Реферат: Аварии на радиационно-опасных объектах и их последствия

Ликвидация последствий аварий на АЭС, связанных с выбросом радиоактивных веществ, требует титанических усилий и немалых средств. Как и на других промышленных объектах, большинство аварийных ситуаций на АЭС вызывается пожарами. И здесь, как нигде, важны подготовленность работающего персонала и сверхнадежность используемого оборудования. Не каждая авария на АЭС имеет катастрофические последствия, некоторые удается ликвидировать сразу же. Но если случится что-то действительно серьезное - реально оценить ситуацию можно будет лишь тогда, когда сменится несколько поколений людей.

Аварии на РОО по границе распространения выделившихся РВ и радиационном последствии делятся на:

Локальные аварии - ограниченные зданием, сооружением и сопровождающиеся загрязнением помещений.

Местные аварии - аварии ограниченные территорией АЭС.

Общие аварии - последствия радиационного заражения распространяется за пределы АЭС.

Последствия аварий и разрушений объектов с ядерными компонентами характеризуются, прежде всего, масштабами радиоактивного загрязнения окружающей среды и облучения населения. Они зависят от геофизических параметров атмосферы, определяющих скорость разбавления выброса, от размещения людей, животных, сельскохозяйственных угодий, жилых, общественных и производственных строений в зоне аварии, осуществляемых защитных мероприятий и ряда других факторов.

Однако основными определяющими факторами последствий аварии являются активность, изотопный состав и динамика выброса радионуклидов в атмосферу. При авариях или разрушениях ядерных реакторов основным радиационным фактором, способным вызвать поражения личного состава войск и населения на прилегающих территориях, является радиоактивное заражение местности (РЗМ).

Особенностями последнего являются более медленный, чем в случае ядерного взрыва, спад мощности дозы излучения на местности, более сложная конфигурация заражённых участков местности, а также более высокие адгезивность и контаминирующая способность выпадающих на местность радиоактивных веществ. Кроме того, внешнее в- и г-облучение в поражающих человека дозах может происходить в момент прохождения радиоактивного паро-аэрозольного облака аварийного радиационного выброса. Масштаб РЗМ определяется типом аварийного ядерного реактора, степенью его разрушения и метеоусловиями (скорость ветра, устойчивость приземного слоя атмосферы, наличие осадков).

Размер зон загрязнения местности находится в зависимости от категории устойчивости атмосферы и выхода активности - выброса РВ из активной зоны реактора в зависимости от масштаба аварии. При одноразовом выбросе РВ из аварийного реактора и устойчивом ветре движение радиоактивного облака происходит в одном направлении. В этом случае след радиоактивного облака имеет вид эллипса.

На территории следа условно выделяются 5 зон радиоактивного загрязнения (М, А, Б, В и Г), характеризующиеся мощностью дозы излучения на 1 час после аварии и дозами излучения на внешней и внутренней границах каждой зоны, за первый год с момента аварии.

В зоне М и на внешней границе зоны А пребывание населения возможно при соблюдении мер противорадиационной защиты.

В зонах А (внутренняя граница), Б, В, Г население, больные и персонал больниц подлежит эвакуации. Если выброс продолжается некоторое время и в разных атмосферных условиях (направление и скорость ветра и др.), то радиоактивное облако будет распространяться по нескольким направлениям, загрязняя территорию с разной степенью интенсивности, создавая мозаичную картину на местности.

На загрязненной территории в зависимости от плотности загрязнения выделяют 4 зоны: отчуждения, временного отселения, жесткого контроля, усиленного контроля.

Таблица. Зоны ограничения для проживания населения

Доза облучения людей на ранней фазе протекания аварии определяется внешним облучением за счет г- и в-излучения от радиоактивного облака (продукты деления ядерного топлива, смешанные с воздухом), радиоактивных осадков на местности (продукты деления, выпадающие из радиоактивного облака), внутренним облучением вследствие вдыхания радиоактивных веществ из облака, а также за счет загрязнения поверхности тела человека этими веществами. При радиационной аварии риск поступления радионуклидов в организм выше, чем при ядерном взрыве, что обусловлено пребыванием некоторой их части в газообразном состоянии и способностью преодолевать противогазы и респираторы. Данная фаза продолжается с момента начала аварии до прекращения выброса продуктов ядерного деления (ПЯД) в атмосферу и окончания формирования радиоактивного следа на местности.

