Курс лекций. Законодательство Республики Беларусь по безопасности в чрезвычайных ситуациях
 Скачать 1.07 Mb.
|
|
3.4. Аварии на радиационно опасных объектах Наличие радиационного фона – одно из обязательных условий жизни на Земле, радиация так же необходима для жизни, как свет и тепло. При небольшом увеличении радиационного фона обмен веществ в организме человека несколько улучшается, при снижении радиационного фона рост и развитие живых организмов замедляются на 30–50 %. При «нулевой» радиации семена растений перестают произрастать, а живые организмы размножаться. Поэтому не следует поддаваться радиофобии – страху перед радиацией, однако необходимо знать, какую угрозу несут высокие уровни радиации при авариях на радиационно опасных объектах (РОО). Под радиационно опасными понимают объекты, использующие в технологических процессах или имеющие на хранении радиоактивные вещества, которые в случае аварии вызывают опасные для здоровья людей и окружающей среды загрязнения. Основным показателем степени потенциальной опасности таких объектов при прочих равных условиях (надежность технологических процессов, качество профессиональной подготовки специалистов и т. д.) является общее количество радиоактивных веществ, находящихся на каждом из них. К радиационно опасным объектам относятся: – атомные станции различного назначения; – предприятия по переработке ядерного топлива и захоронению радиоактивных отходов; – предприятия по изготовлению ядерного топлива; – научно-исследовательские и проектные организации, имеющие ядерные реакторы или ускорители частиц; – транспортные ядерные энергетические установки; – хранилища ядерных боеприпасов, а также полигоны, где проводятся испытания ядерных зарядов; – ядерные отходы; – медицинская рентгенодиагностическая аппаратура; – приборы, основанные на использовании радиоактивных изотопов, применяемые в строительной индустрии, геологии и т. д. Из перечисленных радиационно опасных объектов наибольшим количеством радиоактивности обладают работающие ядерные реакторы. В 26 странах мира на атомных электростанциях насчитывается 430 энергоблоков. Они вырабатывают энергии во Франции – 75 % (от производимой в стране), в Швеции – 51 %, Японии – 40 %, США – 24 %, России – 15 %. Чем больше мощность реактора, тем большее количество продуктов деления в нем накапливается. Не меньшую опасность представляют и ядерные отходы. При получении 1 т урана образуется 7 т урановых отходов. Утечка содержимого одного контейнера с урановыми отходами способна представлять серьезную опасность для людей в радиусе 32 км. Кроме того, на дне мирового океана после аварий находятся более 50 ядерных боеголовок и 9 ядерных реакторов на затонувших атомных подводных лодках. В связи с этим вопросы радиационной защиты населения и предотвращения чрезвычайных ситуаций на РОО играют важное значение для сохранения хозяйственных объектов, жизни и здоровья населения страны. Основными поражающими факторами радиационных аварий являются: – воздействие внешнего облучения; – внутреннее облучение от попавших в организм человека радионуклидов. Ионизирующее излучение – это любое излучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию ионов с электрическими зарядами разных знаков. По своей природе ионизирующее излучение может быть электромагнитным, например гамма-излучение, или представлять поток быстро движущихся элементарных частиц – нейтронов, протонов, бета- и альфа-частиц. Чтобы оценить влияние ионизирующих излучений на человека (животное), надо учитывать две основные характеристики: ионизирующую и проникающую способности. Альфа-излучение представляет собой поток ядер атомов гелия, обладающих высокой ионизирующей способностью. Однако проникающая способность их очень слабая. Длина пробега альфа-частицы в воздухе составляет всего несколько сантиметров (не более 10 см). Обыкновенная одежда и средства индивидуальной защиты полностью задерживают альфа-частицы и обеспечивают защиту человека. Бета-излучение – это поток электронов или позитронов со скоростью, близкой к скорости света. Бета-излучение имеет меньшую ионизирующую способность, чем альфа-излучение. Проникающая способность намного выше и достигает в воздухе 20 см. Одежда уже не может полностью защитить, нужно использовать любое укрытие. Гамма-излучение представляет собой электромагнитное излучение, распространяющееся со скоростью света. Ионизирующая способность его крайне слабая. Проникающая способность очень большая и составляет в воздухе сотни метров. Оно может проникать через толщу различных материалов. Гамма-излучение представляет основную опасность для жизни людей, ионизируя клетки организма. Защиту от него могут обеспечить только убежища, противорадиационные укрытия, надежные подвалы и погреба. Нейтронное излучение – это поток