Авария на Чернобыльской атомной электростанции и ее последствия

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Актуальность данного вопроса заключается в том, что поклонники атомной энергетики считают, что они используют незначительное количество "горючего материала", дешево стоит их строительство и электроэнергия, которую они производят, при этом мало загрязняется внешняя среда. К началу 88 г. в мире существовало 417 атомных реакторов и 120 ещё строилось. Вклад АЭС в выработку энергии в некоторых странах составил для Франции - 70%, Бельгии - 66%, Южной Кореи - 53%, Тайваня - 48,5%. Кроме ядерных реакторов было 326 исследовательских ядерных установок, реакторы установлены на ледоколах, спутниках, подводных лодках. Это говорит о том, что атомная энергетика прочно входит в нашу жизнь со своими плюсами и минусами.

Впервые человечество увидело атом в действии в 45 г, когда США сбросили на Хиросиму и Нагасаки водородные бомбы. Погибла треть населения этих городов, радиация вызвала у многих людей лейкозы. Люди умирали и продолжают умирать до сих пор.

Ряд испытаний ядерного оружия Соединенными Штатами на острове Бикини в 46-58 гг. привели к тому, что в результате взрыва исчезли с лица земли 2 соседних островка, а сам остров стал непригоден для жизни.

В 57 г. на заводе Селлафильд (Уиндскайл) в Англии по регенерации ядерного топлива произошел взрыв. В результате загрязнения погибли 13 человек, более 260 заболели острой и хронической лучевой болезнью. В 79 г. на АЭС Тримайленд в г.Гаррисбург, Пенсильвания также произошла крупная авария. Но самая крупная по своим масштабам и последствиям катастрофа произошла 26 апреля 1986 г. на ЧАЭС, описания которой не было ни в каком справочнике по аварийным случаям на АЭС. Прошло уже много лет, но она все ещё напоминает о себе цезиевыми пятнами, преждевременными смертями, тяжкими болезнями и горем матерей, которые потеряли своих сыновей в битве с Реактором. И будет долго ещё напоминать, пока цезий не подвергнется полному распаду, а это - десятки лет…

Целью данной курсовой работы является: рассмотрение аварий на Чернобыльской АЭС и её последствий.

Задачами курсовой работы является: рассмотрение событий, произошедших при взрыве на ЧАЭС; характеристика последствий взрыва на ЧАЭС; рассмотрение мер и средств, предпринятых для ликвидации последствий данного взрыва.

Практическая значимость: материал данной курсовой работы может являться дополнительным материалом для рассмотрения студентами физической культуры и спорта вопроса о рассмотрении последствий и причин взрыва на ЧАЭС и их дальнейшая ликвидация.

1. Причины аварии на ЧАЭС

Много различных отчетов, объясняющих причины аварии, было опубликовано с тех пор. Но в этих отчетах много неувязок. Многие исследователи толковали некоторые данные каждый по-своему. С течением времени появилось еще больше различных толкований. Кроме того, некоторые авторы были лично заинтересованы в этом деле. Однако в большинстве отчетов сходна последовательность событий, которые привели к аварии.

Авария подобного типа, какая произошла на Чернобыльской АЭС, так же маловероятна, как и гипотетические аварии. Причиной случившейся трагедии явилось непредсказуемое сочетание нарушений регламента и режима эксплуатации энергоблока, допущенных обслуживавшим его персоналом. В результате этих нарушений возникла ситуация, в которой проявились некоторые существовавшие до аварии и устранённые в настоящее время недостатки РБМК. Конструкторы и руководители атомной энергетики, осуществлявшие проектирование и эксплуатацию РБМК-1000, не допускали, а, следовательно, и не учитывали возможность такого количества различных отступлений от установленных и обязательных для исполнения правил, особенно со стороны тех лиц, которым непосредственно поручалось следить за безопасностью ядерного реактора.

День 25 апреля 1986 года на 4-ом энергоблоке Чернобыльской атомной электростанции планировался как не совсем обычный. Предполагалось остановить реактор на планово-предупредительный ремонт. Но перед заглушением ядерной установки необходимо было провести ещё и некоторые эксперименты, которые наметило руководство ЧАЭС.

Перед остановкой были запланированы испытания одного из турбогенераторов в режиме выбега с нагрузкой собственных нужд блока. Суть эксперимента заключается в моделировании ситуации, когда турбогенератор может остаться без своей движущей силы, то есть без подачи пара. Для этого был разработан специальный режим, в соответствии с которым при отключении пара за счёт инерционного вращения ротора генератор какое-то время продолжал вырабатывать электроэнергию, необходимую для собственных нужд, в частности для питания главных циркуляционных насосов.

Остановка реактора 4-го энергоблока планировалась днём 25 апреля, следовательно, к испытаниям готовился другой, не ночной персонал. Именно днём на станции на станции находятся руководители, основные специалисты, и, значит, есть возможность осуществить более надёжный контроль за ходом экспериментов. Однако здесь случилась “неувязка”. Диспетчер “Киевэнерго” не разрешил останавливать реактор в намеченное на ЧАЭС время, так как в единой энергосистеме не хватало электроэнергии из-за того, что на другой электростанции неожиданно вышел из строя энергоблок[3].

Качество программы испытаний, которая не была должным образом подготовлена и согласована, оказалось низким. В ней был нарушен ряд важнейших положений регламента эксплуатации. Помимо того, что в программе, по существу, не были предусмотрены дополнительные меры безопасности, ею предписывалось отключение системы аварийного охлаждения реактора (САОР). Подобное вообще делать нельзя. Но тут сделали. И мотивировка была. В ходе эксперимента могло произойти автоматическое срабатывание САОР, что помешало бы завершению испытаний в режиме выбега. В результате много часов 4-й реактор эксплуатировался без этого очень важного элемента системы безопасности.

25 апреля в 8 часов происходила пересменка, общестанционное селекторное совещание, которое обычно ведут директор или его заместитель.

В тот раз было сообщено, что на 4-м блоке идёт работа с недопустимо малым с точки зрения правил безопасности числом стержней-поглотителей.