В средней фазе источником внешнего облучения являются РВ, выпавшие из облака и находящиеся на почве, зданиях и т.п.

Внутрь организма они поступают в основном с загрязненными продуктами питания и водой. Причем, наибольшую опасность представляет инкорпорация смеси радиоактивных изотопов йода. Средняя фаза длится от момента завершения формирования радиоактивного следа до принятия всех мер по защите населения. Продолжительность этой фазы может быть от нескольких дней до года после возникновения аварии.

Поздняя фаза длится до прекращения выполнения защитных мер и отмены всех ограничений деятельности населения на загрязненной территории. В этой фазе осуществляется обычный санитарно-дозиметрический контроль радиационной обстановки, а источники внешнего и внутреннего облучения те же, что и в средней фазе. На первый план выходит внутреннее облучение организма за счёт поступивших в него долгоживущих радионуклидов 55Сs137 и 38Sr90.

Своевременное проведение противорадиационных мероприятий может привести к минимальному количеству облучаемых лиц. В тех случаях, когда защитные мероприятия выполняются не в полном объеме, потери населения будут определяться:

* величиной, продолжительностью и изотопным составом аварийного выброса ПЯД;

* метеоусловиями (скорость и направление ветра, осадки и др.) в момент аварии и в ходе формирования радиоактивного следа на местности;

* расстоянием от аварийного объекта до места проживания населения;

* плотностью населения в зонах радиоактивного загрязнения;

* защитными свойствами зданий, сооружений, жилых домов и иных мест укрытия людей и др.

Особенности радиоактивного загрязнения местности при авариях на АЭС (на примере ЧАЭС).

Авария на Чернобыльской АЭС является примером особого типа промышленных катастроф. Техногенную «катастрофу века», произошедшую 26 апреля 1986 г. в украинском городе Чернобыле назвали аварией, когда вначале масштабы и количество человеческих жертв не казались столь трагическими.

На крупнейшей в Европе АЭС произошли взрыв реактора РБМК-1000 четвертого энергоблока, частичное разрушение реакторного здания, кровли машинного отделения. Причиной этому послужил ряд ошибок, допущенных обслуживающим персоналом. Высокая температура обусловила испарение и возгонку из реактора как минимум 50 т ядерного топлива. Через проломы здания наружу было выброшено 70 т ядерного топлива, 700 т радиоактивного реакторного графита из активной зоны реактора. Выброс составил 60-80% радиоактивных веществ, находящихся в реакторе.

Для сравнения: масса радиоактивных веществ, образовавшихся во время взрыва атомной бомбы над г. Хиросимой (Япония), составила 4,5 т. 27 апреля 1986 г. было эвакуировано население г. Припяти в количестве 44600 человек. После этого руководство СССР и Украины пыталось скрыть от населения страны, как наличие самой аварии, так и ее возможные последствия. Только после того как было замечено резкое повышение радиоактивного фона в сопредельных государствах, советское руководство организовало мероприятия по ликвидации последствий аварии. 3 мая 1986 г. началась эвакуация людей из 10-километровой, а 4 мая из 30-километровой зоны. К 7 мая было переселено 39 213 человек из опасного района, вывезено 34 000 тыс. голов скота из 94 населенных пунктов.

За десять лет, прошедших после аварии, всего было переселено более 200 000 человек. Работы по «засыпке» реактора проводились с 27 апреля по 9 мая 1986 г. В общей сложности на четвертый энергоблок было сброшено около 5,5 тыс. т различных материалов.

Над разрушенным реактором за 6 месяцев был сооружен «саркофаг», на аварийном объекте было уложено свыше 400 000 м3 бетона и смонтировано 6,8 тыс. т металлоконструкций. В работах участвовало около 32 000 ликвидаторов.

В результате аварии, по официальным источникам, погиб 31 человек. Спустя 10 лет число жертв аварии уже достигло 25 000 человек, из них почти 8000 человек умерли от лучевой болезни, многие покончили жизнь самоубийством, понимая свою обреченность.

По прогнозам американских специалистов, число жертв Чернобыля в начале нашего века может достичь 75 000 человек. В результате чернобыльской аварии радиоактивными веществами загрязнены многие районы.