нейтральных частиц, летящих со скоростью, близкой к скорости света. Ионизирующая способность нейтронного излучения очень большая. Проникающая способность также чрезвычайно велика и достигает в воздухе нескольких километров. Под воздействием нейтронов находящиеся в почве атомы кремния, натрия, магния и других элементов становятся радиоактивными (наведенная радиация) и начинают излучать бета-частицы и гамма-лучи. Ионизирующие излучения при воздействии на организм человека могут вызвать лучевую болезнь, лучевой ожог, лучевую катаракту, лучевое бесплодие, аномалии в развитии плода и др., а также вероятностные эффекты, такие как злокачественные опухоли, лейкозы, наследственные болезни. Поражающее действие ионизирующего излучения характеризуется дозой излучения, т. е. количеством энергии ионизирующего излучения. Различают экспозиционную, поглощенную, эквивалентную и эффективную дозы. Экспозиционная доза – мера ионизационного действия рентгеновского или гамма-излучений, определяемая суммарным зарядом ионов (количество энергии ионизирующего излучения), образованным в единице массы воздуха за все время облучения. Поглощенная доза – количество энергии ионизирующих излучений, поглощенное единицей массы облучаемого вещества или тела человека за все время облучения. При одинаковых условиях облучения доза зависит от состава вещества. Поглощенная доза излучения является основной физической величиной, определяющей степень радиационного воздействия. Эквивалентная доза – это доза, учитывающая различное действие видов излучения – α, β, γ, nо (поглощенная доза в органе или ткани, умноженная на соответствующий коэффициент качества для данного вида излучения). Коэффициент качества излучения составляет: для рентгеновского, гамма- и бета-излучений – 1, для нейтронов – 10, для альфа-излуче-ния – 20. Таким образом, при одной и той же поглощенной дозе нейтронное и альфа-излучение вызывают соответственно в 10 и 20 раз больший поражающий эффект. Эффективная доза – эквивалентная доза, умноженная на коэффициент, учитывающий радиочувствительность различных органов человека. Изменение дозы в единицу времени называется мощностью дозы. Основные дозиметрические величины и единицы их измерения представлены в табл. 2. Таблица 2. Дозиметрические величины и единицы их измерения
Примечание. Так как коэффициент качества гамма-излучения равен единице, то при внешнем облучении 1 Зв = 1 Гр ≈ 100 рад ≈ 100 бэр ≈ 100 Р. Из этого следует, что эквивалентная, поглощенная и экспозиционная дозы для людей, находящихся в средствах защиты на зараженной местности, практически равны. Попавшие в организм радионуклиды распределяются или равномерно по всему телу (цезий), или концентрируются в отдельных органах и тканях (стронций, радий – в костях, йод – в щитовидной железе). Воздействие радионуклидов, одновременно поступивших внутрь организма, с течением времени уменьшается за счет радиоактивного распада и биологического выведения из организма естественным путем (табл. 3). В результате аварии (разрушения реактора) на АЭС и других объектах ядерной энергетики образуются очаги (зоны) радиоактивного поражения (заражения, загрязнения). Таблица 3. Радиобиологические свойства радионуклидов
Под радиационной обстановкой в результате аварии на РОО понимают совокупность последствий радиоактивного загрязнения местности, оказывающих негативное влияние на деятельность объектов экономики, спасательных формирований и населения. Показателями радиационной обстановки являются масштабы зон и уровень радиации в них. Эти две величины – размеры зон и уровень радиации в них – являются основными показателями степени опасности радиоактивного загрязнения для людей. Под оценкой радиационной обстановки понимается решение задач по различным вариантам действий спасательных формирований, работы объектов экономики в условиях радиоактивного загрязнения, анализ результатов этих расчетов и выбор наиболее целесообразных вариантов действий, при которых значительно снижаются или исключаются вообще радиационные поражения населения. Характеристика зон радиоактивного загрязнения при аварии на АЭС с разрушением реактора представлена в табл. 4. Таблица 4. Характеристика зон радиоактивного загрязнения при аварии на АЭС