Уже ночью это привело к трагедии. А вот утром, когда все предписания требовали срочно остановить реактор, руководство станции разрешило продолжать его эксплуатацию.

Тут должны были вмешаться и пресечь подобные действия представители группы Госатомэнергонадзора, которая работала на ЧАЭС. Но именно в этот день никого из сотрудников этой организации не было, если не считать руководителя, который заходил на короткое время, не успев и выяснить, что происходит, что планируется на 4-м энергоблоке. А все работники надзора, оказывается, в рабочее время в приказном порядке были отправлены в поликлинику, где они весь день проходили медкомиссию. Таким образом, 4-й энергоблок остался и без защиты со стороны Госатомэнергонадзора.

После аварии специалисты тщательно проанализировали всю предыдущую работу коллектива Чернобыльской АЭС. К сожалению, картина оказалась не столь радужной, как её представляли. Здесь и прежде допускались грубые нарушения требований ядерной безопасности. Так, с 17 января 1986 года до дня аварии на том же 4-м блоке 6 раз без достаточных на то оснований выводились из работы системы защиты реактора. Выяснилось, что с 1980 по 1986 годы 27 случаев отказа в работе оборудования вообще не расследовались и остались без соответствующих оценок.

На ЧАЭС не было учебно-методического центра, не существовало эффективной системы профессионально-технического обучения, что подтвердилось событиями ночи с 25 на 26 апреля. В момент аварии на 4-м энергоблоке оказалось немало “лишних” людей. Кроме тех, кто был непосредственно задействован в проведении испытаний, тут оказались и другие работники станции, в частности из предыдущей смены. Они остались по личной инициативе, желая самостоятельно поучиться тому, как останавливать реактор, проводить испытания. Необходимо отметить, что в системе Минэнерго СССР не существовало и тренажёра для подготовки операторов РБМК.

В ядерной энергетике особое значение имеют профессиональные экзамены. Но на ЧАЭС они принимались не всегда достаточно компетентной комиссией. Руководители, которые должны были её возглавлять, самоустранились от своих обязанностей. Не всё ладилось и с производственной дисциплиной.

Испытания на турбогенераторе №8 подготовили плохо. Если точнее, преступно плохо. Тем более что на одно и то же время были запланированы совершенно разные по задачам и методикам проведения испытания турбины -- на вибрацию и “на выбег”.

Причины аварии на ЧАЭС, её развитие исследовались ведущими учёными и специалистами с использованием данных о состоянии реактора и его систем перед аварией, математических моделей энергоблока и его реакторной установки и электронно-вычислительной техники. В итоге удалось восстановить ход событий, сформулировать версии о причинах и развитии аварии.

1.1 Ход аварии

25 апреля 1986 года ситуация развивалась следующим образом:

1 час 00 минут -- согласно графику остановки реактора на планово - предупредительный ремонт персонал приступил к снижению мощности аппарата, работавшего на номинальных параметрах.

13 часов 05 минут -- при тепловой мощности 1600 МВт отключён от сети турбогенератор №7, входящий в систему 4-го энергоблока. Электропитание собственных нужд (главные циркуляционные насосы и другие потребители) перевели на турбогенератор №8.

14 часов 00 минут -- в соответствии с программой испытаний отключается система аварийного охлаждения реактора. Поскольку реактор не может эксплуатироваться без системы аварийного охлаждения, его необходимо было остановить. Однако диспетчер “Киевэнерго” не дал разрешения на глушение аппарата. И реактор продолжал работать без САОР.

23 часа 10 минут -- получено разрешение на остановку реактора. Началось дальнейшее снижение его мощности до 1000--700 МВт (тепловых), как и предусматривалось программой испытаний. Но оператор не справился с управлением, в результате чего мощность аппарата упала почти до нуля. В таких случаях реактор должен глушиться. Но персонал не посчитался с этим требованием. Начали подъём мощности[9].

В 1 час 00 минут 26 апреля персоналу, наконец, удалось поднять мощность реактора и стабилизировать её на уровне 200 МВт (тепловых) вместо 1000--700, заложенных в программе испытаний.

В 1 час 03 минуты и 1 час 07 минут--к шести работающим главным циркуляционным насосам дополнительно подключили ещё два, чтобы повысить надёжность охлаждения активной зоны аппарата после испытаний.

Подготовка к эксперименту:

1 час 20 минут (примерно - по математической модели) -- стержни автоматического регулирования (АР) вышли из активной зоны на верхние концевики, и оператор даже помогал этому с помощью ручного управления. Только так удалось удержать мощность аппарата на уровне 200 МВт (тепловых). Но какой ценой? Ценой нарушения строжайшего запрета работать на реакторе без определённого запаса стержней--поглотителей нейтронов.

1 час 22 минуты 30 секунд--по данным распечатки программ быстрой оценки состояния, в активной зоне находилось всего шесть-восемь стержней. Эта величина примерно вдвое меньше предельно допустимой, и опять реактор требовалось заглушить.

1 час 23 минуты 04 секундыоператор закрыл стопорно-регулирующие клапаны турбогенератора №8. Подача пара на него прекратилась. Начался режим выбега. В момент отключения второго турбогенератора должна была бы сработать ещё одна автоматическая защита по остановке реактора. Но персонал, зная это, заблаговременно отключил её, чтобы, по-видимому, иметь возможность повторить испытания, если первая попытка не удастся.

В ситуации, возникшей в результате нерегламентированных действий персонала, реактор попал (по расходу теплоносителя) в такое состояние, когда даже небольшое изменение мощности приводит к увеличению объёмного паросодержания, во много раз большему, чем при номинальной мощности. Рост объёмного паросодержания вызвал появление положительной реактивности. Колебания мощности в конечном итоге могли привести к дальнейшему её росту.

1 час 23 минуты 40 секундначальник смены 4-го энергоблока, поняв опасность ситуации, дал команду старшему инженеру управления реактором нажать кнопку самой эффективной аварийной защиты (АЗ-5). Стержни пошли вниз, однако через несколько секунд раздались удары, и оператор увидел, что поглотители остановились. Тогда он обесточил муфты сервоприводов, чтобы стержни упали в активную зону под воздействием собственной тяжести. Но большинство стержней-поглотителей так и осталось в верхней половине активной зоны.

