Аварии с выбросом радиоактивно опасных веществ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Аварии с выбросом радиоактивно опасных веществ

Введение

Человеку для его благополучного существования необходима энергия, и мы получаем ее при дыхании и с пищей. Цивилизации же энергия нужна для производства. Сейчас же для промышленности, сельского хозяйства и для комфорта в быту необходимо огромное количество электрической энергии. Человечество уже не сможет без нее существовать! Она производится, в основном, на крупных электростанциях. Электростанции используют разные источники энергии и, к сожалению, часто создают большие проблемы для окружающей среды и здоровья людей.

Тепловые электростанции сжигают ископаемое органическое топливо (уголь, нефть, природный газ) и загрязняют окружающую среду продуктами горения. Гидроэлектростанции используют энергию движущейся воды и не загрязняют воздух, но их плотины перекрывают реки и разрушают места обитания рыб и водных животных. Другая важная особенность электростанций как крупных промышленных предприятий - это возможность аварий и катастроф (происшествий, которые создают угрозу жизни и здоровью людей, приносят вред окружающей среде, приводят к разрушениям). Но последствия аварий могут быть разными. Если катастрофа на ветровой или тепловой электростанции (упал ветряк, взорвался «котел») ведет только к поломкам оборудования и создает угрозу лишь для сотрудников данной электростанции, то прорыв плотины гидроэлектростанции будет катастрофой для жителей обширных затопленных мест. Но только аварии на атомных электростанциях могут оказать влияние на жителей целых континентов, даже всей Земли. Последствия таких аварий всегда глобальны. Проблема аварий с выбросом радиоактивных веществ (РВ) беспокоит не только нашу стану, но и многие другие народы. Огромное количество жертв, потерь и бедствий влечет за собой незнание основных закономерностей зарождения аварий с выбросом РВ, незнание способов ликвидации последствий аварий, неумение учитывать опыт предыдущих происшествий, неумение действовать на радиоактивно загрязненной местности и многое другое. Мы должны совершенствовать свои знания и умения в данном русле.

Наука должна развиваться в этом направлении, так же как и должны совершенствоваться органы, отвечающие за порядок на объектах, от которых зависят судьбы тысяч людей. В своей работе я хотела бы рассмотреть основные закономерности, принципы и последствия данного рода аварий. Я постараюсь предоставить квинтэссенцию всей информации по данной проблематике. Очень важно, на мой взгляд, уделять должное внимание авариям с выбросов РВ, анализировать, рассуждать, вырабатывать стратегии, чтобы начать учиться на чужих и своих ошибках и не допускать несчастья в будущем.

1. Краткая характеристика и классификация радиационно опасных объектов

В настоящее время на многих объектах экономики, военных объектах, научных центрах и используются радиоактивные вещества. Отдельные системы, блоки и устройства этих объектов преобразуют энергию делящихся ядер в электрическую и другие виды энергий. Ряд предприятий использует радиоактивные вещества в технологических процессах или хранит их на своей территории. Все эти предприятия относятся к объектам с ядерными компонентами. Однако радиационно опасными из них являются далеко не все.

Радиационно опасный объект (РОО) - это объект, на котором хранят, перерабатывают или транспортируют радиоактивные вещества, при аварии или разрушении которого может произойти облучение ионизирующим излучением или радиоактивное загрязнение людей, сельскохозяйственных животных, растений, объектов экономики и окружающей природной среды.

К радиационно опасным объектам относятся:

- предприятия ядерного топливного цикла (ЯТЦ): урановой и радиохимической промышленности, места переработки и захоронения радиоактивных отходов;

- атомные станции (АС): атомные электрические станции (АЭС), атомные теплоэлектроцентрали (АТЭЦ),

- объекты с ядерными энергетическими установками (ЯЭУ): корабельными ЯЭУ, космическими ЯЭУ, войсковыми атомными электростанциями (ВАЭС);

- ядерные боеприпасы (ЯБ) и склады для их хранения.

Предприятия ядерного топливного цикла осуществляют добычу урановой руды, ее обогащение, изготовление топливных элементов для ядерных энергетических реакторов (ЯЭР), переработку радиоактивных отходов, их хранение и окончательное размещение.

