Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

9

Курс «БЖД: Защита в ЧС и ГО» - 2006 год

2. «АВАРИИ НА РОО». Часть 2: Опасность радиационных аварий.

2.8.Ядерная реакция.

Природный радиоизотоп U-235 и два искусственных изотопа U-233 и Pu-239 помимо самопроизвольного распада способны после захвата свободного нейтрона к делению ядра на два осколка с выделением энергии более 200МэВ, что на два порядка превышает энергию радиационного распада. В результате такой реакции образуются два новых изотопа, происходит излучение -квантов и -частиц и образуются несколько свободных нейтронов, которые в свою очередь при определенных условиях могут способствовать делению новых радионуклидов. Подобный процесс называется цепной ядерной реакцией, которая может быть неуправляемой, как при взрыве ядерного боеприпаса, как и управляемой, как в ядерном реакторе.

Деление ядра происходит, в достаточной мере, произвольно. В соответствии с определенными вероятностями могут образовываться 200 различных изотопов 35 химических элементов. Это означает, что 165 изотопов являются нестабильными и способными к радиационному распаду. Почти все они являются - и -излучателями.

Таким образом, в результате ядерной реакции за ее пределы распространяются - и -излучения и поток нейтронов, а сама реакция является источником колоссальной энергии.

2.9.Ядерный топливный цикл. Радиационно-опасные объекты (РОО).

Наиболее распространенными объектами, использующими ядерную энер­гию, являются атомные станции (АС). Их работа требует добычи урановой руды, ее переработки в обогащенное ураном-235 ядерное топливо, произ­водства тепловыделяющих элементов (ТВЭЛов), переработки отработанного топлива для извлечения делящегося материала, переработки и захоронения радиоактивных отходов.

Эти стадии образуют ядерный топливный цикл - ЯТЦ. Сюда же нужно добавить транспортировку радиоактивных материалов для обеспечения ра­боты всех стадий (Рис. 5.).

Добыча и переработка руды U3O5 (в пересчете на 1000кг чистого урана: U238 993кг U235 7кг)

Обогащение руды до UO2 (в отвалы 900кг: U238897,3кг U235 2,7кг на ТВЭЛы 100кг: U23895,6кг U235 4,4кг)

Изготовление ТВЭЛов

ТТВЭЛы

РЕАКТОР. Загрузка ТВЭЛов. Через 3 года работы на 100кг загрузки: U238 94,03кг U235 1,26кг Pu239 0,74кг

Оотработ аанное ттопливо

Переработка отходов: На обогащение 96,03кг из 100кг, на захоронение 3,97кг

Захоронение выcоко-активных отходов (3,97кг из 100кг загрузки)

Рисунок 5. Схема ЯТЦ

Кроме того, в ЯТЦ входят предприя­тия радиохимической промышленности, объекты по переработке и захороне­нию отходов и др.

Все перечисленные объекты представляют химическую и радиологическую опасность. Наибольшую опасность представляют аварии на атомных станциях и объектах захоронения радиоактивных отходов.

Радиационно опасный объект (РОО) - научный, промышленный или обо­ронный объект, при авариях или разрушении которого могут произойти массовые поражения людей, животных и растений ионизирующими излучениями, а также радиоактивное загрязнение среды.

2.10.Реактор и его работа.

Основным объектом опасности АС является атомный реактор.

Ядерные реакторы по назначению делятся на:

- исследовательтские,

- для производства исскуственных изотопов,

- энергетические (производство электрической или тепловой энергии),

- для транспортных систем,

- для медицинских целей,

- для разработки новых технологий.

На атомных станциях в нашей стране эксплуатируются реакторы типов ВВЭР (водо-водяной энергетический реактор) и водо-графитовые реакторы типа РБМК (реактор большой мощности канальный), в которых топливом служит уран-238, обогащенный несколькими процентами урана-235. Ядерное топливо в виде цилиндрических таблеток размещается в тепловыделяющих элементах (ТВЭЛах) - цилиндрах из циркониевых сплавов. ТВЭЛы объединя­ются в тепловыделяющие сборки (ТВС), которые помещаются в специальные вертикальные технологические каналы графитовой кладки реактора. По ним же циркулирует и теплоноситель (в реакторах ВВЭР и РБМК в качестве теплоносителя используется вода). Объем, занимаемый ТВС и графитовой кладкой, являющейся замедлителем нейтронов, называется активной зоной, так как в нем происходит цепная ядерная реакция.

