tema4_1b (Лекции), страница 2

Восстановительная стадия аварии может длиться продолжительное время. Она заканчивается, когда отпадает необходимость в защитных ме­рах и отменяются, в связи с этим, все ограничения на жизнедеятельность населения.

2.12.5 Состав выброса и воздействие излучений по стадиям аварии.

Наиболее опасными продуктами выброса являются йод-131 (особенно в первые месяцы после аварии) с периодом полураспада 8 суток, строн­ций-90 (период полураспада 28,4 года), цезий-137 (период полураспада 30 лет), цезий-134 (период полураспада 2,1 года). Во многих случаях (в зависимости от типа реактора) определенную опасность будет представ­лять плутоний-239.

На ранней и в начале промежуточной стадии аварии доза внешнего облучения будет формироваться за счет гамма- и бета-излучения от факела выброса и облака газообраз­ных продуктов выброса из реактора.

Внутреннее облучение обусловлено ин­галяционным поступлением в организм продуктов из облака.

Главную опас­ность представляет йод-131, который, являясь бета-гамма-излучателем, должен учитываться как во внешнем, так и во внутреннем облучении. При попадании внутрь организма, радиоактивный йод накапливается в щитовид­ной железе и, благодаря длительному времени выведения, может нанести серьезный ущерб здоровью человека, вплоть до разрушения щитовидной же­лезы. В большом количестве йод попадает в организм человека при упот­реблении молока коров, выпасаемых на загрязненных пастбищах. Особой опасности подвергаются дети, щитовидная железа которых в десять раз меньше, чем у взрослого человека при почти одинаковом употреблении мо­лока.

На промежуточной стадии источником внешнего облуче­ния являются радиоактивные вещества, выпавшие на землю. Внутреннее об­лучение обусловленно поступлением радиоактивных изотопов в организм при употреблении продуктов питания и воды. Возможно также ингаляцион­ное поступление радиоактивных веществ при вторичном загрязнении возду­ха изотопами, выпавшими на землю.

Примерно через два месяца после аварии и далее, основную опасность будут представлять цезий-137 и стронций-90. Цезий-137 является бе­та-гамма излучателем и должен учитываться во внешнем облучении. При попадании внутрь организма цезий-137 равномерно распределяется по мы­шечным тканям. Стронций-90 - бета-излучатель и поэтому его роль во внешнем облучении незначительна. Внутри организма стронций-90 накапли­вается в костях и представляет большую опасность вследствие длительно­го времени выведения. Плутоний крайне вреден как источник внутреннего облучения. Он накапливается в легких и костях, практически не выводит­ся из организма и излучает альфа-частицы, обладающие высокой ионизиру­ющей способностью.

(Источники облучения на восстановительной стадии те же, что и на промежуточной, но уровень загрязнения значительно уменьшается в связи с распадом радиоактивных веществ и проведенных защитных меропри­ятий).

2.13.Международная шкала оценки аварий (шкала МАГАТЭ)

Предусматривается градация аварий из 8 уровней с обозначениями:

Аварии:

А-01 7 уровень

А-02 6 уровень

А-03 5 уровень

А-04 4 уровень

Происшествия:

П-01 3 уровень

П-02 -:- П-04 1,2,3 уровни

П-05 -:- П-10 0 уровень

Характеристика аварий

А-01 - выброс в окружающую среду большей части РАВ, накопившихся в активной зоне реактора.

Характерен для значительного разрушения активной зоны - механи­чески или плавлением - с повреждением ТВЭЛов.

Для персонала и населения требуется проведение защитных мероприятий:

- йодная профилактика,

- укрытие в защитных сооружениях,

- эвакуация.

Ожидаемая доза за первый год на расстоянии 25 км от АС:

внешнего облучения > 10 рад/год ( 0,1 Зв/год)

внутреннего облучения щитовидной

железы за счет ингаляции > 30 бэр/год ( 0,3 Зв/год)

А-02 - выброс в окружающую среду части РАВ, накопившихся в активной зоне реак­тора. При проектных авариях ожидаемые дозы за пределами санитарно-за­щитной зоны:

внешнего облучению < 10 рад/год ( 0,1 Зв/год)

внутреннего облучения щитовидной

железы за счет ингаляции < 30 бэр/год ( 0,3 Зв/год)

Вводятся плановые мероприятия по защите персонала и населения,включая эвакуацию.

