Оцінка радіоактивної обстановки при аварії на АЕС

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України

Полтавський державний педагогічний університет імені В.Г. Короленка

1. Оцінка радіаційної обстановки при аваріях на радіаційно-небезпечних об'єктах і при застосуванні сучасних засобів ураження

2. Режим захисту при аваріях на АЕС

4. Поняття про природне і штучне радіаційне навантаження

Радіаційна обстановка - це обстановка, яка склалася на території підприємства (об'єкту), населеного пункту або території адміністративного району внаслідок застосування противником ядерної зброї або аварії на атомній електростанції з викидом радіоактивних речовин (радіація - це випромінювання, зокрема електромагнітної енергії, яким-небудь тілом; електромагнітні хвилі, випромінювані яким-небудь джерелом; потік енергії від будь-якого джерела у формі радіохвиль). Це може призвести до радіоактивного зараження місцевості і необхідності прийняття заходів захисту населення.

Радіаційна обстановка характеризується рівнями радіації і розмірами зон радіоактивного зараження, які є основними показниками небезпеки для життя людей і роботи промислових підприємств (об'єктів).

Оцінка радіаційної обстановки є обов'язковим елементом роботи начальників і штабів ЦО.

Оцінка радіаційної обстановки це:

- визначення масштабів і характеру радіоактивного зараження

(нанесення на карту зони, або рівнів радіації в окремих точках);

- аналіз його впливу на діяльність об'єктів, сил ЦО, населення;

- вибір найбільш оптимальних варіантів дій, при яких виключається радіоактивне зараження.

Мета проведення оцінки радіаційної обстановки - для прийняття заходів по захисту населення, які забезпечують виключення або зменшення радіоактивного опромінення, а також для визначення найбільш доцільних дій населення і формувань ЦО на зараженій місцевості.

Радіаційна обстановка може бути визначена двома методами: методом прогнозування і за даними радіаційної розвідки.

Метод прогнозування. Вихідні дані при прогнозуванні радіаційної обстановки:

- час ядерного вибуху ( час аварії на радіаційно-небезпечному об'єкті);

- координати центру ядерного вибуху (аварії);

- потужність і вид ядерного вибуху;

- швидкість і напрямок середнього вітру.

Що ще необхідно знати для оцінки радіаційної обстановки? Для оцінки радіаційної обстановки необхідно знати:

- значення коефіцієнтів послаблення радіації захисними спорудами де будуть перебувати люди (табл.16 стор.14, Губський);

- допустимі дози опромінення населення і формувань ЦО на період перебування на місцевості, яка заражена радіоактивними речовинами .

Суть методики прогнозування зводиться до того, що визначається напрямок розповсюдження хмари радіоактивних речовин і наносяться на карту (схему) можливі зони радіоактивного зараження. Проводиться це в такій послідовності :

- по координатах наносять на карту центр ядерного вибуху. В масштабі карти (плану) наноситься коло (зона можливого зараження в районі ядерного вибуху). Згідно з довідником для потужності вибуху від 100 до 1000 кт (кілотонн) при наземних вибухах радіус зони зараження в районі вибуху дорівнює 3 км;

- біля кола надписують характеристику ядерного вибуху. Наприклад, 100-Н 8.10 25.01 що означає: Вибух наземний, потужністю 100 кт, час вибуху 8 год. 10 хв., число і місяць (25.01).

По азимуту середнього вітру, який отримується від метеослужби із центру вибуху проводиться лінія напрямку середнього вітру. Вісь зони можливого радіоактивного зараження місцевості буде співпадати з проведеним напрямком середнього вітру.

До кола зони можливого радіоактивного зараження в районі вибуху проводять дотичні паралельні осі радіоактивного сліду. Під кутом 200 до дотичних проводять прямі, які є боковими межами зони можливого радіоактивного зараження місцевості. Зовнішні межі зон можливого радіоактивного зараження місцевості визначають за довідковими таблицями.

При цьому прийнято межі зони А наносити синім кольором, зони Б - зеленим, зони В - коричневим, зони Г - чорним. Цей метод дозволяє визначити можливий ступінь радіаційного зараження: сильна, небезпечна, дуже небезпечна, помірна і до початку випадання радіоактивних опадів організувати захист населення і особового складу формувань, а промислові об'єкти перевести на режим роботи в умовах радіоактивного зараження.

Метод радіаційної розвідки. Він застосовується в штабах ЦО промислових підприємств (об'єктів) міст, районів, областей, а також у військових частинах.

