Радиационные аварии

К радиационной аварии относит непредвиденный случай, обусловленный нарушением технологического процесса, неисправностью оборудования и другими причинами, который создает повышенную радиационную опасность для персонала и населения.

Наиболее серьезными источниками радиационных аварий являются предприятия, вырабатывающие или использующие атомную энергию. К ним относятся исследовательские реакторы, производства искусственных изотопов, атомные электростанции (АЭС) и станции теплоснабжения (ACT), атомные теплоэлектроцентрали (АТЭЦ), а также предприятия металлургии химической промышленности и т.д.

Получение электрической или тепловой энергии является главной областью мирного применения ядерных технологий. В основу такого производства положен так называемый ядерный топливный цикл (ЯТЦ).

Являясь наиболее мощными и сложными, технические системы атомных энергетических производств являются основным источником серьезных радиационных аварий. По данным Международного агентства по атомной энергетике (МАГАТЭ) только в период с 1971 no 1985 г.г. в 14 странах мира на АЭС имели место более 150 аварий различной тяжести, т.е. в среднем около 10 в год. Основными причинами аварий на АЭС являются:

- ошибки в проектах, дефекты - на их долю приходится 30, 7% всех аварий;

- износ оборудования, коррозионные процессы - 25, 5%;

- ошибки оператора- 17, 5%;

- ошибки в эксплуатации - 14, 7%;

- прочие причины - 11, 6%.

Наиболее серьезной аварией, быстро переросшей в глобальную катастрофу, стала авария на Чернобыльской АЭС (Украина, СССР) 26 апреля 1986г. В результате последовательных ошибок, допущенных операторами ядерного реактора, в нем начал накап­ливаться водяной пар. Он реагировал с находящимся в реакторе горячим цирконием, и образовывался водород. Давление водо­рода в активной зоне реактора нарастало, что привело в конеч­ном итоге к разрушению верхней части реактора, четвертого блока станции, часть здания и кровля машинного зала АЭС. При соприкос­новении с воздухом газообразная смесь взорвалась, и от возник­шего пламени загорелся графитовый замедлитель, который про­должал гореть несколько дней.

В результате взрыва и разрушения защитных и ограждающих конструкций на первой стадии произошел выброс ядерного топлива (на высоту до 1 км), а также высокоактивных обломков конструкций активной зоны, графита, продуктов деления и т.п. На второй стадии (до 1 мая) мощность выброса в виде, главным образом, топливной и графитовой пыли уменьшилась. На третьей стадии (2-6 мая) наблюдалось нарастание мощности выброса, обусловленное непродуманной попыткой засыпать шахту реактора свинцом, материалами на основе бора, песком и глиной без организации теплоотвода. В результате произошел дополнительный разогрев оставшегося содержимого реактора и проплав его опорной плиты; образовавшаяся раскаленная масса проникла в подреакторные помещения. На четвертом этапе (после 6 мая) мощность выброса резко упала и в дальнейшем стабильно уменьшалась.

Радиоактивные вещества, нахо­дящиеся в реакторе, попали в атмосферу и образовали радиоак­тивное облако, размеры которого составляли 30 км в ширину и приблизительно 100 км в длину. Распространившись затем на большое расстояние, облако вызвало радиоактивное заражение местности. Зона существенного загрязнения местности (с уров­нем загрязнения более 5 мр/ч) составила около 3000 км². Несколь­ко десятков человек погибло в результате аварии. Отмечены так­же многочисленные случаи заболевания лучевой болезнью. Свыше 100000человек, проживавших в радиусе 30 км от реактора пришлось эвакуировать вскоре после аварии.

В результате аварии образовалось три радиоактивных следа на поверхности земли: северный, западный и южный и стойкое радиоактивное заражение в пределах этих следов на территориях Украины, России, Белоруссии. Повышение радиоактивности было зафиксировано в Финляндии, Норвегии и других северных странах.

Опыт Чернобыля и других аварий на АЭС и предприятиях ЯТЦ также показал, что основными источниками опасных из лучений при серьезных радиационных авариях являются: активная зона разрушенного реактора; газо-аэрозольное облако радиоактивных благородных газов и радиоактивных веществ; выброшенных из реактора; обломки активной зоны, конструкции биологической зашиты самого реактора, машин и механизмов, выброшенные из здания реактора в момент аварии; мелкодисперсные радиоактивные вещества в твердой и жидкой форме, вынесенные из реактора потоком теплого воздуха и равномерно распределенные по поверхности земли, зданий, сооружений, насаждений и других объектов в районе аварии.

Воздействие аварий рассматриваемого типа на окружающую среду сводится помимо взрыва и локальных пожаров к радиоактивному загрязнению, осуществляемому через гидро- и воздушный перенос, диффузию в почву. Радиоактивные загрязнения имеют малую вымываемость атмосферными осадками и паводковыми водами. Торф, чернозем, суглинки и глины являются грунтами, которые особенно хорошо удерживают радиоактивные осадки. До 90% всех осадков сосредотачивается в слое грунта толщиной до 2...3 см.

Последствия радиационных аварий для людей и ущерб, наносимый ими природе, могут быть разделены на следующие категории:

• немедленные смертельные случаи и травмы;

смертельные случаи, травмы и. др., возникающие среди персонала и населения в процессе аварии (до локализации очага аварии и прекращения выброса опасных веществ);

• латентные (продленные) смертельные случаи и заболевания, в т.ч. будущих поколений;

• материальный ущерб от радиоактивного загрязнения, включая вывод земель из пользования на длительный, период, вторичный ущерб от изменения флоры и фауны;

• материальный ущерб от мероприятий по ликвидации по- следствий включая расходы на эвакуацию и новое размещение пострадавшего населения, медицинское обслуживание, дезактивацию и дегазацию, ущерб от использования невосполнимых ресурсов;

• социальный ущерб для общества и его институтов.