Допустимые пределы доз облучения в результате использования источников ионизирующего излучения составляют: – для населения средняя годовая эффективная доза равна 0,001 Зв (0,1 бэр); за период жизни (70 лет) – 0,07 Зв (7 бэр); в отдельные годы допустимы большие значения эффективной дозы при условии, что средняя годовая эффективная доза, исчисленная за 5 последовательных лет, не превысит 0,001 Зв (0,1 бэр); – для работников РОО средняя годовая доза равна 0,02 Зв (2 бэр), за период трудовой деятельности (50 лет) – 1 Зв (100 бэр). Годовое облучение допустимо до 0,05 Зв (5 бэр) при условии, что среднегодовая доза за 5 последних лет равна 0,02 Зв (2 бэр). Основными мероприятиями по защите населения от радиоактивного заражения являются: – эвакуация населения; – ограничение пребывания населения на открытой местности (временное укрытие в зданиях с герметизацией жилых и служебных помещений); – защита органов дыхания подручными и промышленными средствами индивидуальной защиты; – профилактика переоблучения щитовидной железы (применение препаратов стабильного йода); –применение противорадиационных препаратов (радиопротекторов), которые повышают защитные свойства организма и делают его более устойчивым к ионизирующим излучениям; –- ограничение доступа на загрязненную территорию; – исключение потребления загрязненных продуктов питания и воды; – санитарная обработка людей, дезактивация одежды, техники, сооружений, территории, дорог и других объектов. 4. ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ СИТУАЦИИ, ВЫЗВАННЫЕ ПРИМЕНЕНИЕМ СОВРЕМЕННОГО ОРУЖИЯ 4.1. Ядерное оружие. Поражающие факторы ядерного взрыва. Характеристика очага ядерного поражения Ядерное оружие – оружие массового поражения взрывного действия, основанное на использовании внутриядерной энергии. Различают три разновидности ядерного оружия. 1. Ядерное (атомное) – основано на цепной реакции деления изотопов урана или плутония. Критическая масса образуется после соединения изолированных частей изотопов или увеличением давления за счет обычного взрывного устройства. Критическая масса для урана составляет 24 кг, при этом минимальные размеры бомбы могут быть менее 50 кг. Критическая масса для плутония – 8 кг, что при плотности 18,7 г/см3 составляет примерно объем теннисного мяча. 2. Термоядерное – основано на высвобождении энергии вследствие превращения легких ядер в более тяжелые при реакции синтеза. Для начала реакции необходима температура в 10 млн. градусов, что достигается взрывом обычного ядерного боеприпаса. 3. Нейтронное – разновидность боеприпасов с термоядерным зарядом малой мощности. Достигается повышенное нейтронное излучение за счет большего расхода энергии (примерно в 5–10 раз) на создание проникающей радиации. Мощность ядерного взрыва характеризуют тротиловым эквивалентом, измеряемым в килотоннах (кт) или мегатоннах (мт). По мощности ядерные боеприпасы делятся на: сверхмалые (<1 кт), малые (1–10 кт), средние (10–100 кт), крупные (100 кт – 1 мт) и сверхкрупные (> 1 мт). Поражающими факторами ядерного взрыва являются ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, радиоактивное заражение местности и электромагнитный импульс. Ударная волнапредставляет собой область резко сжатого воздуха, распространяющуюся со сверхзвуковой скоростью во все стороны. На ее образование расходуется около 50 % энергии взрыва. Источником возникновения ударной волны является высокое давление в центре взрыва, достигающее миллиардов паскалей (Па). Скорость ударной волны и расстояние, на которое она распространяется, зависят от мощности взрыва, рельефа местности. Основными характеристиками ударной волны являются избыточное давление (Ризб, Па) и скоростной напор. Воздействие воздушной ударной волны на незащищенных людей (и животных) характеризуется легкими, средними, тяжелыми и крайне тяжелыми травмами. Степень тяжести травм определяется величиной избыточного давления: – 1-я степень (Ризб = 20–40 Па) – легкие поражения: повреждение слуха, ушибы, вывихи конечностей и др.; – 2-я степень (Ризб = 40–60 Па) – средние повреждения: повреждение слуха, кровотечения, вывихи, переломы; – 3-я степень (Ризб = 60–100 Па) – тяжелые повреждения: контузия, повреждение внутренних органов и др.; – 4-я степень (Ризб >100 Па) – крайне тяжелые повреждения: летальный исход. Кроме непосредственного поражения ударной волной люди могут получать травмы от вторичных факторов – обрушения зданий, пожаров и др. Воздействие воздушной ударной волны на здания и сооружения характеризуется слабыми, средними, сильными и полными разрушениями: – слабые разрушения (Ризб = 10–20 Па) – повреждение и разрушение оконных переплетов, крыш, трещины в легких конструкциях; – средние разрушения (Ризб = 20–30 Па) – повреждение и разрушение легких конструкций и перегородок, трещины и небольшие повреждения несущих конструкций (здания могут быть восстановлены после капитального ремонта); – сильные разрушения (Ризб = 30–50 Па) – обрушение значительной части несущих стен и перекрытий при сохранении подвальных помещений и части каркаса (здания восстановлению не подлежат); – полные разрушения (Ризб >50 Па) – обрушение стен и перекрытий, каркаса и других несущих конструкций сооружений. Окопы, траншеи, убежища и особенности рельефа местности резко снижают воздействие ударной волны, что необходимо использовать для защиты людей и техники. |