БЖД. Учебное пособие Санкт Петербург 2014 удк 355. 58 0758 ббк 68. 9 я 73 б 69 Рецензенты
 Скачать 7.93 Mb.
|
|
1.5. Классификация радиационно опасных аварий. Радиационная авария – потеря управления источником ионизирующего излучения, вызванная неисправностью оборудования, неправильными действиями работников (персонала), стихийными бедствиями или иными причинами, которые могли принести или привели к облучению людей выше установленных норм или к радиоактивному загрязнению окружающей среды. Радиационные аварии подразделяются на три типа: - локальная — нарушение в работе радиационно опасных объектов, 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. - местная - нарушение в работе радиационно опасных объектов, при котором произошел выход радиоактивных продуктов в пределах санитарно-защитной зоны и в количествах, превышающих установленные нормы для данного предприятия. - общая - нарушение в работе радиационно опасных объектов, 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. Аварии, связанные с нарушениями нормальной эксплуатации, подразделяются на проектные, проектные с наибольшими последствиями и запроектные. При этом под нормальной эксплуатацией АЭС понимается все ее состояние в соответствии с 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, предусмотренные проектом каждого реактора. Именно в расчете на эти исходные события и строится система безопасности АЭС. Первый тип проектной аварии - нарушение первого барьера безопасности, т.е. нарушение герметичности оболочек твэлов из-за кризиса теплообмена или механических повреждений (кризис теплообмена - это нарушение температурного режима - перегрев твэлов). Второй тип проектной аварии - нарушение первого и второго барьеров безопасности. При попадании радиоактивных продуктов в теплоноситель вследствие нарушения первого барьера дальнейшие их распространение останавливается вторым, который образует корпус реактора. Третий тип проектной аварии - нарушение всех трех барьеров безопасности. При нарушенных первом и втором теплоноситель с радиоактивными продуктами деления удерживается от выхода в окружающую среду третьим барьером - защитной оболочкой реактора. Под ней понимается совокупность всех конструкций, систем и устройств, которые должны с высокой степенью надежности обеспечить локализацию выбросов. Четвертый тип проектной аварии — причиной может быть образование критической массы при перегрузке, транспортировке и хранении твэлов. При возникновении радиационной аварии различают четыре фазы ее развития: начальную, раннюю, промежуточную и позднюю (восстановительную). Начальная фаза аварии является периодом времени, предшествующим началу выброса (сброса) радиоактивности в окружающую среду или периодом обнаружения возможности облучения населения за пределами санитарно-защитной зоны АЭС. В отдельных случаях подобная фаза может не существовать вследствие своей быстротечности. Ранняя фаза аварии (фаза «острого облучения») является периодом собственно выброса радиоактивных веществ в окружающую среду или периодом формирования радиоактивной обстановки непосредственно под влиянием выброса (сброса) в местах проживания или нахождения населения. Продолжительность этого периода может быть от нескольких минут до нескольких часов в случае разового выброса (сброса) до нескольких суток в случае продолжительного выброса (сброса). Промежуточная фаза аварии охватывает период в течение ко нет дополнительного поступления радиоактивности из источника выброса в окружающую среду и в течение которого принимаются решения о введении новых или продолжении ранее принятых мер радиационной защиты. Решение принимается на основе проведенных измерений уровней содержания радиоактивных веществ в окружающей среде и вытекающих из них оценок доз внешнего и внутреннего облучения населения. Промежуточная фаза начинается с нескольких первых часов с момента выброса (сброса) и длится несколько суток, недель и больше. Для разовых выбросов (сбросов) протяженность фазы прогнозируют до 7-10 суток. Поздняя фаза аварии (восстановительная) характеризуется периодом возврата к условиям нормальной деятельности населения и может длиться от нескольких недель до нескольких лет в зависимости от мощности и радионуклидного состава выброса (сброса), характеристик и размеров загрязненного района, эффективности мер радиационной защиты. В случаях нарушения контроля и управления цепной ядерной реакцией могут возникнуть запроектные аварии (тепловые или ядерные взрывы). Тепловой взрыв может возникнуть тогда, когда вследствие быстрого неуправляемого развития реакции резко возрастает мощность и происходит накопление энергии, приводящая к разрушению реактора со взрывом. 