Ввод стержней, как показали позже специальные исследования, начавшийся после нажатия кнопки АЗ, при создавшемся распределении потока нейтронов по высоте реактора оказался неэффективным и также мог привести к появлению положительной реактивности.

Произошёл взрыв. Но не ядерный, а тепловой. В результате уже названных причин в реакторе началось интенсивное парообразование. Затем произошёл кризис теплоотдачи, разогрев топлива, его разрушение, бурное вскипание теплоносителя, в который попали частицы разрушенного топлива, резко повысилось давление в технологических каналах. Это привело к тепловому взрыву, развалившему реактор[6].

Снижение мощности реактора, как уже было сказано, началось в 1 час 00 минут 25 апреля. Затем этот процесс остановили по требованию диспетчера энергосистемы. И продолжение работы по снижению мощности вновь началось в 23 часа 10 минут.

Рассмотрим, какие опасные процессы происходили в активной зоне за эти 22 часа. Прежде всего, необходимо отметить, что в ходе цепной реакции образуется целый спектр химических элементов. При делении ядер урана появляется йод, имеющий период полураспада около семи часов. Затем он переходит в ксенон-135, обладающий свойством активно поглощать нейтроны.

Ксенон, который иногда называют “нейтронным ядром”, имеет период полураспада около девяти часов и постоянно присутствует в активной зоне реактора. Но при нормальной работе аппарата он частично выгорает под воздействием тех же нейтронов, поэтому практически количество ксенона сохраняется на одном уровне.

А при снижении мощности реактора и соответственно ослаблении нейтронного поля количество ксенона (за счёт того, что его выгорает меньше) увеличивается. Происходит так называемое “отравление реактора”. При этом цепная реакция замедляется, реактор попадает в глубоко подкритичное состояние, известное под названием “йодной ямы”. И пока она не пройдена, то есть “нейтронный яд” не распадётся, ядерная установка должна быть остановлена. Попадание аппарата в “йодную яму” происходит при провале мощности реактора, что и случилось на 4-м энергоблоке ЧАЭС 25 апреля 1986 года.

Ксенон понизил мощность аппарата, и для поддержания его “дыхания” потребовалось вывести из активной зоны большое количество стержней СУЗ, которые также поглощают нейтроны. Таким образом, стремление персонала, несмотря ни на что, провести эксперимент вступило в противоречие с требованиями регламента.

Герои Чернобыля.

Они находились на верху 15-20 минут:

Герой Советского Союза лейтенант Владимир Павлович Правик

Герой Советского Союза лейтенант Виктор Николаевич Кибенок

Сержант Николай Васильевич Ващук

Старший сержант Василий Иванович Игнатенко

Старший сержант Николай Иванович Титенок

Сержант Владимир Иванович Тащура

- шесть портретов в черных рамках, шестеро прекрасных молодых парней смотрят на нас со стены пожарной части Чернобыля, и кажется, что взоры их скорбны, что застыли в них и горечь, и укоризна, и немой вопрос: как могло такое случится?

Первыми сигнал тревоги услышали пожарные. В карауле лейтенанта Правика было 17 человек. Караул Правика первое время находился на машинном зале. Все чувствовали напряжение, чувствовали ответственность, но все понимали: нужно, и ни один не дрогнул. Там потушили, и отделение оставили на дежурство под его руководством, потому что машинный зал оставался в опасности. Горела крыша в нескольких местах на третьем блоке. Третий блок еще работал, крышу нужно тушить, иначе произошло бы обрушение. Если хоть одна плита упадет на реактор, значит может произойти дополнительная разгерметизация. Сюда и направился, приехавший позже караул лейтенанта Кибенка (СВ ПЧ-6 г.Припяти). Правик затем даже свой караул оставил, побежал на помощь городской части. В 2 часа 23 минут Правик был отправлен в больницу[11].

чернобыльский взрыв загрязнение радиоактивный защита

2. Ликвидация последствий аварии

Авария на Чернобыльской АЭС породила целый комплекс проблем. Прежде всего необходимо было выяснить: не возникнет ли вследствии расплавления и стекания ядерного топлива цепная реакция? Важно было организовать крупномасштабную радиометрическую разведку, причем не только в районе АЭС, но и на обширных территориях вокруг нее. Предстояло обеспечить безопасность находившихся еще в работе 1-го и 2-го энергоблоков. Таким образом были определены следующие основные направления на начальный период ликвидации аварии:

оценка состояния энергоблоков ЧАЭС и радиационной обстановки на станции и прилегающей территории;

защита персонала станции и населения от возможных радиационных поражений;

локализация аварии и уменьшение радиационного воздействия на население и окружающую среду.

К вечеру 26 апреля были приняты необходимые решения, началась подготовка к эвакуации города Припяти. 27 апреля в 1 ночи были остановлены реакторы первого и второго энергоблоков. Начались работы по ликвидации последствий аварии.

Первоочередной задачей по ликвидации последствий аварии было осуществление комплекса работа, направленного на прекращение выбросов радиоактивных веществ. С помощью военных вертолетов очаг аварии забрасывался теплоотводящими и фильтрующими материалами, что позволило значительно сократить, а затем и ликвидировать выброс радиоактивности в окружающую среду. Такими материалами являлись различные соединения бора, доломит, свинец, песок, глина. С 27 апреля, по 10 мая, на объект было сброшено около 5000 тонн этих материалов. В результате этого, шахта реактора была покрыта сыпучей массой, что прекратило выброс радиоактивных веществ. Также началась снижаться температура в кратере блока, чему способствовала и подача жидкого азота в пространство под шахту реактора. После этого были начаты работы по очистке наиболее загрязненных радиоактивными выбросами участков территории ЧАЭС. Наиболее загрязненными оказались кровельные покрытия 3-го энергоблока. На них попали осколки реакторного топлива, куски графитовой кладки, обломки конструкции. Именно здесь создавался радиационный фон, не позволяющий приступить к работам внутри станции, осуществлять мероприятия по захоронению 4-го энергоблока. Большая часть этой работы была выполнена вручную. Очищали крышу в основном военнослужащие. Несмотря на то, что их рабочая смена длилась от 20 секунд до 1 минуты, многие из них, несомненно подверглись воздействию радиационного излучения.

