8.3. Анализ техногенных аварий (на примере аварий на

радиационно-опасных объектах).

В настоящее время практически любая отрасль хозяй­ства и науки использует радиоактивные вещества и источ­ники ионизирующих излучений.

Ядерные материалы приходится возить, хранить, пе­рерабатывать. Это создает дополнительный риск радиоак­тивного загрязнения окружающей среды, поражения лю­дей, животных и растительного мира.

В результате аварий могут возникнуть обширные зоны радиоактивного загрязнения местности и происходить об­учение персонала радиационно-опасных объек­тов (РОО) и населения, что характеризует создавшуюся ситуацию как чрезвычайную. Степень опасности и масштабы такой ЧС будут определяться количеством и активностью выброшенных радиоактивных веществ, а также видом и энергией сопровождающих их распад ионизирующих из­учений.

Радиационные аварии подразделяются на:

а )- 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;

б) - 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;

в) - 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.

К типовым радиационно-опасным объектам следует от­нести: атомные станции, предприятия по изготовлению ядерного топлива, по переработке отработанного топлива и захоронению радиоактивных отходов, научно-исследова­тельские и проектные организации, имеющие ядерные ре­акторы, ядерные энергетические установки на транс­порте.

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:

- по типовым нарушениям нормальной эксплуатации;

- по характеру последствий для персонала, населения и окружающей среды.

При анализе аварий используют цепочку "исходное событие — пути протекания — последствия".

Аварии, связанные с нарушениями нормальной эксплуатации, подразделяются на проектные и запроектные.

Под нормальной эксплуатацией АЭС понимается ее состояние в соответствии 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 конструкций, 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.

При нарушении контроля и управления цепной ядерной реакцией возможны тепловые и ядерные взрывы. Тепловой взрыв может возникнуть, когда вследствие быстрого неуправляемого развития реакции резко нарастает мощность и происходит накопление энергии, приводящей к разрушению реактора со взрывом.

Радиационное воздействие на персонал и население в зоне радиоактивного загрязнения определяется дозами 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 радионуклидов, находящихся внутри чело­века, которые накапливаются в критических (наиболее чув­ствительных) органах и тканях. Внутреннее облучение про­исходит за счет источников альфа-, бета- и гамма-излуче­ния.

Защита персонала и населения состоит в заблаговре­менном зонировании территорий вокруг радиационно-опас­ных объектов. При этом устанавливают следующие три зоны:

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

Б) - 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;

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

Основные гигиенические нормативы (допустимые пре­делы доз) облучения в результате использования источни­ков ионизирующего излучения на территории России уста­новлены следующие:

1. 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);

2. Для работников РОО средняя годовая эффективная доза равна 0,02 зиверта (20 мЗв) или эффективная доза за пери­од трудовой деятельности (50 лет) — 1 зиверт (1000 мЗв).

В случае радиационных аварий допускается облучение, превышающее установленные нормы, в течение опреде­ленного промежутка времени и в пределах, определенных для таких ситуаций.

Источники ионизирующих излучений делятся на при­родные (естественные) и техногенные (связанные с деятель­ностью человека).

К естественным источникам относятся кос­мические лучи и земная радиация, создающие природный радиационный фон, составляющий для человека за один год примерно 1 мЗв (0,1 бэр). Источники ионизирующих из­лучений техногенного характера — медицинская аппаратура, используемая для диагностики и лечения (дает до 50% техногенных излучений), промышленные предприятия ядерно-топливного комплекса, а также последствия испы­таний ядерного оружия. Среднегодовая доза техногенных излучений составляет около 1 мЗв (0,1 бэр). Среднее зна­чение суммарной годовой дозы излучения естественных и техногенных источников составляет около 2 мЗв (0,2 бэр). Это так называемый естественный фон. Уровень радиации (мощность дозы), соответствующий естественному фону, — 0,1÷ 0,6 мкЗв/ч (10÷60 мкбэр/ч) — принято считать нормальным, свыше 0,6 мкЗв (60 мкбэр/ч) — повышенным.

Облучение, не превышающее нормального (естественного) фона, практически не оказывает заметного влияния на здоровье людей. Однако, если об лучение вызвано повышенной радиоактивностью, возникшей, например, в результате выброса радиоактивных веществ на ядерно-опасном объекте, воздействие ионизирующего излучения на человека может сопровождаться серьезными заболевания­ми и даже лучевой болезнью.

В настоящее время органы здравоохранения определили предельно допустимые концен­трации радиоактивных веществ в окружающей среде и пре­дельно допустимые дозы (ПДД) облучения людей. В табл. 8.1 приведены ПДК радиоактивности в почве, воде, воздухе и значения ПДД облучения различных групп населения.

При авариях на ядерно-опасных объектах суммарную дозу облучения населения можно условно представить как сумму доз внешнего облучения от проживания на радиационно-загрязненной местности и внутреннего облучения, связанного с вдыханием воздуха, насыщенного радиоактивными аэрозолями, и приема зараженной пищи и воды.

Радиоактивное загрязнение окружающей среды имеет место, если содержание радиоактивности в почве, воде или воздухе превышает предельно допустимые концентраций Оно квалифицируется как чрезвычайная ситуация с последующими действиями соответствующих служб по защите населения и проведением мероприятий по дезактивации местности и объектов на ней.

Таблица 8.1.

Значения ПДК некоторых радионуклидов и ПДД облучения людей.