Реактор размещается в бетонной шахте, которая создает биологичес­кую защиту от ионизирующих излучений.

Реактор работает дли­тельное время и значительная часть изотопов с малым периодом полурас­пада превращается в стабильные элементы. Одновременно накапливаются изотопы с большим периодом полураспада. Таким образом, чем дольше экс­плуатируется реактор, тем больше в нем будет накоплено радиоактивных продуктов деления, причем преобладать в них будут изотопы с большим периодом полураспада.

Начальная загрузка топлива в реактор ВВЭР-440 составляет 42 тонны, в которых содержится 3,3% (около 1,4 т) делящегося урана-235. После цикла отработки (примерно 3 года) остаточное количество ура­на-235 в ТВЭЛах составляет около 1% (400 кг), т.е. за время работы реактора 1 тонна урана-235 превращается в продукты деления.

Суммарная активность всех ТВЭЛов после цикла их отработки в реак­торе ВВЭР-440 составляет около 2 · 10¹⁹ Бк.

Наряду с делением ядер урана-235, в реакторе, под воздействием потока нейтронов, происходит превращение урана-238 в плутоний-239. За полный цикл эксплуатации ТВЭЛов в реакторе ВВЭР-440 образуется 10 кг плутония на одну исходную тонну ядерного горючего (т.е. урана-238). Кроме плутония, об­разуются и другие трансурановые элементы: америций-241, нептуний-237, кюрий-242.

Под воздействием нейтронов стабильные изотопы некоторых химичес­ких элементов становятся радиоактивными, например, железо-59, це­рий-60, магний-54, кобальт-60. Это так называемая наведенная актив­ность. Аналогичные процессы происходят и в реакторе типа РБМК.

Как уже упоминалось, при работе реакторов АС в их активной зоне идет непрерывный процесс накопления радиоактивных продуктов деления ядерно­го топлива, представляющих смесь 200 изотопов 35 химических элементов, изотопов наведенной активности и трансурановых элементов.

Основную опасность при аварии представляют продукты деления ядер­ного топлива в случае выхода их за пределы биологической защиты реак­тора.

2.11.Зоны в период нормального функционирования реактора.

Образующиеся при работе реактора отходы могут находиться в газооб­разном, жидком, аэрозольном и твердом состояниях. В процессе нормаль­ной работы из реактора удаляются газообразные (после предварительной очистки) и, частично, аэрозольные и жидкие отходы. Для профилактики и контроля за этими процессами вокруг АС при нормальной зксплуатации ус­танавливаются санитарно-защитная зона и зона наблюдения.

Санитарно-защитная зона - территория вокруг объекта, на которой уровень облучения людей в условиях нормальной эксплуатации может пре­высить дозовый предел для населения. Размер санитарно-за­щитной зоны зависит от типа и мощности реактора, расчетного количества радиоактиных выбросов, климатических условий и других факторов.

В пределах санитарно-защитной зоны население не проживает, но мо­гут располагаться здания и сооружения подсобного и обслуживающего наз­начения - пожарные депо, ремонтные заводы и т.п.

Зона наблюдения - территория, где возможно влияние радиоактивных выбросов и сбросов РОО и где облучение проживающего населения может достигать установленного дозового предела ( в терминах НРБ 76/87).

2.12.Аварии на РОО: причины, классификация, стадии, состав выброса.

2.12.1 Риск и причины аварий.

Основными тенденциями развития ядерной энерготехнологии, увеличивающими риск и негативные последствия аварий, являются:

- рост единичных мощностей производства,

- рост емкостей,

- увеличение концентрации производства в густона­селенных районах,

- развитие техники и технологии, ведущее к услож­нению объектов и, как следствие, к увеличению вероятности нарушения их работы.