Особенности аварийного выброса РВ Выброс продолжался с 26 апреля по 5 мая в разных атмосферных условиях (направление и скорость ветра и др.), поэтому РВ распространялись по нескольким направлениям, загрязняя местность с разной степенью интенсивности, создавая мозаичную картину на местности.

Важной особенностью аварийного выброса радиоактивных веществ является то, что они представляют собой мелкодисперсные частицы, обладающие свойством плотного сцепления с поверхностями предметов, особенно металлических, а также способностью сорбироваться одеждой и кожными покровами человека, проникать в протоки потовых и сальных желез. Это снижает эффективность дезактивации (удаление радиоактивных веществ) и санитарной обработки (мероприятия по ликвидации загрязнения поверхности тела человека). При выработке энергии в ядерно-энергетических реакторах (ЯЭР) накапливается большое количество радионуклидов, среди которых наиболее опасны 20 изотопов.

Доля активности радиоактивных веществ, выброшенных из реактора при аварии на Чернобыльской АЭС, составила: йод-131 - 20%; цезий-137 - 13%; цезий-134 - 10%; барий-140 - 5,6%; стронций-89 - 4%; стронций-90 - 4% и другие - менее 4%. Радиоактивный стронций накапливается в костях, а цезий - в мышечной ткани.

Период полураспада этих радиоактивных веществ около 30 лет, что обусловливает возможность длительного их поступления в организм с водой и пищевыми продуктами, выращенными на загрязненной территории. В связи с тем, что период полураспада основных продуктов деления, вызвавших радиоактивное загрязнение, относительно велик, за исключением йода-131, уменьшение мощности дозы происходит медленно. Например, мощность дозы гамма-излучения на местности к концу первого года уменьшается в 90 раз по сравнению с мощностью дозы на 1 час после аварии. При заражении же территории продуктами ядерного взрыва, мощность дозы за этот срок уменьшается в 20 тыс. раз.

Особенности развития аварии.

В развитии аварии на ЧАЭС различают три стадии, каждая из которых требует определенных мер по радиационной защите населения.

Первая стадия - выброс из реактора смеси летучих продуктов деления ядерного топлива. К ним относятся следующие радиоактивные изотопы: криптон-94 с периодом полураспада 0,4 с, рубидий-93 - 5,9 с, ксенон-133, молибден-99, нептуний-239, барий-140 йод-131, теллур-132 и др. На первой стадии наибольшую радиационную опасность представляло мощное гамма-излучение облака, образованного летучими радионуклидами. Единственным способом зашиты от проникающей радиации является экранировка населения стенами жилых домов и убежищ. К сожалению, в первые часы развития аварии население не получило указания укрыться за стенами зданий или в их подвалах. Таким образом, этот фактор снижения радиоактивной опасности остался неиспользованным.

На второй стадии развития аварии основным фактором опасности становится поступление в организм человека радиоактивных изотопов йода. С радиоактивной струей выделилось несколько изотопов йода, в наибольшем количестве - изотопы йода-131. Благодаря своей летучести он распространился на значительные территории. В связи с тем, что йод-131 обладает малым периодом полураспада (8,1 суток), период йодной опасности продлился в течение 1,5-2 месяцев. Особенно острыми в радиационном отношении были первые две недели после аварии. Являясь биохимически активным радионуклидом, йод легко присоединяется к любым белкам, попадает в организм с воздухом, пищей (в основном с молоком). Из легких и ЖКТ с кровью он распространяется по всем органам и тканям. Но уже через несколько часов большая часть йода оказывается в щитовидной железе. Концентрация йода-131 в щитовидной железе в несколько сотен раз выше, чем в других органах. За период йодной опасности щитовидная железа оказалась облученной более чем у 1,5 млн. человек, в т.ч. у 160 тысяч детей. В этот же период времени реальную опасность представлял и теллур-132, т. к. при его распаде образуется радиоактивный йод-132, внесший дополнительный вклад в облучение щитовидной железы. Уменьшить опасность переоблучения щитовидной железы можно методом йодной профилактики - введением в организм безвредного стабильного йода-127. Йодная профилактика проводилась в Польше, ФРГ, Австрии и ряда других государств с первых дней аварии. В зоне примыкающей к Чернобылю из-за нерасторопности штабов ГО и медицинских работников это было проведено позже, так что облучения щитовидной железы избежать не удалось.