Предприятия ядерного топливного цикла можно разделить на 3 группы:

- предприятия урановой промышленности;

- радиохимические заводы;

- места захоронения радиоактивных отходов.

К предприятиям урановой промышленности относятся объекты, осуществляющие:

- добычу урановой руды (открытой разработкой или из шахт);

- обработку урановой руды, включающие предприятия по очистке урановой руды на специальных дробилках в несколько этапов и обогащению методом газовой диффузии.

Процесс приготовления ядерного топлива включает получение порошкообразного диоксида урана, его таблетирование методом порошковой металлургии, изготовление тепловыделяющих элементов ТВЭЛов и тепловыделяющих сборок (ТВС), которые в последующем используются в ЯЭР.

Отработанное в ядерных реакторах топливо может отправляться на захоронение, но может быть переработано с извлечением необходимых компонентов и частично повторно (дополнительно) использовано.

Переработка отработанного топлива осуществляется на перерабатывающих предприятиях (радиохимических заводах), на которых осуществляется разделка ТВЭЛов, растворение топлива, химическое отделение урана, плутония, цезия, стронция, др. изотопов и изготовление различных расщепляющихся материалов (ядерного топлива в боеприпасах, источников ионизирующих излучений, индикаторов и т.д.).

Радиоактивные отходы радиохимических заводов направляются на захоронение, которое осуществляется в бетонных емкостях в естественных или искусственных полостях.

Наиболее характерными авариями на предприятиях ядерного топливного цикла являются:

- возгорание горючих компонентов и радиоактивных материалов;

- превышение критической массы делящихся веществ;

- появление течей и разрывов в резервуарах-хранилищах;

- характерные аварии с готовыми изделиями.

Атомная станция (АС) - это электростанция, на которой ядерная (атомная) энергия преобразуется в электрическую и тепловую. На АС тепло, выделяющееся в ядерном реакторе, используется для получения водяного пара, вращающего турбогенератор (АЭС), и частично для подогрева теплоносителя (АСТ, АТЭЦ).

АС включают: ядерные энергетические реакторы, паровые турбины, системы трубопроводов, конденсаторы, системы вывода генерируемой мощности и тепла.

В настоящем времени в России используются два типа ядерных реакторов: водоводяные энергетические и большой мощности канальные. В водоводяных энергетических реакторах теплоносителем и замедлителем нейронов служит вода, в реакторах большой мощности канальных - вода, а замедлителем нейронов - графит (графитовые стержни). В нижеприведенной таблице указаны основные характеристики ядерных реакторов.

ВВЭР - водоводяные энергетические реакторы; РБМК - реакторы большой мощности канальные.

Основными причинами аварий на атомных станциях являются:

- нарушения технологической дисциплины оперативным персоналом АС и недостатки в его профессиональной подготовке;

- низкий уровень внимания и требовательности со стороны министерств и ведомств, организаций и учреждений, ответственных за обеспечение безопасности АС на этапах проектирования, строительства и эксплуатации.

Объекты с ядерными энергетическими установками (ЯЭУ). Корабельные объекты с ЯЭУ оснащаются реакторами легководного и жидкометаллического типов. Принципиальными отличиями их от реакторов АС являются:

- использование в качестве топлива высокообогащенного урана;

- сравнительно малые размеры;

- высокая степень защиты (40-60 кгс/см² - для подводных лодок и 10-20 кгс/см² - для надводных кораблей).

Специфическими причинами аварий на корабельных ЯЭУ являются: разгерметизация 1-го контура реактора и попадание забортной воды под биологическую защиту.

К войсковым атомным электростанциям (ВАЭС) относятся реакторы легководного типа модульного исполнения с естественной циркуляцией теплоносителя. Особенностями ВАЭС являются:

- использование в качестве теплоносителя химически - и пожароопасного вещества нитрина;

- отсутствие оболочки внешней защиты.

ВАЭС существуют в трех видах исполнения: плавучие, на ж.д. платформах и блочно-транспортные общим весом до 100 тонн.

Причинами аварий на ВАЭС служат: разгерметизация 1-го контура реактора и механические повреждения.

Отличительной особенностью космических ЯЭУ является их небольшой размер, что достигается использованием в качестве ядерного топлива высокоочищенного топлива с высоким содержанием стронция-90 и плутония-238. Специфические причины аварии на космических ЯЭУ: несанкционированный выход на запроектную мощность в результате удара или падения и нештатные ситуации на борту.