Очистки крыши 3-го энергоблока, начались работы по зачистке территории станции и прилегающих районов. Часть работ выполнялась специальной техникой с дистанционным управлением, но на части работ использовались люди, опять в основном военнослужащие.

Участки ЧАЭС загрязненные мелкими выбросами и радиоактивной пылью, очищались специальной адсорбирующей пленкой. После распыления на поверхности, она застывала, схватывая пыль и прочий мусор, а затем сворачивалась и вывозилась для захоронения. Широко применялась пожарная и военная техника, с помощью которой обмывались стены и крыши зданий. Не отказывались от обычных сборов с территории радиоактивной грязи. Ее счищали бульдозерами, скреперами, вывозили и захоранивали. Затем эти участки покрывались бетоном, асфальтом и другими видами покрытий. Участок соснового леса, по которому прошел радиоактивный след (так называемый “рыжий лес”), был полностью убран, и также вывезен для захоронения. Радиоактивная вода затопившая подреакторные помещения была откачана в специально приготовленные емкости. Для предотвращения радиоактивного заражения грунтовых вод, были возведены соответствующие гидротехнические сооружения под корпусом 4-го энергоблока. Одновременно с этим велись работы по радиационному контролю и дезактивации радиационных пятен в пределах тридцатикилометровой зоны от места аварии. Работы по дезактивации продолжались вплоть до октября-ноября 1986 года, после чего радиационный фон был снижен настолько, что в эксплуатацию вновь ввели первую очередь атомной станции[1].

Полной безопасности работы ЧАЭС, было принято решение закрыть поврежденный реактор специальным укрытием. В район 4-го энергоблока, при ликвидации аварии сгребалась вся радиоактивная грязь, радиоактивные осколки и конструкции, заранее рассчитывая устроить на этом месте могильник радиоактивных отходов. Проект получил инженерное название “Укрытие”, но широкой публике он более известен под названием “Саркофаг”. Суть проекта заключалась в том, чтобы залить поврежденный реактор слоем покрытых в определенных местах свинцом металлических конструкций заполненных бетоном. Особая сложность в этом проекте представляла стена 3-го энергоблока смежная с 4-м энергоблоком. Раньше оба реакторных цеха были соединены между собой различными коммуникациями и оборудованием. В настоящее время между энергоблоками возведена стена из свинца стали и бетона называемая “стеной биологической защиты”. После ее установки были начаты работы по дезактивации третьего энергоблока.

При строительстве “Саркофага” было уложено около 300 тысяч кубических метров бетона, смонтировано свыше 6 тысяч тонн различных металлоконструкций. Таким образом, в октябре 1986 года “Укрытие” плотно запечатало то, что было раньше 4-м энергоблоком ЧАЭС. В то же время “Укрытие” не полностью герметично. Оно имеет специальные вентиляционные каналы для охлаждения реактора, снабженные специальными фильтрами, обширный комплекс диагностического и радиометрического оборудования, систему активной ядерной защиты, для предотвращения возникновения цепной реакции в бывшем реакторе. Таким образом была обеспечена надежная консервация разрушенного реактора, предотвращен выход аэрозолей в окружающую среду, обеспечена ядерная безопасность объекта.

2.1 Распространение радиации

Уже говорилось, процесс выброса радионуклидов из разрушенного реактора был растянут во времени и состоял из нескольких стадий.

I стадии было выброшено диспергированное топливо, в котором состав радионуклидов соответствовал таковому в облученном топливе, но был обогащен летучими изотопами йода теллура, цезия и благородных газов.

II стадии благодаря предпринимаемым мерам по прекращению горения графита и фильтрации выброса мощность выброса уменьшилась. Потоками горячего воздуха и продуктами горения графита из реактора выносилось радиоактивное мелкодиспергированное топливо.

III стадии характерным было быстрое нарастание мощности выхода продуктов деления за пределы реакторного блока. За счет остаточного тепловыделения температура топлива в активной зоне превышала 1700 С, что в свою очередь обусловливало температурно-зависимую миграцию продуктов деления и химические превращения оксида урана которые из топливной матрицы выносились в аэрозольной форме на продуктах сгорания графита.

Последней IV стадией утечка продуктов деления быстро начала уменьшаться что явилось следствием специальных мер. К этому времени суммарный выброс продуктов деления (без радиоактивных благородных газов) составил около 1,9 ЭБк (50 МКи), что соответствовало примерно 3,5 % общего количества радионуклидов в реакторе к моменту аварии.

Первоначально распространение радиоактивного загрязнения воздушных потоков происходило в западном и северном направлениях, в последующие два-три дня - в северном, а с 29 апреля в течении нескольких дней - в южном направлении ( в сторону Киева).

Значительная часть площадей водосбора Днепр Припяти подверглись интенсивному радиоактивному загрязнению. Нижние участки Припяти, Днепра и верхняя часть Киевского водохранилища вошли в З0-ти километровую зону отселения.

Соответствии с метеорологическими условиями переноса воз душных масс вышедшие за пределы реактора радионуклиды распространялись на площади водосбора и акватории Днепра, его водохранилищ притоков и Днепровско-Бугского лимана.

В первые дни после аварии радиоактивные аэрозоли поступили в водоемы а затем дождем смывались с загрязненных водосборов[14].

Уровни радиоактивного загрязнения природных вод определялись расстоянием от ЧАЭС и интенсивностью выпадения аэрозолей, смывом с территории водосбор а в днепровских водохранилищах - временем "добегания" загрязненных масс воды. Поступившие в водоемы радионуклиды включились в абиотические (воды, взвеси, донные отложения) и биотические компоненты (гидробионты различных трофических уровней). При распаде короткоживущих радионуклидов определилась гидроэкологическая значимость наиболее биологически опасных долгоживущих стронция-90 и цезия-137.