А-03 - выброс в окружающую среду РАВ в количестве , которое приводит к незна­чительному превышению дозовых пределов для проектной аварии.

А-04 - выброс такого количества РАВ в окружающую среду,при котором не будут превышены дозовые пределы для населения предусмотренные проектными авариями.

Характеристика происшествий

П-01 - выброс (сброс) в окружающую среду РАВ выше предельно допустимых норм без нарушения пределов безопасной эксплуатации. Загрязнение помещений и оборудования АС выше установленного уровня для нормальной эксплуатации или облучение персонала дозами,превышающими допустимый предел.

П-02 - отклонение от пределов проектной безопасной эксплуатации АС в любых режимах работы энергоблока,не перешедших в аварию, если происшествие не относится к более низкому типу.

П-03 - неработоспособность каналов систамы безопасности в количестве исчерпы­вающем их резерв в любом режиме эксплуатации энергоблоков АС.

П-04 - неработоспособность отдельных каналов системы безопасности при сохра­нении их резерва в любом режиме эксплуатации энергоблоков АС в течение срока,превышающего разрешенный технологическим регламентом.

П-05 - остановка реакторной установки или отключение энергоблока от сети в любом режиме эксплуатации АС в результате внешнего воздействия или по ошибке персонала.

П-06 - повреждение ТВЭЛов,не приводящее к аварии или к П-00,00.

П-07 - повреждение важного для безопасности АС оборудования и трубопроводов.

П-08 – снижение мощности энергоблока АС более чем на 25% от предшествующего уровня мощности, в течение менее 3 часов, вызванное неисправностью оборудова­ния АС или неправильными действиями персонала.

П-09 - срабатывание любой системы безопасности или одного канала системы бе­зопасности по прямому назначению режима, не связанное с обеспечением функций безопасности.

П-10 - неработоспособность отдельных каналов систем безопасности в любом ре­жиме эксплуатации энергоблоков в течение срока, не превышающего разре­шенного техническим регламентом.

2.14.Авария на ЧАЭС.

Наиболее крупная авария произошла на Чернобыльской АЭС 26 апреля 1986 г. в 1 ч. 23 мин. Эта авария является одной из крупнейших эколо­гических катастроф глобального масштаба.

Авария произошла на реакторе типа РБМК-1000, в который загружает­ся 192 т двуокиси урана-238 при двухпроцентном обогащении ураном-235. К моменту аварии реактор проработал 760 суток и содержал большое коли­чество продуктов деления. Остановка четвертого блока АЭС, где находил­ся реактор была,запланирована на 25 апреля. Перед остановкой планиро­вались испытания турбогенератора N 8 - одного из двух генераторов чет­вертого блока. При проведении этих испытаний, в результате отключения большинства защит реактора, ошибочных действий персонала и прямого на­рушения инструкций по эксплуатации, управление реактором было потеряно. Реактор вышел на непредусмотренный режим, его мощность начала резко возрастать при уменьшении расхода воды. Резкое увеличение парообразо­вания и рост давления в активной зоне реактора привели к разрыву части технологических каналов. Попадание воды и пара в реакторное пространс­тво вызвало тепловой взрыв,который сдвинул 1000-тонную защитную крышку реактора. Через 2 секунды произошел второй взрыв, который разрушил ре­актор и горячие куски топлива, графита и элементов реактора были выб­рошены из разрушенного здания.

К моменту взрыва температура топлива достигала 1600...1800⁰С. При такой температуре происходит утечка продуктов деления - радионук­лидов инертных газов, йода, теллура, цезия. В течение первого часа после аварии температура снизилась и утечка летучих радионуклидов уменьшилась. В дальнейшем температура снова начала расти за счет оста­точного тепловыделения и к 30 апреля превысила первоначальную. Высокая температура способствовала образованию столба горячего воздуха, кото­рый поднимался на значительную высоту и уносил из активной зоны ради­оактивные газы и аэрозоли.

С 30 апреля по 10 мая на реактор было сброшено более 5 тысяч тонн песка, глины, борной кислоты, свинца, в результате чего к 6 мая выброс резко уменьшился, а затем прекратился. К 5 мая температура реактора стабилизировалась и начала снижаться.