1.6. Характеристика зон возможного радиоактивного загрязнения при аварии на радиационно опасном объекте. Радиоактивное загрязнение – это загрязнение поверхности Земли, атмосферы, воды либо продовольствия, пищевого сырья, кормов и различных предметов радиоактивными веществами в количествах, превышающих уровень, установленный нормами радиационной безопасности и правилами работы с радиоактивными веществами. Радиоактивное загрязнение местности при авариях на АЭС существенно отличается от радиоактивного заражения местности при ядерных взрывах. При наземном ядерном взрыве в его облако вовлекаются тысячи тонн грунта. Радиоактивные частицы смешиваются с минеральной пылью, оплавляются и оседают на местность. Воздух загрязняется незначительно. Поэтому, главную опасность для людей, оказавшихся в зоне следа радиоактивного облака, представляет внешнее облучение (90-95% общей дозы облучения). Доза внутреннего облучения незначительна (5-10%). Она обусловлена попаданием внутрь организма радиоактивных веществ через органы дыхания и с продуктами питания. При авариях на АЭС наблюдается совершенно иная картина радиоактивного загрязнения местности. В этом случае тепловой взрыв на АЭС имеет сравнительно небольшую мощность (порядка 40т в тротиловом эквиваленте), но достаточно для разрушения реактора. Значительная часть продуктов деления ядерного топлива находится в парообразном и аэрозольном состоянии. В этом случае радиоактивные вещества поднимаются на небольшую высоту (800-1200м), смешиваются с облаками и распространяются по пути движения облаков. Выпадение радиоактивных веществ преимущественно происходит в результате дождевых осадков. Радиоактивное загрязнение местности возникает в случае выпадения радиоактивных осадков. Местность считается радиоактивно загрязненной, если уровень радиации на территории составляет порядка 0,005 Зв\ч (0,5 Р\ч) на высоте 70 см от поверхности земли (примерно на этой высоте находятся органы человеческого тела, отвечающие за наследственность). Радиоактивные осадки распространяются по направлению ветра, теоретически схема радиоактивного загрязнения местности в случае аварии на радиационно опасном объекте выглядит в виде 5-ти эллипсов (рис. 1.4), характеристика зон радиоактивного загрязнения местности приведена в табл. 1.3. При прогнозе радиационных последствий и планирования мер защиты выделяют три фазы (стадии) радиационной аварии: - ранняя фаза – от начала аварии до прекращения выброса радиоактивных веществ в атмосферу и окончания формирования следа на местности. Продолжительность ранней фазы – от нескольких часов до 10 суток;  Рис. 1.4. Схема радиоактивного загрязнения местности в случае аварии на радиационно опасном объекте (по прогнозу) Таблица 1.3. Характеристика зон радиоактивного загрязнения местности в случае аварии на радиационно опасном объекте (по прогнозу)
- средняя фаза – от момента завершения формирования следа до принятия мер защиты населения. Продолжительность средней фазы – от нескольких суток до года; - поздняя фаза – восстановительная стадия радиационной аварии. Поздняя фаза заканчивается одновременно с отменой всех ограничений на жизнедеятельность населения на загрязненной в результате радиационной аварии территории. При радиационной аварии рассматриваются 5-ть зон, имеющих различную степень опасности для здоровья населения. Они характеризуются возможной дозой облучения за год: - зона экстренных мер защиты – территория, в пределах которой доза внешнего γ-облучения населения за время формирования следа радиоактивного загрязнения от выбросов радиоактивных веществ может превысить 25 рад (0,25 Зв), но не более 75 рад (0,75 Зв), а доза внутреннего облучения щитовидной железы за счет поступления в организм человека радиоактивного йода – 250 рад (2,5 Зв); - зона профилактических мероприятий - территория, в пределах которой доза внешнего γ-облучения населения за время формирования следа радиоактивного загрязнения от выбросов радиоактивных веществ может превысить 25 рад (0,25 Зв), но не более 75 рад (0,75 Зв), а доза внутреннего облучения щитовидной железы за счет поступления в организм человека радиоактивного йода – 30 рад (0,3 Зв), но не более 250 рад (2,5 Зв); - зона ограничений - территория, в пределах которой доза внешнего γ-облучения населения за время формирования следа радиоактивного загрязнения от выбросов радиоактивных веществ может превысить 10 рад (0,1 Зв), но не более 25 рад (0,25 Зв), а доза внутреннего облучения щитовидной железы за счет поступления в организм человека радиоактивного йода – 300 рад (0,3 Зв); - зона возможного радиоактивного загрязнения - территория, в пределах которой пронозируемые дозовые нагрузки превышают 10 рад (0,1 Зв) в год. При аварии, повлекшей за собой радиоактивное загрязнение обширной территории, на