. Например, при направлении (азимуте) среднего ветра 270° радиоактивное облако будет перемещаться с запада на восток.

Интенсивность рассеивания радиоактивных веществ определяется во многом степенью вертикальной устойчивости атмосферы. Различают три степени вертикальной устойчивости (категории) атмосферы: А - конвекция (сильно неустойчивая), Д - изотермия (нейтральная), Р - инверсия (очень устойчивая).

Конвекция (А) - это вертикальное перемещение воздуха с одних высот на другие. Воздух более теплый перемещается вверх, а более холодный и более плотный - вниз. При конвекции наблюдаются восходящие потоки воздуха, рассеивающие зараженное облако, что создает неблагоприятные условия для распространения радиоактивных аэрозолей. Конвекция отмечается в ясные летние дни.

Изотермия (Д) - характеризуется стабильным равновесием воздуха. Она наиболее типична для пасмурной погоды, но может возникать в утренние и вечерние часы. Изотермия способствует длительному застою радиоактивных веществ в атмосфере.

Инверсия (F) — характеризуется повышением температуры воздуха по мере увеличения высоты. Чаще наблюдается в безветренные ночи в результате интенсивного излучения тепла поверхностью земли, что приводит к охлаждению самой поверхности, так и прилегающего слоя воздуха.

Инверсионный слой является задерживающим в атмосфере, препятствует движению воздуха по вертикали, под ним накапливаются водяной пар, пыль, что способствует образованию дыма и тумана. Инверсия создает наиболее благоприятные условия для сохранения радиоактивных веществ в атмосфере.