Радиационно - опасные объекты

2. Основная часть

2.1 Радиационно-опасные объекты

Согласно ГОСТ Р22.0.05-94, радиационно-опасным  объектом (далее РОО) считается тот, на котором хранят, перерабатывают, используют или транспортируют радиоактивные  вещества, при аварии на котором  или его разрушении может произойти  облучение ионизирующим излучением или радиоактивное загрязнение  людей, сельскохозяйственных животных и растений, объектов народного хозяйства, а также окружающей природной  среды. Основным показателем степени потенциальной опасности РОО при прочих равных условиях (надежность технологических процессов, качество профессиональной подготовки специалистов и т.д.) является общее количество радиоактивных веществ, находящихся на каждом из них. К радиационно-опасным объектам относятся:

- атомные станции различного назначения;

- предприятия по регенерации отработанного топлива и

временному хранению радиоактивных  отходов;

- научно-исследовательские организации, имеющие

исследовательские реакторы или ускорители частиц;

- морские суда с энергетическими установками;

- хранилища ядерных боеприпасов; полигоны, где проводятся

испытания ядерных зарядов.

Кроме того, ионизирующее излучение, опасное для здоровья людей, может  исходить и от таких широко распространенных техногенных источников, как медицинская  рентгенодиагностическая аппаратура и приборы, основанные на использовании  радиоактивных изотопов, применяемые  в строительной индустрии, геологии и т.д.

2.2 Виды аварий на радиационно-опасных объектах

Радиационные аварии подразделяются на: 
Локальные - нарушение в работе РОО, при котором не произошел выход радиоактивных продуктов или ионизирующих излучений за предусмотренные границы оборудования, технологических систем, зданий и сооружений в количествах, превышающих установленные для нормальной эксплуатации предприятия значения; 
Местные - нарушение в работе РОО, при котором произошел выход радиоактивных продуктов в пределах санитарно-защитной зоны и в количествах, превышающих установленные нормы для данного предприятия; 
Общие - нарушение в работе РОО, при котором произошел выход радиоактивных продуктов за границу санитарно-защитной зоны и в количествах, приводящих к радиоактивному загрязнению прилегающей территории и возможному облучению проживающего на ней населения выше установленных норм. 
Классификация аварий на радиационно-опасных объектах проводится с целью заблаговременной разработки мер, реализация которых в случае аварии должна уменьшить вероятные последствия и содействовать успешной их ликвидации. 
Возможные аварии на АЭС и других радиационно-опасных объектах классифицируют по двум признакам: 
 
1) по типовым нарушениям нормальной эксплуатации; 
2) по характеру последствий для персонала, населения и окружения среды. 
При анализе аварий используют цепочку "исходное событие - пути протекания -последствия". 
Аварии, связанные с нарушениями нормальной эксплуатации, подразделяются на проектные, проектные с наибольшими последствиями и запроектные. Под нормальной эксплуатацией АЭС понимается ее состояние в соответствии с принятой в проекте технологией производства энергии, включая работу на заданных уровнях мощности, процессы пуска и остановки, техническое обслуживание, ремонты, перегрузку ядерного топлива. 
Причинами проектных аварий, как правило, являются исходные события, связанные с нарушением барьеров безопасности, предусмотренных проектом каждого реактора. Именно в расчете на эти исходные события и строится система безопасности АЭС. 
Первый тип аварий - нарушение первого барьера безопасности, а проще - нарушение герметичности оболочек твэлов (тепловыделяющих элементов) из-за кризиса теплообмена или механических повреждений. Кризис теплообмена - это нарушение температурного режима (перегрев) твэлов. 
Второй тип аварий - нарушение первого и второго барьеров безопасности. При попадании радиоактивных продуктов в теплоноситель вследствие нарушения первого барьера дальнейшее их распространение останавливается вторым, который образует корпус реактора. 
Третий тип аварий - нарушение всех барьеров безопасности. При нарушенных первом и втором барьерах теплоноситель с радиоактивными продуктами деления удерживается от выхода в окружающую среду третьим барьером - защитной оболочкой реактора. Под ним понимается совокупность всех конструкцией, систем и устройств, которые должны с высокой степенью надежности обеспечить локализацию выбросов. 
 