Радиоактивное загрязнение донных отложений Киевского водохранилища достигло максимума к середине лета 1986 г., когда характерные концентрации цезия-137 на различных участках находились в пределах 185-29 600 Бк/кг естественной влажность Максимальное содержание цезия-137 в представителях ихтиофауны наблюдалось в зимний период 1987 - 1988 гг. - (3,70 - ~29) 10~ Бк/кг сырой массы.

Загрязненные воздушные массы распространились затем на значительные расстояния по территории Белоруссии, Украины и России, а также за пределы Советского Союза. В ряде стран были зафиксированы незначительные повышения уровня радиации, выявлены некоторые нуклиды, выброс которых в атмосферу произошел в результате аварии в Чернобыле. Прежде всего это было зарегистрировано соответствующими службами в Швеции (в 6 часов утра 1986г), затем в Финляндии, Польше. Всего поступила информация о радиологических изменениях и принятых защитных мерах от 23 государств. Данные показали, что в результате погодных условий во время самой аварии на ЧАЭС, в Европе произошло определенное радиационное загрязнение территорий. Кроме того, первоначальный выброс из поврежденного реактора ( высота которого составляла около 1200 метров) привел к переносу небольших количеств радиоактивных веществ за пределы Европы, включая Китай, Японию и США.

Невзирая на масштабы распространения радиоактивного загрязнения, руководитель секции безопасности МАГАТЭ госпожа Аннели Сало, оценивая положение в целом заявила: “За исключением пострадавших районов на территории СССР уровни заражения в настоящее время являются достаточно низкими, для того чтобы требовать тщательного рассмотрения вопроса о том, существует ли вообще и при каких обстоятельствах необходимость в принятии защитных мер по радиологическим причинам”.

2.2 Медицинские аспекты аварии

Каковы же медицинские аспекты аварии?

Радиационное излучение происходит не только вследствие каких-либо неполадок в ядерных установках или после взрыва атомных бомб. Все живое на земле, так или иначе находится под воздействием радиационного фона. Он складывается из двух составляющих: естественного фона и так называемого техногенного, являющегося следствием технической деятельности человека. Естественный фон формируется за счет космического излучения и процессов происходящих в недрах земли. Техногенные источники радиационного фона формируются за счет медицинских рентгеновских обследований, просмотра телепередач, пребывания в современных зданиях, участия в производственных процессах и других факторов. В итоге, каждый житель земли получает в среднем в год радиационную дозу равную 300-500 миллибэр (мбэр). Бэр - единица облучения эквивалентная 1 рентгену применяется для оценки опасности ионизирующего излучения для человека. Ученые определили, что клинически определяются незначительные кратковременные изменения состава крови при облучении дозой 75 бэр. Рассмотрим, какие дозы могут быть получены при различных условиях, и каково их действие на человека.

0,5 мбэр - ежедневный трехчасовой просмотр телевизора в течении года

100 мбэр - фоновое облучение за год

500 мбэр - допустимое облучение персонала в нормальных условиях

3 бэр ( 1 бэр = 1000 мбэр) - облучение при рентгенографии зубов

5 бэр - допустимое облучение персонала атомных станций за год

10 бэр - допустимое аварийное облучение населения (разовое)

25 бэр - допустимое облучение персонала (разовое)

30 бэр - облучение при рентгеноскопии желудка (местное)

75 бэр - кратковременное незначительное изменение состава крови

100 бэр - нижний уровень развития легкой степени лучевой болезни

450 бэр - тяжелая степень лучевой болезни (погибает 50% облученных)

600-700 бэр - однократно полученная доза считается абсолютно смертельной.

Неблагоприятные последствия облучения могут возникнуть в двух случаях. Первое - в результате кратковременного интенсивного облучения, и второе - как итог относительно длительного облучения малыми дозами. На площадке Чернобыльской АЭС произошел первый случай, где часть персонала, пожарные оказались в зоне именно высокого облучения. В результате у некоторых из них возникла лучевая болезнь, в том числе и в тяжелой форме. Как известно, 28 человек скончалось от острой лучевой болезни . С подозрением на диагноз острая лучевая болезнь разной степени тяжести было госпитализировано 237 человек. 4-я степень лучевой болезни была отмечена у 21 человека ( 20 из них умерли, один жив), 3-я степень - у 21 человека (7 умерли 14 - живы), 2 степень - у 53 человек (один умер 52 - живы), 1-я степень - у 50 человек ( все живы). Среди населения 30-ти километровой зоны и других районов случаев заболевания острой лучевой болезнью не отмечалось. Но интенсивное излучение ограничено в пространстве. Достаточно удалиться от радиоактивного источника буквально на считанные метры, как оно быстро уменьшается.

Облучении малыми дозами возникают эффекты, которые проявляются лишь у небольшой части людей. Тем не менее, потенциальное увеличение роста раковых заболеваний в районах подвергшихся наибольшему радиационному загрязнению, по расчетам Министерства здравоохранения оценивается в 1 - 1,5%, а уровень отрицательных генетических последствий соответственно - 0,5%. Также прогнозировался уровень развития лейкемии в пораженных районах[2].

Вместе с облучением получаемым человеком извне, радионуклиды могут попадать в организм человека , например с пищей, воздухом и пр. В этом случае говорят о внутреннем облучении. У него свои особенности. Каждый радионуклид ведет себя по своему, имеет свои точки приложения. Например при поступлении в организм радиоактивного йода, 30% его накапливается в щитовидной железе. Стронций концентрируется в костях, цезий распределяется равномерно в мышечной ткани. Кроме накопления радионуклидов в организме, радиобиологией учитывается период полувыведения - время, за которое количество попавшего в организм радиоизотопа сокращается наполовину. Для цезия-137 этот период равен 110 суток, а, например, для йода-131 - 7,5 суток. Радиационную обстановку в Чернобыле в основном определял цезий-137. Но существовали конечно и другие, долгоживущие радионуклиды попадавшие в организм человека.