Ядерные боеприпасы (ЯБП) и взрывные устройства к ним в мирное время хранятся на складах в готовности к выдаче и боевому применению. Часть из них находится на боевом дежурстве. К наиболее характерным аварийным ситуациям с ЯБП относятся: столкновение и опрокидывание транспортных средств с ЯБП; пожары в сборочных помещениях, хранилищах, комплексах и воздействие грозовых разрядов.

2. Радиационные аварии: классификация, фазы развития

Радиационная авария - это нарушение правил безопасной эксплуатации ядерно-энергетической установки, оборудования или устройства, при котором произошел выход радиоактивных продуктов или ионизирующего излучения за предусмотренные проектом пределы их безопасной эксплуатации, приводящий к облучению населения и загрязнению окружающей среды.

Ввиду того, что аварийные ситуации являются наиболее частыми и максимально опасными на АС, хотелось бы рассмотреть особенности загрязнений местности в случае аварий на объектах с ядерными компонентами на примере атомных станций.

Выбросы и истечения радиоактивных веществ из реактора характеризуются следующими основными радиационными поражающими факторами:

- газо-аэрозольная смесь радионуклидов, распространяется в виде облака на сотни километров и испускает мощный поток ионизирующих излучений;

- радиоактивное загрязнение местности; имеет длительный характер в результате разброса высокоактивных осколков ядерного топлива на территории АС и осаждения радиоактивных частиц из газо-аэрозольного облака.

В зависимости от характера и масштабов повреждений и разрушений аварии на радиационно опасных объектах подразделяют на проектные, проектные с наибольшими последствиями (максимально проектные) и запроектные (гипотетические).

Под проектной аварией понимается авария, для которой определены в проекте исходные события аварийных процессов, характерных для того или иного объекта (типа ЯР) или другого радиационно опасного узла, конечные состояния (контролируемые состояния элементов и систем после аварии), а также предусмотрены системы безопасности, обеспечивающие ограничение последствий аварий установленными пределами.

Максимально проектные аварии характеризуются наиболее тяжелыми исходными событиями, обусловливающими возникновение аварийного процесса на данном объекте. Эти события приводят к максимально возможным в рамках установленных проектных пределов радиационным последствиям.

Под запроектной (гипотетической) аварией понимается такая авария, которая вызывается не учитываемыми для проектных аварий исходными событиями и сопровождается дополнительными по сравнению с проектными авариями отказами систем безопасности.

В радиационной аварии различают четыре фазы 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 предприятия. 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 радиационной 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) и до нескольких суток в случае продолжительного выброса (сброса). Для удобства в прогнозах продолжительность ранней фазы аварии в случае разовых выбросов (сбросов) целесообразно принимать равной 1 суткам.

Промежуточная фаза аварии охватывает период, в течение которого нет дополнительного поступления радиоактивности из источника выброса в окружающую среду и в течение которого принимаются решения о введении или продолжении ранее принятых мер радиационной защиты 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 до нескольких суток, недель и больше. Для разовых выбросов (сбросов) протяженность промежуточной фазы прогнозируют равной 7-10 суткам.

Поздняя фаза (фаза восстановления) характеризуется периодом возврата к условиям нормальной жизнедеятельности населения и может длиться от нескольких недель до нескольких лет в зависимости от мощности и радионуклидного состава выброса, характеристик и размеров загрязненного района, эффективности мер радиационной защиты.

3. Радиоактивное загрязнение

авария атомный радиоактивный опасный

Поражающим фактором аварий на АЭС является радиоактивное загрязнение (ионизирующее излучение РВ). Радиоактивное загрязнение - это присутствие радиоактивных веществ на поверхности, внутри материала, в воздухе, в теле человека или в другом месте, в количестве, превышающем уровни, установленные нормами радиационной безопасности. Параметры радиоактивного загрязнения: доза излучения (облучения) и ее мощность (уровень радиации). На следе распространения радиоактивного облака, образовавшегося при аварии на АЭС, можно выделить пять зон радиоактивного заражения:

Зона радиационной опасности (зона М)

На карты, планы, схемы наносится красным цветом.