В результате аварии было выброшено в окружающее пространство большое количество радиоактивных веществ. В атмосферу ушло около 50 тонн испарившегося топлива, примерно 70 тонн топлива и 700 тонн ради­оактивного графита осело в районе аварийного блока и частично на всей площадке АЭС.

Выброс радиактивных веществ в момент аварии оценивался в 7,5 · 10¹⁷ Бк, а суммарный, к 6 мая составил 18 · 10¹⁷ Бк, что соответствует при­мерно 3,5% от общей активности продуктов деления в реакторе на момент аварии.

(Разрушение такого блока полностью, например в случае войны, даст выброс активностью примерно в 4,9 · 10¹⁹ Бк). Выход изотопов йода-131 составил 20%, цезия-137 - 15%, цезия-134 - 10%, стронция-90 - 4%, дру­гих радионуклидов - 2...5% от общего количества этих изотопов в реак­торе.

Характерной особенностью ранней стадии аварии было то, что ради­оактивные продукты из разрушенного блока испускались не единичным выб­росом, а несколькими, из которых самыми крупными были выбросы 26 апре­ля, 4 и 6 мая. Выход большого количества радиоактивных веществ в тече­ние длительного времени, изменяющиеся метеоусловия привели к очень сложной радиационной обстановке. Уже в первые 7...10 дней направление ветра изменилось на 360 градусов, фактически описав полный круг.

В течение этого времени происходил выброс и распространение ради­оактивных веществ. В местах, где выпадали дожди, образовывались пятна заражения с большей плотностью. Промежуточная стадия аварии, в течение которой продолжалось оседание и перемещение радиоактивных веществ, формирование следа и пятен затянулся до конца мая. Заметные выпадения изотопов захватили Белоруссию, Украину, в меньшей мере, Россию. В Ев­ропе отмечались слабые следы заражения, вызванные дождями и не требую­щие никаких мероприятий по защите.

Восстановительная стадия аварии является самой длительной. По-ви­димому, она будет исчисляться десятилетиями вследствие наличия в зонах загрязнения большого количества долгоживущих изотопов. В первые дни после аварии была проведена эвакуация из 10 -кило­метровой зоны, а затем из 30-километровой зоны.

В дальнейшем отселение проводилось по мере прояснения обстановки, обнаружения опасных районов, а также в связи с изменявшимися критерия­ми дозовых нагрузок, которые были введены Минздравом СССР. Основным критерием первого года после аварии явилось недопущение облучения на­селения дозой более 0,1 Зв за первый год. Этому критерию соответство­вало значение мощности дозы 5 · 10^-5 Гр/час, пересчитанное на 10 мая 1986 г.

По изолинии 5 · 10^-5 Гр/час и проводилось отселение. В 1990 г. был введен новый критерий - доза за всю жизнь не должна превышать 0,35 Зв, что привело к появлению новых населенных пунктов, подлежащих эвакуа­ции. Всего из опасных районов было эвакуировано и отселено 116 тысяч человек.

Площади загрязнения цезием-137

с плотностью от 1,85·10¹¹ до 5,25·10¹¹ Бк/км² - 17880 км² ,

с плотностью от 5,25·10¹¹ до 1,5·10¹² Бк/км² - 7090 км² ,

с плотностью свыше 1,5 · 10¹² Бк/км² - 3100 км².

Перечень контрольных вопросов по теме

1. Ионизирующие излучения: определение и виды.

2. Параметры ионизирующих излучений.

3. Дозовые характеристики поля ионизирующих излучений; экспозиционная, поглощенная, эквивалентная и эффективная дозы, взвешивающие коэффициенты.

4. Воздействие ионизирующих излучений на людей: виды эффектов облучения.

5. Лучевая болезнь.

6. Ядерный топливный цикл, РОО.

7. Реактор и его работа.

8. Аварии на РОО: причины, классификация.

9. Радиационная опасность аварии.

10. Стадии аварии, состав выброса по стадиям аварии.

11. Цели радиационной защиты, принципы радиационной безопасности.

12. НРБ-96. Основные дозовые пределы облучения.

13. Зоны в период нормального функционирования АС.

14. Международная шкала оценки аварий и происшествий на РОО (документ МАГАТЭ).

Ф акультет военного обучния