3. Радиационная защита населения при ядерных авариях на АЭС

Основной целью мероприятий по защите населения при любых радиационных авариях, в том числе и ядерных авариях на АЭС, является уменьшение количества облученных и снижение дозы облучения. К этим мероприятиям относятся:

оповещение ответственных органов о возникновении аварии;

прекращение дальнейшего развития аварии, локализация выброса и создаваемого им загрязнения;

экстренная оценка радиационной обстановки и ожидаемых доз обручения населения;

оповещение населения о введений конкретных мер защиты;

выявление пострадавших и оказание им медицинской помощи;

укрытие населения в помещениях (ограничение вентиляции, уплотнение щелей);

защита органов дыхания от радиоактивных аэрозолей;

профилактический прием препаратов стабильного йода;

эвакуация населения;

защита тела;

индивидуальная дезактивация (санитарная обработка, замена одежды);

ограничение и контроль доступа в район радиоактивного загрязнения;

проведение радиационного контроля;

обеспечение населения незагрязненными пищевыми продуктами и водой;

дезактивация пищевых продуктов и воды;

дезактивация населенных пунктов и территории;

проведение агротехнических, агромелиоративных и агрохимических мероприятии;

перевод молочно-продуктивного скота на незагрязненные пастбища и фуражные корма;

информирование населения о радиационной обстановке и проводимых мерах защиты;

проведение санитарно-просветительной работы среди населения.

При установлении факта радиационной аварии администрация учреждения обязана поставить в известность вышестоящую организацию или ведомство, местные органы управления, Госнадзора, внутренних дел, техническую инспекцию труда профсоюза, территориальный штаб Гражданской обороны с целью привлечения необходимых сил и средств для расследования и ликвидации ее последствий[11].

Расследование аварии и ликвидация ее последствий должны проводиться администрацией учреждения под контролем местных органов Госснадзора (ведомства) и в соответствии с «Инструктивно-методическими указаниями по служебному расследованию и ликвидации последствий радиационных аварий» (1982). В случае крупной аварии расследование и ликвидация ее последствий осуществляются по указаниям государственных органов. Так, для изучения причин аварии на Чернобыльской АЭС и осуществления необходимых аварийных и восстановительных мероприятий была образована правительственная комиссия.

Важными техническими мерами защиты населения являются прекращение дальнейшего развития аварии, локализация выброса и создаваемого им загрязнения.

Во время аварии на Чернобыльской АЭС первоначально были приняты меры по борьбе с пожаром, возникшим в результате выброса из реактора горячих материалов на кровлю соседних с аварийным блоком помещении.

С целью локализации очага и предотвращения потенциальных условий для протекания цепной реакции деления в шахту реактора с вертолетов были сброшены нейтронопоглощающие, теплоотводящие к фильтрующие материалы (соединения бора, доломит, песок, глина, свинец). Кроме того, были приняты экстренные меры по охлаждению топлива и графитовой, кладки, а также по снижению концентрации кислорода (подача в подреакторную шахту азота). В результате этих действий был снижен выброс радиоактивных продуктов.

Для предотвращения смыва в реки выпавших на поверхность земли радиоактивных веществ в течение месяца с помощью специальных реагентов не допускали выпадения дождевых осадков. На промышленной площадке, где концентрация радиоактивных материалов, выброшенных из реактора, была особенно велика, территория, кровли зданий и стены, обочины дорог обрабатывали полимеризующими растворами, что исключило распространение радиоактивных веществ. Одновременно был построен комплекс гидротехнических сооружений для защиты от радиоактивных загрязнений подземных вод и наземных водоисточников, прежде всего р. Припять. Радиоактивное загрязнение воды рек, водохранилищ было обусловлено в основном выпадением аэрозолей из облака.

Экстренную оценку радиационной обстановки и дозы облучения персонала (а при необходимости и населения) проводят для выявления пострадавших и принятия соответствующих мер защиты. При этом следует учитывать не только результаты радиационного контроля, но и события, происходящие в потерпевшем аварию реакторе. Это позволяет проконтролировать изменения радиационной обстановки и внести коррективы в соответствующие меры защиты.

Безотлагательное оповешение населения о введении адекватных радиационной обстановке мер защиты позволяет снизить дозу его облучения.

Так, укрытие населения в помещениях с ограниченной вентиляцией и уплотнениями щелями является одной из простейших мер защиты. Пребывание людей в таких помещениях во время прохождения факела воздушного выброса позволяет в десятки раз снизить получаемую дозу облучения.

Закрытие окон и дверей, выключение систем вентиляции, а также перекрытие дымоходов и вытяжных каналов на период прохождения факела выброса позволяет существенно снизить дозу внутреннего облучения за счет ингаляционного поступления радионуклидов, а также уменьшить поверхностное загрязнение людей и помещений.

Неблагоприятные последствия, связанные с укрытием людей в помещениях, невелики, если оно продолжается в течение нескольких часов.

Для защиты органов Дыхания от радиоактивных аэрозолей можно применять не только выпускаемые прмышленностью респираторы, но и подручные средства (увлажненный носовой платок, полотенце и др.). Это позволяет снизить дозу внутреннего облучения от вдыхания радиоактивных веществ примерно в 10 раз.

Прием внутрь стабильного йода в виде калия йодида(KI) или йодата (KIO3) блокирует накопление щитовидной железой радиоактивного йода. Рекомендуемая для взрослых доза йода составляет 100 мг, что соответствует 130 мг KI или 170 мг КI03. Оба эти соединения обладают одинаковой эффективностью, но имеют различную химическую стойкость: срок хранения К1 2 года, К03-- 10 лет.

После однократного приема препарата поглощение йода щитовидной железой нормализуется примерно через неделю. При продолжающемся поступлении радиоизотопов йода в организм эффективная блокада щитовидной железы может поддерживаться повторными дозами препаратов йода по 50 мг в день.

Максимальный эффект йодной профилактики отмечается при заблаговременном (т. е. до поступления радиоизотопов йода в организм) приеме стабильного йода или сразу после поступления. Прием стабильного йода через 6 ч снижает дозу облучения щитовидной железы примерно в 2 раза, через сутки снижение дозы будет незначительным.

При проведении йодной профилактики может отмечаться побочная реакция на йод[6].

