Краткая характеристика и классификация радиационных аварий

Ядерная энергия является одним из наиболее потенциально опасных видов энергии из всех до сих пор известных человечеству, поэтому при создании АЭС особое внимание уделяется решению вопросов обеспечения безопасности при возникновении аварийных ситуаций, исключить которые, как и в любой другой области человеческой деятельности, полностью невозможно.

К радиационно-опасным объектам (РОО) относятся предприятия, учреждения, организации производящие хранящие транспортирующие и использующие радиоактивные вещества в производственном цикле. Наиболее опасными являются объекты, где радиоактивные вещества используются в качестве топлива для получения тепло- и электроэнергии (АЭС, ядерные исследовательские реакторы, силовые ядерные реакторы кораблей, атомных подводных лодок).

К 1987 г. в мире было зарегистрировано 284 серьезных аварии на АЭС, сопровождавшиеся выбросом радиоактивных веществ. Наиболее крупные из них были в Северной Англии (Уиндскейл, 1957 г.), в США (Три-Майл-Айленд, 1979 г.) и в СССР (Чернобыльская АЭС,1986г.).

Несмотря на редкость крупных радиационных аварий и современные системы защиты РОО, возможность возникновения аварий на этих объектах не исключается, и в связи с этим проблема медико-санитарного обеспечения ликвидации последствий радиационных аварий остается актуальной.

В зависимости от предполагаемых последствий все радиационные аварии можно разделить на проектные (малые и большие) и запроектные.

В соответствии с НРБ-99, авария радиационная проектная – это авария, для которой проектом определены исходные и конечные состояния радиационной обстановки и предусмотрены системы безопасности. Другими словами, проектные аварии – это непредвиденные ситуации, относительно легко устраняемые и не сопровождающиеся существенным переоблучением персонала и отдельных групп населения.

Авария радиационная запроектная (или тяжелая) – это непредвиденная ситуация, приводящая к полному расплавлению ядерного топлива, что вызывает переоблучение персонала и населения и значительное загрязнение окружающей среды.

В зависимости от масштабов распространения радиоактивных веществ и радиационных последствий радиационные аварии подразделяются на:

– локальные – аварии в одном из помещений станции (энергоблоке);

– местные – при ограничении радиационных последствий зданием АЭС и близлежащей территорией (санитарно-защитной зоной);

– общие – при распространении радиоактивных веществ за пределы территории АЭС (санитарно-защитной зоны).

Международным агентством по атомной энергии (МАГАТЭ) в 1990 г. была разработана и рекомендована универсальная шкала оценки тяжести и опасности аварий на АЭС. Условно шкалу можно разделить на две части: нижняя охватывает уровни 1-3 и относится к проектным авариям (инцидентам), а верхняя часть из четырех уровней (4 - 7) соответствует запроектным. События, не являющиеся важными с точки зрения безопасности, интерпретируются как события нулевого уровня. Шкала является приблизительно логарифмической. Так, ожидается, что число событий должно примерно в 10 раз уменьшаться для каждого более высокого уровня.

При крупномасштабных радиационных авариях из поврежденного ядерного энергетического реактора в окружающую среду выбрасываются радиоактивные вещества в виде газов и аэрозолей, которые образуют радиоактивное облако. Это облако, перемещаясь в атмосфере по направлению ветра, вызывает по пути своего движения радиоактивное загрязнение местности и атмосферы. Местность, загрязненная в результате выпадения радиоактивных веществ из облака, называется следом облака.

Характер распространения радиоактивного облака и интенсивность загрязнения территории определяются масштабами аварии, изотопным составом выброса, продолжительностью выброса, высотой выброса и метеорологическими условиями.

В формировании радиоактивного загрязнения окружающей среды можно выделить три фазы:

1 - кратковременная за счет преимущественно инертных радиоактивных «благородных» газов с периодом полураспада секунды-минуты;

2 - газоаэрозольная за счет, в основном, гамма-бета-активных радионуклидов (йод, цезий, стронций и т.д.) и очень небольшого количества альфа-активного плутония;

3 - стабильное загрязнение местности, в основном, гамма-бета-активными радионуклидами, где ведущее значение имеет цезий.

Особенности радиоактивного загрязнения окружающей среды при авариях на объектах ядерной энергетики в сравнении с радиоактивным загрязнением местности при взрыве ядерного боеприпаса.

При авариях на АЭС за пределами санитарно-защитной зоны объекта может иметь место только один поражающий фактор данной аварии - радиоактивное загрязнение окружающей среды. Оно будет иметь определенные особенности, которые необходимо учитывать при выборе способов и средств защиты людей от радиоактивных продуктов выброса при аварии на объектах ядерной энергетики.

Характерной особенностью для следа облака при авариях на АЭС является неоднородность его распределения по площади, «пятнистость» загрязнения по различным причинам (изменение направления ветра, влияние восходящих и нисходящих воздушных потоков, повторные выбросы РВ и др.), что потребует проведения тщательной неоднократной повторной радиационной разведки и приведет к разной степени облучения населения даже в пределах одного населенного пункта.

При авариях на АЭС с разрушением реактора, в отличие от ядерного взрыва, процесс деления ядерного топлива после аварии не прекращается, и реактор становится постоянным источником выделения в атмосферу радиоактивных продуктов. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока реактор не будет изолирован от внешней среды так, как это было сделано в Чернобыле на реакторе четвертого энергоблока (путем сооружения «Укрытия»).

Загрязнение местности происходит за счет продуктов деления ядерного топлива, большинство из которых имеет относительно большие периоды полураспада, и поэтому оно может представлять опасность десятки, сотни и даже тысячи лет. При ядерном взрыве в результате цепной реакции почти мгновенно происходит практически полное деление исходного ядерного вещества при минимальном выходе изотопов с гамма-излучением, а радиоактивное загрязнение местности происходит в основном за счет наведенной радиации в частицах поднятого взрывом грунта, которые, осаждаясь на местности и создают зону загрязнения. При этом большинство радиоизотопов являются коротко- или средне-живущими, а потому и загрязнение будет продолжаться значительно меньше времени, чем при аварии на АЭС.

При разрушении реактора образуется мощное газо-аэрозольное облако, состоящее из радиоактивных благородных газов, радиоактивного йода в мелкодисперсном состоянии, водяного пара и частиц различных радиоактивных элементов в «чистом виде», размеры которых очень малы (несколько микрон и менее). Полностью задержать мелкодисперсные аэрозоли, а тем более радиоактивные газы, обычными средствами индивидуальной защиты не представляется возможным. Поэтому основной способ защиты населения во время прохождения облака - укрытие в защитных сооружениях и герметизированных помещениях. По той же причине в значительной степени затрудняется дезактивация техники и оборудования, т. к. радиоактивные элементы диффундируют во все невидимые трещины в конструкциях и деталях.

При ядерном взрыве загрязнение местности происходит за счет грунтовой пыли, адсорбировавшей мелкодисперсные радиоактивные структуры. Частицы пыли имеют достаточно крупные размеры и могут улавливаться любыми средствами индивидуальной защиты, включая простейшие.

Выделяют очаг аварии и зону радиоактивного загрязнения местности.