Зона умеренного заражения (зона А).

Экспозиционная доза излучения за время полного распада (Д) колеблется от 40 до 400 Р. Уровень радиации на внешней границе зоны через 1 час после взрыва - 8 Р/ч: через 10 ч. - 0,5 Р/ч. В зоне А работы на объектах, как правило, не прекращаются. Работы на открытой местности, расположенной в середине зоны или у ее внутренней границы, должны быть прекращены на несколько часов. Обозначается она синим цветом.

Зона сильного заражения (зона Б)

Экспозиционная доза излучения за время полного распада (Д) колеблется от 400 до 1200 Р. Уровень радиации на внешней границе зоны через 1 час после взрыва - 80 Р/ч: через 10 ч. - 5 Р/ч. В зоне Б работы на объектах прекращаются до 1 суток, рабочие и служащие укрываются в защитных сооружениях ГО, подвалах или иных защитных сооружениях. Обозначается зеленым цветом.

Зона опасного заражения (зона В)

Экспозиционная доза излучения за время полного распада (Д) составляет 1200 Р. На внутренней границе - 4000 Р. Уровень радиации на внешней границе зоны через 1 час после взрыва - 240 Р/ч: через 10 ч. - 15 Р/ч. В зоне В работы на объектах прекращаются от 1 до 3-4 суток, рабочие и служащие укрываются в защитных сооружениях ГО. Обозначается коричневым цветом.

Зона чрезвычайно опасного заражения (зона Г)

Экспозиционная доза излучения за время полного распада (Д) составляет 4000 Р. Уровень радиации через 1 час после взрыва - 800 Р/ч: через 10 ч. - 50 Р/ч. В зоне Г работы на объектах прекращаются на четверо и более суток, рабочие и служащие укрываются в защитных сооружениях ГО. Обозначается черным цветом.

При авариях на АЭС радиоактивное загрязнение имеет следующие особенности:

Радиоактивное загрязнение местности и атмосферы имеет сложную зависимость от исходных параметров (типа и мощности реактора, времени его работы, характера аварии и т.д.) и метеоусловий, вследствие чего прогнозирование его возможных масштабов весьма затруднено и носит ориентировочный характер.

Естественный спад активности радионуклидов существенно более длителен, чем распад продуктов ядерных взрывов.

Смесь выбрасываемых из реактора радиоактивных веществ обогащена долгоживущими радионуклидами (плутоний-239, стронций-90, цезий-137 и др.), причем относительный вклад в общую активность б-излучающих изотопов с течением времени будет увеличиваться. В результате большие площади на длительное время окажутся загрязненными биологически опасными радионуклида ми, которые в последующем могут быть вовлечены в миграционные процессы на местности.

Малые размеры радиоактивных частиц (средний размер около 2 мкм) способствуют их глубокому проникновению в микротрещины и краску, что затрудняет проведение работ по дезактивации.

Пылеобразование приводит к поступлению в организм через органы дыхания мелкодисперсных продуктов деления и, прежде всего, биологически опасных «горячих» частиц.

Наличие в атмосфере облака газо-аэрозольной смеси радионуклидов, испускающей мощный поток ионизирующих излучений.

Осаждение высокоактивных осколков конструкций реактора и графита как на территории АС, так и в виде пятен по следу облака.

8. Стационарный характер источника загрязнения, продолжительность выбросов во времени на небольшую высоту (до 1,5-2 км) и частые изменения метеоусловий приводят к азимутальной неравномерности загрязнения местности, изменению уровней радиации в отдельных районах во времени и образованию радиоактивных зон загрязнения в виде пятен.

В целях защиты населения в районе размещения ядерной установки или радиационного источника определяются особые территории - санитарно-защитная зона и зона наблюдения, в которых осуществляется контроль за радиационной обстановкой.

В санитарно-защитной зоне запрещается размещение жилых и общественных зданий, детских учреждений, а также не относящихся к функционированию ядерной установки или радиационного источника лечебно-оздоровительных учреждений, объектов общественного питания, промышленных объектов, подсобных и других сооружений и объектов.

Необходимость установления зоны наблюдения, ее размеры и границы определяются на основании характеристик безопасности объектов использования атомной энергии. В зоне наблюдения могут вводиться ограничения на хозяйственную деятельность.