При поступлении радионуклидов в организм для снижения дозы внутреннего облучения проводят мероприятия по уменьшению резорбции, сокращению времени их пребывания в пищеварительном канале и верхних дыхательных путях, а также ускорению их выведения из организма. С этой целью промывают носоглотку, полость рта и желудок, проводят ингаляцию комплексонов или прием внутрь адсорбентов (в зависимости от особенностей радионуклидов и путей поступления) с последующим применением отхаркивающих, рвотных, слабительных и мочегонных средств, назначают очистительные клизмы.

Эвакуацию населения -- срочное переселение людей в безопасное место -- проводят для предотвращения или снижения дозы облучения. Лучше всего эвакуацию проводить до появления факела аварийного выброса. При эвакуации во время прохождения факела доза облучения может оказаться выше, чем если бы люди находились в укрытии. В ситуации, при которой аварийный выброс уже начался и ожидается его нарастание, эвакуация населения оправдана и в период прохождения факела, так как позволит избежать значительной дозы облучения при последующих выбросах. Следует отметить, что эвакуация населения является наиболее жизненарушающей мерой, поэтому она должна проводиться только в случае крайней необходимости.

Для защиты тела и волос используют головные уборы, капюшоны, куртки, плащи, брюки, закрытую обувь и др. Персонал, выполняющий работы в условиях радиоактивного загрязнения, должен быть обеспечен специальной защитной одеждой и обувью.

Индивидуальная дезактивация -- санитарная обработка людей, подвергшихся радиоактивному загрязнению, с заменой одежды -- позволяет уменьшить дозу контактного облучения.

Санитарную обработку людей, производят в банях, душевых, санитарных пропускниках в больницах с обязательной выдачей чистой одежды.

Дезактивацию белья и одежды производят на базе специальных или обычных прачечных, перепрофилированных на период экстремальных условий.

Переселение населения -- последовательный вывод определенных групп населения, проводимый с той же целью, что и эвакуация, но в менее экстренном порядке. Проводится в тех случаях, когда после прекращения выброса существует опасность облучения от осадков, выпавших на землю.

В район радиоактивного загрязнения ограничивают доступ, чтобы предупредить облучение людей, а также распространение загрязнения транспортными средствами и за счет вывоза загрязненных предметов и материалов. По предложению Министерства здравоохранения СССР в период аварии на Чернобыльской АЭС был организован вывоз детей и беременных женщин на оздоровительный отдых. В 1986-1987 гг. было направлено в пионерские лагеря, дома отдыха и санатории более 350 тыс. человек из населенных пунктов, подвергшихся радиационному воздействию.

Неотъемлемой частью системы радиационной защиты населения является проведение радиационного контроля. На основании результатов радиационного контроля принимаются решения по введению конкретных мер защиты населения.

Радиационному контролю подлежит вся территория, которая подверглась радиоактивному загрязнению, все объекты окружающей среды, в том числе продовольственное сырье, продукты питания; и водоисточники.

Исключение из рациона загрязненных пищевых продуктов и воды, обеспечение населения чистыми продуктами и водой, завозимыми из незагрязненных регионов, является наиболее радикальной мерой профилактики внутреннего облучения.

Бракераж и запрет пищевых продуктов и воды, уровень радиоактивного загрязнения который превышает установленные нормативы, осуществляются по результатам радиометрического контроля, проводимого радиологическими лабораториями агропромышленного комплекса и санитарно-гигиенической службы органов здравоохранения.

Важной, но еще не решенной проблемой является дезактивация пищевых продуктов. На раннем и частично, на промежуточном этапах аварии приемлем такой простой способ дезактивации некоторых видов пищевых продуктов, как мытье, удаление поверхностного слоя и др. При структурном загрязнении пищевых продуктов, встречающемся на промежуточном и восстановительном этапах аварии, приведенные выше способы дезактивации уже не эффективны. Применяют методы традиционной переработки некоторых пищевых продуктов (например, молоко перерабатывают в некоторые виды молочных продуктов) или изменение технологии приготовления пищи. Так, в ранние сроки после аварии переработка загрязненного радиоизотопами йода молока в сливочное масло, сыр и творог приводила к снижению их инкорпорации в 2,5--3 раза. Эффективность переработки молока, загрязненного радиоизотопами цезия, проводимой в более поздние сроки после аварии. В связи с тем, что среднесуточное потребление этих продуктов человеком в 3--5 раз меньше, чем молока, поступление в организм радиоизотопов йода снижалось в 8--15 раз, цезия -- в 4--50 раз.

При разработке рекомендаций по изменению технологии приготовления пищи необходимо учитывать распределение и преимущественное накопление радионуклидов в различных видах и частях продовольственного сырья, а также их переход в пищу в процессе ее приготовления.

Имеются многочисленные попытки применения различных сорбентов и фильтров для дезактивации структурно загрязненных пищевых продуктов. Однако при такой обработке не исключена возможность изменения химического состава и биологической ценности пищевых продуктов.

Дезактивация воды достигается различными способами в зависимости от источника водоснабжения[13].

Откачка воды и удаление донного осадка из шахтных колодцев, а также улучшение санитарно-технического оборудования, как правило, позволяет в дальнейшем эксплуатировать эти источники водоснабжения.

Обработка воды на очистных сооружениях водопроводных станций приводит к существенному снижению содержания в них радионуклидов.

Артезианские водоносные горизонты практически защищены от попадания в них радиоактивных веществ, поэтому могут использоваться без ограничений.

Дезактивацию населенных пунктов (жилых домов, общественных зданий, промышленных сооружений, а также дорог и наиболее загрязненных участков территории) проводят для уменьшения внешнего Y-облучения от выпавших радиоактивных осадков, я также внутреннего облучения от вдыхания радиоактивной пыли.

В процессе ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС было дезактивировано более 600 населенных пунктов, около половины из них -- неоднократно. Проведенные дезактивационные работы позволили снизить дозу внешнего облучения населения за первые два года в 1,3 -- 2,5 раза.

При дезактивации населенных пунктов особое внимание уделялось дезактивации жилых домов и общественных зданий. Ветхие и малоценные строения, а также дома, трехкратная обработка которых не приводила к снижению, уровня радиоактивного загрязнения до допустимых величин, разбирались и вывозились на захоронение.