Защита от радиационных аварий на предприятиях, использующих ЯТЦ, осуществляется с помощью специальных технических систем и защитных конструкций (оболочек) из железобетона с внутренней металлической облицовкой, заключающих внутри себя активную зону. Толщина стенок такой оболочки достигает 1, 5 м. Эти оболочки обеспечивают также биологическую защиту персонала. После аварии в Чернобыле АЭС Чернобыльского типа, не обеспечивающие локализацию внутреннего аварийного воздействия, строительством запрещены.

Расчет оболочек должен обеспечить безопасность реактора при всех гипотетически возможных видах воздействий, включая большинство особых (сейсмика, взрыв, удары и т.п., см. п.п. 3.1, 3.2, 3.4). Авария в Чернобыле выделила также в качестве особого воздействия проплав днища реакторного отделения высокотемпературной топливной массой с последующим уходом ее в грунты с водоносными слоями. Одним из возможных путей решения этой проблемы может быть возведение с помощью специальной техники железобетонных или металлических охлаждаемых ловушек, рассекающих массу и контролирующих охлаждение ее частей.

Защита людей и оборудования на радиоактивно зараженной местности достигается, главным образом, оборудованием обитаемых объектов защитными экранами из противорадиационных материалов (ПРМ). В качестве последних используются вольфрам, свинец в виде листа и дроби, железо.

Защита из ПРМ может быть общей, локальной, индивидуальной и комбинированной. Для общей защиты ПРМ размещается по всем наружным и внутренним поверхностям помещения (обычно для группы людей). Локальная защита реализуется путем размещения ПРМ на направлениях, по которым преимущественно распространяются опасные излучения; примером может быть пол кабины, кресло и подлокотники водителя автомашины, защищенные листами свинца. Индивидуальная защита обеспечивается ношением специальной защитной одежды. Комбинированная защита сочетает в себе все три способа.

Наибольшей проникающей способностью обладают, как известно, гамма- и нейтронное излучения. Поражающее действие проникающей радиации характеризуется энергией, переданной излучением единице массы вещества, или поглощенной дозой. За единицу поглощенной дозы принят 1 Грей - доза излучения, соответствующая энергии 1 Дж, переданной ионизирующим излучением любого вида облучаемому веществу массой 1 кг. Внесистемной единицей поглощенной дозы является рад; 1 рад= 10 Гр.

Для защиты от нейтронного излучения предпочтительно применение водородосодержащих материалов (вода, полиэтилен и т.п.). Однако поглощение нейтронов может сопровождаться испусканием вторичного гамма-излучения; этот эффект может быть существенно снижен введением в материал защиты бора.

Гамма-излучение хорошо ослабляется тяжелыми металлами, например, свинцом.

При работе на радиоактивном следе даже при низких уровнях радиации на объектах должны функционировать системы очистки воздуха, а люди, находящиеся на открытой местности, должны использовать индивидуальные средства защиты органов дыхания.

Одна из особенностей радиоактивного загрязнения заключается в том, что его невозможно обнаружить без помощи специальных дозиметрических приборов, так как радиация не имеет каких-либо внешних признаков, не обладает ни цветом, ни запахом, ни вкусом. Радиоактивные излучения обладают способностью проникать через различные толщи материала и вызывать нарушения некоторых, жизненно важных процессов в организме человека. Человек в момент воздействия радиации не получает телесных повреждений и не испытывает болевых ощущений, однако, врезультате облучения у пораженного позже может развиться лучевая болезнь.

Радиационное облучение бывает внешнее и внутреннее. При внешнем облучении источник находится вне живого организма. В этом случае следует быстро покинуть зараженную зону или спрятаться в укрытии. Внешнее облучение значительно поглощается стенам здании и одеждой.

Но радиоактивные вещества могут попасть и внутрь организма — с пылью воздухом, пищей и водой. Происходит внутреннее облучение - это основная угроза для людей оказавшихся в зоне радиоактивного заражения. В организме радиоактивные вещества ведут no-разному. Одни скапливаются в костях, другие – в печени, почках.

Например, радиоактивный йод концентрируется в щитовидной железе, которая вырабатывает гормоны и регулирует жизнедеятельность организма. Обычно в организме содержится очень мало йода. Йод нужен щитовидной железе для нормальной работы, а накопление в ней радиоактивного йода работу железы нарушает. Чтобы избежать подобной опасности, для профилактики в первые часы после аварии необходимо насытить щитовидную железу обычным йодом: тогда она не примет йод радиоактивный. Для насыщения обычным йодом применяются таблетки и порошки йодистого калия. Принимать его следует в течение первого времени ежедневно, по одной таблетке. Если таблеток нет, можно приготовить йодистую смесь: капель 5%-ного раствора йода на стакан воды. Принимать равными частями 4 раза в день.

Максимально ограничьте пребывание на открытой местности, при выходе из помещений используйте средства индивидуальной зашиты;

При нахождении на открытой территории не раздевайтесь, не садитесь на землю, не курите;

Перед входом в помещение обувь вымойте водой или оботрите тряпкой, верхнюю одежду вытряхните и почистите влажной щеткой;

Строго соблюдайте правила личной гигиены;

Принимайте пищу только в закрытых помещениях, руки тщательно мойте, рот полощите очень слабым раствором пищевой соды;

Воду употребляйте только из проверенных источников;

Исключите купание в открытых водоемах до проверки степени их радиоактивного загрязнения;

Не собирайте в лесу ягоды, грибы и цветы. Наблюдение этих рекомендаций поможет избежать заболевания лучевой болезнью.