Вихідними даними виявлення радіаційної обстановки є рівні радіації і час їх виміру в окремих точках місцевості приладами радіаційної розвідки. Ці дані - основа для нанесення меж фактичних зон радіаційного зараження. Для цього на карті (схемі) відмічаються точки виміру рівнів радіації і біля кожної з них вказується величина рівня, приведена до 1 год. після ядерного вибуху.

Проведення рівнів радіації через 1 годину після ядерного вибуху проводиться множенням виміряного рівня радіації на коефіцієнт перерахунку. Точки на карті з рівнями радіації, рівними або близькими до рівнів радіації на зовнішніх межах зо А, Б, В, Г через 1 годину після вибуху: 8, 80, 240, 800 р/г з'єднуються між собою плавними лініями такого кольору: зона А - синього, зона Б - зеленого, зона В - коричневого, зона Г - чорного.

Відомо, що протягом часу, який минув після ядерного вибуху, рівні радіації на зараженій місцевості зменшуються за законом спаду радіації, а це значить, що оцінити ступінь зараженості різних ділянок і визначити межі зон радіоактивного зараження можна тільки шляхом порівняння рівнів радіації, проведених до одного часу.

Штаби ЦО рівні радіації, що виміряні в різних точках і в різний час, розрахунками за допомогою таблиць приводять на 1 годину після вибуху і наносять межі зон радіоактивного зараження на карту. В точці виміру в чисельнику пишуть потужність випромінювання перераховану на 1 годину після вибуху, в знаменнику - час виміру.

Отже при оцінці радіаційної обстановки вирішуються наступні завдання:

1) визначення можливих доз опромінення при діях на місцевості, яка заражена РР;

2) визначення допустимого часу перебування людей на зараженій місцевості;

3) визначення часу вводу формувань ЦО і тривалість роботи змін в осередку ядерного ураження;

4) визначення можливих радіаційних втрат.

- доза зовнішнього опромінення пропорційна інтенсивності випромінювання і часу впливу;

- інтенсивність випромінювання від точкового джерела пропорційна кількості квантів або часток, що виникають у ньому за одиницю часу, і обернено пропорційна квадрату відстані;

- інтенсивність випромінювання може бути зменшена за допомогою екранів.

З цих закономірностей випливають основні принципи забезпечення радіаційної безпеки:

1) зменшення потужності джерел до мінімальних розмірів («захист кількістю»);

2) скорочення часу роботи з джерелом («захист часом»);

3) збільшення відстані від джерел до людей («захист відстанню»);

4) екранування джерел випромінювання матеріалами, що поглинають іонізуюче випромінювання («захист екраном»).

Найкращими для захисту від рентгенівського і гамма-випромінювання є свинець і уран. Проте, з огляду на високу вартість свинцю й урану, Можуть застосовуватися екрани з більш легких матеріалів -- просвинцьованого скла, заліза, бетону, залізобетону і навіть води. У цьому випадку, природно, еквівалентна товща екрану значно збільшується.

Для захисту від бета-потоків доцільно застосовувати екрани, які виготовлені з матеріалів з малим атомним числом. У цьому випадку вихід гальмівного випромінювання невеликий. Звичайно як екрани для захисту від бета-випромінювань використовують органічне скло, пластмасу, алюміній.

Відкритими називаються такі джерела іонізуючого випромінювання, при використанні яких можливе потрапляння радіоактивних речовин у навколишнє середовище.

При Цьому може відбуватися не тільки зовнішнє, але і додаткове внутрішнє опромінення персоналу. Це може відбутися при надходженні радіоактивних ізотопів у навколишнє робоче середовище у вигляді газів, аерозолів, а також твердих і рідких радіоактивних відходів: Джерелами аерозолів можуть бути не тільки виконувані виробничі операції, але і забруднені радіоактивними речовинами робочі поверхні, спецодяг і взуття.

Використання принципів захисту, що застосовуються при роботі з джерелами випромінювання у закритому виді;

Основні принципи захисту:

- герметизація виробничого устаткування з метою ізоляції процесів, що можуть стати джерелами надходження радіоактивних речовин у зовнішнє середовище;

- заходи планувального характеру;

- застосування санітарно-технічних засобів і устаткування, використання спеціальних захисних матеріалів;

- використання засобів індивідуального захисту і санітарної обробки персоналу;

- дотримання правил особистої гігієни;

- очищення від радіоактивних забруднень поверхонь будівельних конструкцій, апаратури і засобів індивідуального захисту;

- використання радіопротекторів (біологічний захист).