Было дезактивировано более 70 тыс. дворов. Дезактивация их проводилась путем снятия верхнего слоя грунта с последующей засыпкой песком, гравием и частичным асфальтированием. Всего было снято, вывезено и захоронено около 200 000 м3 загрязненного грунта.

Следует отметить, что дезактивация наиболее загрязненных участков территории путем срезания верхнего слоя грунта на глубину 10--15см позволяла снизить мощность дозы -излучения в 3--4 раза, а путем асфальтирования или засыпки ее гравием, щебнем, песком или чистым грунтом -- в 10 раз.

Ежедневная машинная помывка дорог с твердым покрытием снижала уровень их радиоактивного загрязнения в 2 раза.

Дезактивация грунтовых дорог с помощью таких методов, как грейдерование (на глубину до 10см), покрытие щебнем, асфальтирование или бетонирование приводила к снижению радиоактивного загрязнения в 3 раза.

Проведение агротехнических, агромелиоративных и агрохимических мероприятий при радиоактивном загрязнении сельскохозяйственных угодий позволяет уменьшить мощность дозы у-излучения, а также возможность перехода радионуклидов в сельскохозяйственную продукцию. К числу таких мероприятий относятся глубокая вспашка сельскохозяйственных угодий, мелиорация земель, внесение в почву соответствующих минеральных удобрений, изменение выращиваемых культур, в разной степени накапливающих радионуклиды, перепрофилизация хозяйств и др. Проведение этих мероприятий зависит от уровня радиоактивного загрязнения, типа почвы, особенностей ее сельскохозяйственного использования и других условий.

Перевод молочно-продуктивного скота на незагрязненные пастбища и фуражные корма не только предупреждает дальнейшую инкорпорацию радионуклидов, но и способствует выведению их из организма животных.

Информирование населения о радиационной обстановке и проводимых мерах защиты уменьшает тревогу и психическую напряженность. Следует отметить, что беспокойство населения влечет за собой реальное нарушение здоровья, вызванное аварией, хотя оно и не обязательно определяется величиной выброса или уровнем облучения. В связи с этим необходимо активно информировать население о характер отдельных восстановительных работ и о возможных последствиях для здоровья, которые могут возникнуть после аварии.

Большое значение имеет: проведение санитарно-просветительной работы среди населения. Недостаточная информация о каком-либо факторе или явлении порождает возникновение слухов, боязни, а отсюда и неправильную оценку его влияния на человека. Распространение знаний о биологическом действии ионизирующего излучения приобретает важное значение, так как позволяет правильно оценить все стороны развития ядерной энергетики и использования радиационных технологий в народном хозяйстве. В то же время имеющиеся знания о вреде как больших, так и малых доз диктуют необходимость разработки соответствующих подходов в формировании правильной ориентации населения в вопросах радиационной безопасности.

Вводимые меры радиационной защиты зависят от путей радиационного воздействия и фазы самой аварии[5].

Заключение

Авария подобного типа, какая произошла на Чернобыльской АЭС, так же маловероятна, как и гипотетические аварии. Причиной случившейся трагедии явилось непредсказуемое сочетание нарушений регламента и режима эксплуатации энергоблока, допущенных обслуживавшим его персоналом. В результате этих нарушений возникла ситуация, в которой проявились некоторые существовавшие до аварии и устранённые в настоящее время недостатки реактора. Конструкторы и руководители атомной энергетики, осуществлявшие проектирование и эксплуатацию реактора, не допускали, а, следовательно, и не учитывали возможность такого количества различных отступлений от установленных и обязательных для исполнения правил, особенно со стороны тех лиц, которым непосредственно поручалось следить за безопасностью ядерного реактора.

День 25 апреля 1986 года на 4-ом энергоблоке Чернобыльской атомной электростанции планировался как не совсем обычный. Предполагалось остановить реактор на планово-предупредительный ремонт. Но перед заглушением ядерной установки необходимо было провести ещё и некоторые эксперименты, которые наметило руководство ЧАЭС.

Авария на Чернобыльской АЭС потрясла всю нашу страну. Чернобыль - трагедия, потребовавшая на многое посмотреть по-новому. Гибель людей, боль их родных и близких, около 100000 человек, сорванных невидимой опасностью радиации со своих родных мест, ущерб природе, экономике. Все это вместе заставило сделать наисерьезнейшие выводы из апрельской трагедии.

Уроки Чернобыля... Это словосочетание уже стало штампом. Однако еще не ясно, хорошо ли мы их усвоили. Конечно, конкретные меры приняты, и точное повторение чернобыльской трагедии невозможно. Но покончено ли с ее глубинными корнями? Во многих беседах и с московскими физиками, и с сотрудниками Чернобыльской станции поражало одно и то же: отчетливое понимание чужой вины и не менее отчетливое нежелание признавать вину собственную. Часть чернобыльской вины лежит почти на каждом - и на физиках, проводящих расчеты по упрощенным моделям, и на монтажниках, небрежно заваривающих швы, и на операторах, позволяющих себе не считаться с регламентом работ. Ни у кого не вызывает сомнений, что авария стала результатом всеобщего непрофессионализма. В повести "Чернобыль" Ю.Щербака приведены слова начальника одной из смен: "Почему ни я, ни мои коллеги не заглушили реактор, когда уменьшилось количество защитных стержней? Да потому, что никто из нас не представлял, что это чревато ядерной... никто нам об этом не говорил". Может ли человек, окончивший физический вуз, более явно расписаться в своей некомпетентности? А насколько профессиональны были разработчики реактора, не рассматривавшие возможности разгона реактора на мгновенных нейтронах и только после аварии принявшие меры против этого.

Основной целью мероприятий по защите населения при любых радиационных авариях, в том числе и ядерных авариях на АЭС, является уменьшение количества облученных и снижение дозы облучения. К этим мероприятиям относятся:

оповещение ответственных органов о возникновении аварии;

прекращение дальнейшего развития аварии, локализация выброса и создаваемого им загрязнения;