основании контроля и прогноза радиоактивной обстановки устанавливается зона радиационного контроля (табл. 1.4). На территории, подвергнувшемуся радиоактивному загрязнению, после стабилизации обстановки в районе аварии в период локализации ее долговременных последствий устанавливаются зоны (табл. 1.4): - зона отчуждения; - зона отселения; - зона ограниченного проживания с правом отселения. Для планирования мероприятий по защите населения для радиационно опасного объекта, имеющих ядерные реакторы, определяются три зоны возможного радиоактивного загрязнения: Санитарно-защитная зона – ее размеры для каждого объекта, имеющего ядерные реакторы, определяются по согласованию с органами Госатомнадзора и территориальными органами власти (размер санитарно-защитной зоны для АЭС от 3 до 5 км). Для ЛАЭС - 3 км, где исключается проживание населения, запрещается размещение предприятий, учреждений, разрешается выращивание сельхоз. культур и выпас скота при обязательном контроле за содержанием радионуклидов. Автодороги должны быть с твердым гладким покрытием. Таблица 1.4 Зонирование территории на восстановительной стадии радиационной аварии
Зона 1 – прилегает непосредственно к санитарно-защитной зоне объекта и имеет форму кольца с радиусов внешней границы 15 км (для РБМК - 1000). Это зона возможного наиболее сильного загрязнения, где требуются более жесткие меры защиты, включая заблаговременную эвакуацию. Зона 2 - располагается за зоной 1 и имеет форму кольца. Радиус внешней границы зоны для реакторов всех типов - 30 км. В этой зоне основными мерами защиты является применение средств защиты, а также возможна эвакуация. Зона 3- располагается за зоной 2, имеет вытянутую форму по направлению движения радиоактивного облака. В этой зоне защита населения достигается применением средств защиты и соблюдения мер предосторожности. Оповещение населения в 5 км зоне вокруг АЭС и жителей пристанционного поселка (города) производится по системе оповещения станции (далее по системе оповещения РСЧС). Табельные средства индивидуальной защиты и средства медицинской профилактики в зонах 1 и 2 могут выдаваться населению заблаговременно. 1.7. Международная шкала событий на АЭС (МАГАТЭ). С целью одинаковой оценки специалистами ядерной энергетики событий, происходящих на АЭС и объективного освещения средствами массовой информации в 1989г. под эгидой Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ), разработана Международная шкала событий на АЭС, которая с сентября 1990 года внедрена и в России. Шкала МАГАТЭ содержит 8 уровней: 0 - Инцидент на АЭС, не вызывающий никаких последствий; 1 - Незначительные происшествия на АЭС (РОО); 2 - Происшествия средней тяжести; 3 - Серьезные происшествия; 4 - Аварии в пределах АЭС; 5 - Аварии с риском для окружающей среды; 6 - Тяжелые аварии; 7 - Глобальные аварии (катастрофы). Характеристика уровней шкалы событий на АЭС: Первый и второй уровни - функциональные отклонения или отказы в управлении оборудования, не оказывающие непосредственного влияния на безопасность АЭС. Третий уровень - отказ оборудования или ошибки эксплуатации. В окружающую среду выброшены радиоактивные продукты, возможная доза облучения отдельных людей не превышает нескольких миллизивертов. В тоже время, внутри станции, работающие могут быть переоблучены дозами порядка 50 мЗв. (пожар на АЭС Ванделлос, Испания, 1989г.). Четвертый уровень - частичное разрушение активной зоны, как механическое, так и тепловое (плавление). Работающие могут получить острое лучевое облучение порядка I зиверта, а возможный выброс в окружающую среду вызывает облучение отдельных лиц из населения в пределах нескольких мЗв. Защитных мер не требуется, но нужен контроль продуктов питания (ария на АЭС Сант-Лоурент, Франция, 1980г.). Пятый уровень - значительный выброс продуктов деления в окружающую среду эквивалентен величинам от нескольких единиц до десятков терабеккерелей радиоактивного рода. Возможна частичная эвакуация, необходима местная йодная профилактика (авария в Уиндскайле, Великобритания, 1957г., авария на АЭС Три-Майл-Айленд, США, 1979г.). Шестой уровень - по внешним последствиям характеризующийся значительным выбросом (от десятков до сотен терабеккерелей) в ограниченной зоне. Необходимо введение всех защитных мероприятий (авария на ПО «Маяк», СССР, 1957г., авария на АЭС Виндскейл, Шеллафидд, Англия, 1957г.). Седьмой уровень - характеризуется большим выбросом радиоактивных веществ (от тысячи до десятков тысяч терабеккерелей). Может быть нанесен значительный ущерб здоровью людей и окружающей природной среде (катастрофа на Чернобыльской АЭС, СССР, 1986г., авария на АЭС Фукусима 1, Япония, 2011г.). | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||