Ядерную аварию может вызвать также образование критической массы при перегрузке, транспортировке и хранении твэлов всех барьеров безопасности.

2.3.Зоны радиоактивного заражения

Зона радиоактивного загрязнения - территория с находящимися на ней  населенными пунктами и отдельными объектами, на которой техногенный  радиационный фон превышает уровни, установленные компетентными органами. В зависимости от степени радиоактивного загрязнения различают зоны умеренного (до 5 Ки/км2), сильного (до 15 Ки/км2), опасного (до 25 Ки/км2), чрезвычайно опасного (свыше 25 Ки/км2) загрязнения.

Зона радиоактивного загрязнения - (син. Зона радиоактивного заражения) - территория, загрязненная продуктами ядерного взрыва, характеризующаяся  определенным диапазоном уровней радиоактивности, по которым различают зоны А, Б  и В.

Радиационное воздействие  на персонал и население в зоне радиоактивного загрязнения характеризуется  величинами доз внешнего и внутреннего  облучения людей. Под внешним  понимается прямое облучение человека от источников ионизирующего излучения, расположенных вне его тела, главным  образом от источников гамма-излучения  и нейтронов. Внутреннее облучение  происходит за счет ионизирующего излучения  от источников, находящихся внутри человека. Эти источники образуются в критических (наиболее чувствительных) органах и тканях. Внутреннее облучение  происходит за счет источников альфа-, бета- и гамма-излучения.

Для лучшей организации защиты персонала и населения производится заблаговременное зонирование территории вокруг радиационно-опасных объектов. Устанавливаются следующие три  зоны:

- зона экстренных мер  защиты - это территория, на которой  доза облучения всего тела  за время формирования радиоактивного  следа или доза внутреннего  облучения отдельных органов  может превысить верхний предел, установленный для эвакуации;

- зона предупредительных  мероприятий - это территория, на  которой доза облучения всего  тела за время формирования  радиоактивного следа или доза  облучения внутренних органов  может превысить верхний предел, установленный для укрытия и  йодной профилактики;

- зона ограничений - это  территория, на которой доза облучения  всего тела или отдельных его  органов за год может повысить  нижний предел для потребления  пищевых продуктов. Зона вводится  по решению государственных органов.

5 декабря 1995 г. Государственной  Думой принят Федеральный закон  "О радиационной безопасности  населения", который устанавливает  государственное нормирование в  сфере обеспечения радиационной  безопасности. Статья 9 определяет пределы  лотовых нагрузок для населения  и персонала, причем более жесткие,  нежели ныне действующие. И  в этом смысле мы идем впереди  всех стран: мы принимаем дозовые  пределы, которые рекомендованы  в 1990 г. Международной комиссией  по радиационной защите. Эти нормы  вводятся в действие с 1 января 2000 г. Пока еще ни одна страна  в мире не перешла на рекомендованные  дозовые пределы, хотя в экономическом  отношении они несравнимы с  нами. Устанавливаются следующие  основные гигиенические нормативы  (допустимые пределы доз) облучения  на территории России в результате  использования источников ионизирующего  излучения:

- для населения средняя  годовая эффективная доза равна  0,001 зиверта (1 мЗв) или эффективная  доза за период жизни (70 лет) - 0,07 зиверта (70 мЗв);

- для работников средняя  годовая эффективная доза равна  0,02 зиверта (20 мЗв) или эффективная  доза за период трудовой деятельности (50 лет) - 1 зиверту (1000 мЗв).

