Вопрос 1. Радиационные поражающие факторы при разрушениях (авариях) на аэс. Допустимые дозы облучения личного состава.

 

Радиационная авария - это нарушение пределов безопасной эксплуатации ядерно-энергетической установки, оборудования или устройства, при которых произошел выход радиоактивных продуктов или ионизирующего излучения за предусмотренные проектом пределы их безопасной эксплуатации, приводящий к облучению населения и загрязнению окружающей среды.

Радиоактивные излучения не имеют запаха, цвета или других внешних признаков. Их обнаружение возможно лишь с помощью специальных приборов. Радиоактивное заражение вызывается воздействием альфа-, бета- и гамма ионизирующих.излучений и обуславливается выделением при аварии непрореагированных элементов и продуктов деления ядерной реакции (радиоактивный шлак, пыль, осколки ядерного продукта в источнике аварии), а также образованием различных радиоактивных материалов и предметов (в частности грунта) в результате их облучения (наведенная активность).

Поражающие факторы

Под влиянием ионизирующих излучений в организме человека возникают биологические процессы, приводящие к нарушению жизненных функций различных органов (главным образом органов кроветворения, нервной системы, желудочно-кишечного тракта и др.) и развитию лучевой болезни.

Человек, находящийся на загрязненной территории подвергается:

· внешнему облучению из проходящего радиоактивного облака и радиоактивных веществ, осевших на местности;

· контактному облучению кожных покровов при попадании на них радиоактивных веществ;

· внутреннему облучению за счет вдыхания загрязненного воздуха и при употреблении загрязненных продуктов питания и воды.

Масштабы заражения

По масштабам заражения аварии подразделяют на три типа:

· локальные – радиационные последствия ограничат одним зданием или сооружением АЭС;

· местная – радиационные последствия ограничены территорией промышленной площадки;

· общие аварии – радиационные последствия распространяются за пределы промышленной площадки.

При авариях на предприятиях атомной энергетики с разрушением реактора может наблюдаться потеря теплоносителя первого контура охлаждения реактора, полная разгерметизация топлива, плавление актив­ной зоны реактора и даже частичное испарение продуктов делания.

Количество и радионуклидный состав выброса из разрушенного реактора зависят от характера разрушения, мощности реактора, режима перегрузок топлива и времени, прошедшего после последней перегруз­ки, и значительно отличаются от количества и радионунклидного соста­ва продуктов ядерного взрыва.

В качества примера рассмотрим реактор типа РБМК-1000 (1000 МВТ), в котором ежегодно заменяется 1/3 часть тепловыделяю­щих сборок.

После разрушения реактора обычным оружием или в результате аварии в атмосферу может быть выброшено около 1/3 радиоактивных продуктов, накопленных в реакторе.

Радионуклидный состав и активность (Ки) продуктов деления ядерного взрыва (q = 1 Мт) и в активной зоне реактора мощностью 1000 МВт примерно равны.

Данные нижеприведенной таблицы показывают, что через 1 час после разрушения реактора активность выброшенных в атмосферу продуктов примерно в 100 раз меньше активности продуктов, которые образуются при ядерном взрыве мощностью 1 Мт. Однако, такое различие не приводит к подобному изменению масштабов радиационных последствий, так как размер ущерба зависит не только от количества (активности) выброшенных РВ, но и от радионуклидного состава, высоты подъема и размеров облака выброса, от метеорологических условий, средней скорости радиоактивного распада и размеров распространяющихся частиц.

 

Радионуклид (период полураспада)	Активность продуктов распада на различное время после взрыва (разрушения реактора)
1 час	15 дней	3 мес.	1 год	10 лет
При аварии реактора АЭС мощностью 1000 Мвт
I131 (8 дней) Сs137 (30.2 года) Sr90 (28.5 лет) Все радионуклиды	5х10^7 1.8х10^5 1.7х10^5 5х10^11	4х10^7 1.8х10^5 1.7х10^5 7х10^8	5х10^4 1.8х10^5 1.7х10^5 9х10^7	1.8х10^5 1.7х10^5 9х10^6	1.4х10^5 1.3х10^5 3х10^7
При ядерном взрыве мощностью 1 Мт
I131 (8 дней) Сs137 (30.2 года) Sr90 (28.5 лет) Все радионуклиды	9х10^7 1.5х10^5 10^7 5.6х10^1	2.5х10^7 1.5х10^5 10^7 1.6х10^8	3х10^4 1.5х10^5 10^7 7х10^8	1.5х10^5 10^7 2.8х10^8	1.2х10^5 8х10^6 4.4х10^7

 

Поскольку в реакторе большинство радионуклидов образуется за
долго до его разрушения, то относительное содержание короткоживущих радионуклидов в нем будет значительно нижи по сравнению с продуктами ядерного взрыва. Этим объясняется более медленный спад уровней радиации на местности, зараженной РВ, выброшенными из ядерного реактора.

P_t = P₀(t/ t₀)^-0.5

где: P_t и P₀ – мощность дозы гамма-излучения на местности ко времени t и t₀ после разрушения реактора.

Главным фактором радиационного воздействия при аварии реактора будет внешнее облучение людей на зараженной местности, поэтому более медленный спад уровней радиации по сравнению с последствиями ядерного взрыва является главной особенностью.

Другая особенность – площадь зоны со смертельными дозами (более 400 рад в сутки) будет примерно в 10-20 раз меньше, чем при ядерном взрыве.

Площадь территории, непригодной для обитания, км².

Д, рад/рад	1 год	5 лет	10 лет	100 лет
	15000/2300 2000/500 300/100 130/50	90/800 10/200 2/40 0/20	15/360 2/100 0/20 0/10	2/50 0/20 0/5 0/2

 

Примечание:

1. Данные приведены для ядерного взрыва мощностью 1 Мт и реактора 1000 Мвт.

2. В числителе – значение площадей при ЯВ, в знаменателе – при разрушении реактора.

Таким образом, при разрушении ядерного реактора радиоактивному заражению подвергается относительно небольшая территория и с относительно с невысокими мощностями доз облучения, но не очень длительное время.

При длительном проживании людей на зараженной территорий а пот­реблении продуктов питания местного производства следует учитывать поступление биологически опасных радионуклидов I₁₃₁, Cs₁₃₇, и Sr₉₀ по пищевым цепочкам. Однако нужно учитывать, что I₁₃₁ опасен только в первые 1-2 месяца. Вначале йод поступает в организм человека с воздухом, а затем с продуктами питания, в основном с молоком.

Cs₁₃₇ и Sr₉₀ создают длительное заражение продуктов питания местного производства.

По общему выходу активности долгоживущих радионуклидов и зараже­нию местности Cs₁₃₇ разрушение одного ядерного реактора экви­валентно взрыву 50 – 100 ядерных боеприпасов мощностью 1 Мт каждый.

В качества защиты населения зараженных районов производится его эвакуация.