5. Статистика

В Российской Федерации восемь из десяти действующих АЭС - Обнинска (Калужская область), Ленинградская, Курская, Смоленская, Калининская, Нововоронежская, Балаклавская (Саратовская область), Ростовская - расположены в густонаселенной европейской части страны. В 30-километровых зонах АЭС проживает более 4 миллионов человек.

За время развития атомной энергетики (в период с 1957 года по настоящее время) в мире произошли три крупные аварии на АЭС: в 1957 году в Великобритании (Виндскейл), в 1979 году - в США (Три-Майл-Айленд) и в 1986 году в СССР (Чернобыль). Причем чернобыльской аварии присвоена высшая, 7-я.

Международное агентство по атомной энергетике (МАГАТЭ) разработало специальную шалу классификаций тяжести последствий аварий и происшествий на АЭС и предназначена для оценки серьезности происшедшего, быстрого оповещения и выбора, адекватных мер безопасности.

Международная шкала событий на АЭС. Для оценки серьезности происшедшего, быстрого оповещения и выбора адекватных мер безопасности

5. Как действовать на радиоактивно загрязненной местности

Для предупреждения или ослабления воздействия на организм радиоактивных веществ:

- выходите из помещения только в случае необходимости и на короткое время, используя при этом респиратор, плащ, резиновые сапоги и перчатки;

- на открытой местности не раздевайтесь, не садитесь на землю и не курите, исключите купание в открытых водоемах и сбор лесных ягод, грибов;

- территорию возле дома периодически увлажняйте, а в помещении ежедневно проводите тщательную влажную уборку с применением моющих средств;

- перед входом в помещение вымойте обувь, вытряхните и почистите влажной щеткой верхнюю одежду;

- воду употребляйте только из проверенных источников, а продукты питания - приобретенные в магазинах;

- тщательно мойте перед едой руки и полощите рот 0,5% раствором питьевой соды.

- окна в домах закройте пленкой, входные двери - шторами. Закройте дымоходы, вентиляционные отдушины (люки). Дорожки и ковры сверните, мягкую мебель накройте чехлами, столы - клеенкой или полиэтиленовой пленкой. Перед входной дверью поставьте емкость с водой и рядом расстелите коврик;

- колодцы оборудуйте крышками, навесами и глиняными отмостками;

- продукты храните в стеклянной таре или полиэтиленовых пакетах в холодильниках.

Соблюдение этих рекомендаций поможет избежать лучевой болезни.

При проживании в местах с повышенным радиационным фоном главная опасность - попадание радиоактивных веществ в организм с воздухом, пищей и водой.

Для защиты органов дыхания используйте респираторы «Лепесток», Р-2, У-2К (для взрослых), ватно-марлевые повязки, противопыльные тканевые маски ПТМ-1, а также гражданские противогазы.

Средства индивидуальной защиты можно не использовать при нахождении в жилых и административных зданиях, в тихую безветренную погоду и после дождя.

Во избежание поражения (ожогов) кожных покровов радиоактивными веществами необходимо использовать плащи с капюшонами, накидки, комбинезоны, резиновую обувь, перчатки.

Заключение

В заключении хотелось бы еще раз сказать о том, что в руках человека находится многое. В его власти его будущее и будущее планеты. Если человечество станет более ответственным, начнет выполнять все правила безопасности, грамотно и честно исполнять свои обязанности - частота аварий сократится, поскольку нередко все происходит из-за халатности.

В своей работе я постаралась осветить наиболее важные аспекты аварий с выбросом РВ. Рассмотрение фаз непосредственно развития аварий, позволяет нам изучать основные закономерности, по которым случаются такого рода аварии. Выявление некой классификации способствует систематизации накопленного опыта, что крайне значимо для успешного и безопасного будущего. Знание основных правил поведения на радиоактивно загрязненной местности может не только уберечь здоровье человека, но также спасти ему жизнь.

Человечество обязано предотвращать аварии на РОО, предугадывать и ликвидировать, не дав им произойти, поскольку масштаб несчастья всегда глобален. Именно для этого важно знать основные моменты, касающиеся истории, правил поведения, техники безопасности на РОО и др.

Размещено на Allbest.ru