Регламентируемые значения основных пределов доз облучения  не включают в себя дозы, создаваемые  естественным радиационным и техногенноизмененным радиационным фоном, а также дозы, получаемые гражданами при проведении медицинских рентгено-радиологических  процедур и лечения. В случае радиационных аварий допускается облучение, превышающее  установленные нормы, в течение  определенного промежутка времени  и в пределах, определенных для  таких ситуаций. Радиоактивное загрязнение  окружающей среды является наиболее важным экологическим последствием радиационных аварий с выбросами  радионуклидов, основным фактором, оказывающим  влияние на состояние здоровья и  условия жизнедеятельности людей  на территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению. Основными специфическими явлениями и факторами, обусловливающими экологические последствия при  радиационных авариях и катастрофах, служат радиоактивные излучения  из зоны аварии, а также из формирующегося при аварии и распространяющегося  в приземном слое облака (облаков) загрязненного радионуклидами воздуха; радиоактивное загрязнение компонентов  окружающей среды. Примером глобального  загрязнения служит авария на Чернобыльской  АС: воздушные массы, двигавшиеся 26 апреля 1986 г. на запад, 27 апреля на север  и северо-запад, 28–29 апреля от северного  направления повернули на восток, юго-восток и далее 30 апреля на юг (на Киев). Последующее длительное поступление  радионуклидов в атмосферу происходило  за счет горения графита в активной зоне реактора. Основной выброс радиоактивных  продуктов продолжался в течение 10 суток. Однако истечение радиоактивных  веществ из разрушенного реактора и  формирование зон загрязнения продолжались в течение месяца. Долгосрочный характер воздействия радионуклидов определялся  значительным периодом полураспада. Осаждение радиоактивного облака и формирование следа происходили длительное время. В течение этого времени изменялись метеорологические условия и след радиоактивного облака приобрел сложную конфигурацию. Фактически сформировались два радиоактивных следа: западный и северный. Наиболее тяжелые радионуклиды распространялись на запад, а основная масса более легких (йод и цезий), поднявшись выше 500–600 м (до 1,5 км), была перенесена на северо-запад. В результате аварии около 5% радиоактивных продуктов, накопившихся за 3 года работы в реакторе, вышли за пределы промышленной площадки станции. Летучие изотопы цезия (134 и 137) распространились на огромные расстояния (значительное количество по всей Европе) и были обнаружены в большинстве стран и океанах Северного полушария. Чернобыльская авария привела к радиоактивному загрязнению территорий 17 стран Европы общей площадью 207,5 тыс. км2, с площадью загрязнения цезием выше 1 Кю/км2.

Если выпадения по всей Европе принять за 100%, то из них на территорию России пришлось 30%, Белоруссии - 23%, Украины - 19%, Финляндии - 5%, Швеции - 4,5%, Норвегии - 3,1%. На территориях России, Белоруссии и Украины в качестве нижней границы зон радиоактивного загрязнения был принят уровень  загрязнения 1 Кю/км2. Сразу после  аварии наибольшую опасность для  населения представляли радиоактивные  изотопы йода. Максимальное содержание йода-131 в молоке и растительности наблюдалось с 28 апреля по 9 мая 1986 г. Однако в этот период “йодовой опасности” защитные мероприятия почти не проводились. В дальнейшем радиационную обстановку определяли долгоживущие радионуклиды. С июня 1986 г. радиационное воздействие  формировалось в основном за счет радиоактивных изотопов цезия, а  в некоторых районах Украины  и Белоруссии также и стронция. Наиболее интенсивные выпадения  цезия характерны для центральной 30-километровый зоны вокруг Чернобыльской  АЭС. Другая сильно загрязненная зона - это некоторые районы Гомельской и Могилевской областей Белоруссии и Брянской области России, которые расположены примерно в 200 км от АЭС. Еще одна, северо-восточная зона расположена в 500 км от АЭС, в нее входят некоторые районы Калужской, Тульской и Орловской областей. Из-за дождей выпадения цезия легли “пятнами”, поэтому даже на соседних территориях плотность загрязнения могла различаться в десятки раз. Осадки сыграли существенную роль в формировании выпадений - в зонах выпадения дождевых осадков загрязнение в 10 и более, раз превышало выпадение в “сухих” местах. При этом в России выпадения были “размазаны” на достаточно большой территории, поэтому общая площадь территорий, загрязненных выше 1 Кю/км2, в России наибольшая. А в Белоруссии, где выпадения оказались более сконцентрированными, образовалась наибольшая по сравнению с другими странами площадь территорий, загрязненных свыше 40 Кю/км2. Плутоний-239 как тугоплавкий элемент не распространился в значительных количествах (превышающих допустимые значения в 0,1 Кю/км2) на большие расстояния. Его выпадения практически ограничились 30-километровой зоной. Однако эта зона площадью около 1100 км2 (где и стронция-90 в большинстве случаев выпало более 10 Кю/км2) стала надолго непригодной для проживания человека и хозяйствования, так как период полураспада плутония-239 составляет 24,4 тыс. лет.