Анализ аварий в 14 странах дал возможность установить основные причины их возникновения и долю каждой из н их в общем числе аварий (см. табл. 7.1).

Таблица 2.12.1—1 Причины аварий на РОО и их доля.

Причина аварии	Доля (%)
Ошибки в проекте, дефекты оборудования	30,7 %
Износ и коррозия оборудования	25,5 %
Ошибки оператора	17,5 %
Ошибки в эксплуатации	14,7 %.
Прочие причины	11,6 %

Из данных таблицы следует, что основными причинами аварий явились просчеты научного и технического характера (56,2%), а также недоста­точная подготовка и дисциплинированность персонала (32%).

2.12.2 Классификация аварий.

Радиационной аварией называется авария, связанная с выбросом ра­диоактивных продуктов и выходом ионизирующих излучений за предусмот­ренные проектом для нормальной эксплуатации объекта границы в коли­чествах, превышающих установленные пределы безопасности.

Авария является

локальной, если создается повышенный уровень внешнего облучения и радиоактивного загрязнения воздуха в рабочих помещениях,

местной, если выход радиоактивных продуктов огра­ничивается территорией санитарно-защитной зоны, или

общей, если выход радиоактивных продуктов распространился за пределы санитарно-защитной зоны.

В зависимости от причин и последствий радиационные аварии делят на проектные и запроектные.

Проектная авария - это авария, для которой проектом определены исходные события и конечные послеаварийные контролируемые состояния элементов и систем, а также предусмотрены меры и технические системы безопасности, обеспечивающие ограничение аварии установленными преде­лами. Проектная авария, которая определяется самым тяжелым событием, когда еще будут действовать защитные системы, называется максимальной проектной аварией (МПА).

Запроектная авария - авария, вызванная непредусмотренными в про­екте исходными событиями и сопровождающаяся дополнительными отказами или ошибочными действиями персонала, что в итоге приводит к тяжелым последствиям (в том числе и к возможному расплавлению активной зоны реактора). Авария с максимально возможным для данного типа реактора выбросом и наиболее тяжелыми последствиями называется максимальной запроектной аварией (МЗА).

Следует подчеркнуть,что ядерный взрыв реактора невозможен, так как в реакторе не может образоваться критическая масса.

2.12.3 Радиационная опасность аварии.

Радиационная опасность аварии определяется количеством радиоак­тивных изотопов в выбросе и радионуклидным составом выброса. Количественно опасность аварии измеряется в единицах активности.

Так, например, при максимальной проектой аварии активность выброса у реактора ВВЭР на 1000 МВт эл. составляет 1,2·10¹⁷ Бк, у реактора РБМК - 6,3·10¹⁵ Бк, а при максимальной запроектной аварии соответственно 4,4·10¹⁹ и 4,9·10¹⁹ Бк.

Радионуклидный состав выброса не будет эквивалентен составу в активной зоне реактора, так как выход изотопов в большой степени зави­сит от их летучести. На фоне тугоплавкости большинства радионуклидов, такие вещества как теллур, йод, цезий и, в какой-то степени, стронций будут иметь преобладающее значение. Во всех случаях в выбросах будут присутствовать радиоактивные благородные газы - криптон, ксенон, аргон и др. Другие изотопы могут выбрасываться из реактора, в зависимости от характера и развития аварии, в виде газов, аэрозолей или твердых ве­ществ.

2.12.4 Стадии аварии.

При прогнозировании изменений обстановки и планировании меропри­ятий по защите населения целесообразно рассматривать аварию на АС, разделив ее на три временных стадии. На каждой стадии возникает свой, главный фактор облучения и это обстоятельство определяет характер необхомых мер по защите населения.

Ранняя стадия аварии начинается с момента, когда была обнаружена возможность облучения за пределами АС, включает в себя период выброса и несколько часов после выброса, в течение которых формируется ради­оактивный след. Продолжительность этой стадии в зависимости от харак­тера и масштабов аварии может длиться от нескольких часов до несколь­ких суток.

Промежуточная стадия аварии начинается с момента завершения фор­мирования радиоактивного следа и длится от нескольких суток до года после возникновения аварии.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов лекций