В России общая площадь  радиоактивно загрязненных территорий с плотностью загрязнения выше 1 Кю/км2 по цезию-137 достигала 100 тыс. км2, а свыше 5 Кю/км2 - 30 тыс. км2. На загрязненных территориях оказалось 7608 населенных пунктов, в которых проживало  около 3 млн. человек. Вообще же радиоактивному загрязнению подверглись территории 16 областей и 3 республик России (Белгородской, Брянской, Воронежской, Калужской, Курской, Липецкой, Ленинградской, Нижегородской, Орловской, Пензенской, Рязанской, Саратовской, Смоленской, Тамбовской, Тульской, Ульяновской, Мордовии, Татарстана, Чувашии).

Радиоактивное загрязнение  затронуло более 2 млн. га сельхозугодий  и около 1 млн. га лесных земель. Территория с плотностью загрязнения 15 Кю/км2 по цезию-137, а также радиоактивные  водоемы находятся только в Брянской области, в которой прогнозируется исчезновение загрязнения примерно через 100 лет после аварии. При  распространении радионуклидов  транспортирующей средой является воздух или вода, а роль концентрирующей  и депонирующей среды выполняют  почва и донные отложения. Территории радиоактивного загрязнения - это, главным  образом, сельскохозяйственные районы. Это значит, что радионуклиды могут  попасть с продуктами питания  в организм человека. Радиоактивное  загрязнение водоемов, как правило, представляет опасность лишь в первые месяцы после аварии. Наиболее доступны для усвоения растениями “свежие” радионуклиды при поступлении аэральным  путем и в начальный период пребывания в почве (например, для  цезия-137 заметно уменьшение поступления  в растения с течением времени, т. е. при “старении” радионуклида). Сельскохозяйственная продукция (прежде всего молоко) при  отсутствии соответствующих запретов на ее употребление стала главным  источником облучения населения  радиоактивным йодом в первый месяц после аварии. Местные продукты питания вносили существенный вклад  в дозы облучения и во все последующие  годы. В настоящее время, спустя 20 лет, потребление продукции подсобных  хозяйств и даров леса дает основной вклад в дозу облучения населения. Принято считать, что 85% суммарной  прогнозируемой дозы внутреннего облучения  на последующие 50 лет после аварии составляет доза внутреннего облучения, обусловленная потреблением продуктов  питания, которые выращены на загрязненной территории, и лишь 15% падает на дозу внешнего облучения. В результате радиоактивного загрязнения компонентов окружающей среды происходят включение радионуклидов  в биомассу, их биологическое накопление с последующим негативным воздействием на физиологию организмов, репродуктивные функции и т.д. Для определения зон заражения и нанесения их на карту необходимо знать:

1. Мощность взрыва;
2. Положение (координаты) центра взрыва;
3. Направление среднего ветра (азимут в градусах);
4. Скорость среднего ветра (км/ч).

Средним ветром называют ветер, являющийся средним по скорости и  направлению для всех слоев атмосферы  в пределах от поверхности земли  до высоты подъема верхней кромки облака взрыва. Для характеристики заражения местности применяется  доза радиации, считываемая с момента  выпадения радиоактивных веществ  из облака на местность до их полного  распада - (Д?). На зараженной местности  выделяют три зоны с Д? на их внешних  границах: 40, 400, 1200 рентген (р), эти границы  характеризуются также уровнями радиации на 10 часов после взрыва, равными 0,5 р/ч, 5 р/ч и 15 р/ч, на картах (планах) обозначаются буквами А, Б  и В как показано на рис. 1.