Радіоактивне забруднення спецодягу, засобів індивідуального захисту та шкіри персоналу не повинно перевищувати припустимих рівнів, передбачених Нормами радіаційної безпеки НРБУ-97.

У випадку забруднення радіоактивними речовинами особистий одяг і взуття повинні пройти дезактивацію під контролем служби радіаційної безпеки, а у випадку неможливості дезактивації їх слід захоронити як радіоактивні відходи.

Рентгенорадіологічні процедури належать до найбільш ефективних методів діагностики захворювань людини. Це визначає подальше зростання застосування рентгено- і радіологічних процедур або використання їх у ширших масштабах. Проте інтереси безпеки пацієнтів зобов'язують прагнути до максимально можливого зниження рівнів опромінення, оскільки вплив іонізуючого випромінювання в будь-якій дозі поєднаний з додатковим, відмінним від нуля ризиком виникнення віддалених ,стохастичних ефектів. У даний час з метою зниження індивідуальних і колективних доз опромінення населення за рахунок діагностики широко застосовуються організаційні і технічні заходи:

* як виняток необґрунтовані (тобто без доведень) дослідження;

* зміна структури досліджень на користь тих, що дають менше дозове навантаження;

* впровадження нової апаратури, оснащеної сучасною електронною технікою посиленого візуального зображення;

* застосування екранів для захисту ділянок тіла, що підлягають дослідженню, тощо.

Ці заходи, проте, не вичерпують проблеми забезпечення максимальної безпеки пацієнтів і оптимального використання цих діагностичних методів. Система забезпечення радіаційної безпеки пацієнтів може бути повною й ефективною, якщо вона буде доповнена гігієнічними регламентами припустимих доз опромінення.

3. Медичні аспекти аварії

Радіаційне випромінювання відбувається не тільки внаслідок яких-небудь неполадок у ядерних чи установках після вибуху атомних бомб. Усе живе на землі, так чи інакше є під впливом радіаційного тла. Він складається з двох складових: природного тла і так називаного техногенного, що є наслідком технічної діяльності людини. Природне тло формується за рахунок космічного випромінювання і процесів, що відбуваються в надрах землі. Техногенні джерела радіаційного тла формуються за рахунок медичних рентгенівських обстежень, перегляду телепередач, перебування в сучасних будинках, участі у виробничих процесах і інших факторах. У підсумку, кожен житель землі одержує в середньому в рік радіаційну дозу рівну 300-500 мілібер (мбер).

Бер - одиниця опромінення еквівалентна 1 рентгену застосовується для оцінки небезпеки іонізуючого випромінювання для людини. Учені визначили, що клінічно визначаються незначні короткочасні зміни складу крові при опроміненні дозою 75 берів. Розглянемо, які дози можуть бути отримані при різних умовах, і яка їхня дія на людину:

0,5 мбер - щоденний тригодинний перегляд телевізора в плині року;

100 мбер - фонове опромінення за рік;

500 мбер - припустиме опромінення персоналу в нормальних умовах;

3 бер ( 1 бер = 1000 мбер) - опромінення при рентгенографії зубів;

5 бер - припустиме опромінення персоналу атомних станцій за рік;

10 бер - припустиме аварійне опромінення населення (разове);

25 бер - припустиме опромінення персоналу (разове);

30 бер - опромінення при рентгеноскопії шлунка (місцеве);

75 бер - короткочасна незначна зміна складу крові;

100 бер - нижній рівень розвитку легкого ступеня променевої хвороби;

450 бер - важкий ступінь променевої хвороби (гине 50% опромінених);

600-700 бер - однократно отримана доза вважається абсолютно смертельною.

Несприятливі наслідки опромінення можуть виникнути в двох випадках.

Перший полягає у результаті короткочасного інтенсивного опромінення, і другий - як підсумок щодо тривалого опромінення малими дозами. На площадці Чорнобильської АЕС відбувся перший випадок, де частина персоналу, пожежні виявилися в зоні саме високого опромінення. У результаті в деяких з них виникла променева хвороба, у тому числі й у важкій формі. Як відомо, 28 чоловік померло від гострої променевої хвороби . З підозрою на діагноз гостра променева хвороба різного ступеня ваги був госпіталізований 237 чоловік. 4-я ступінь променевої хвороби був відзначений у 21 чоловік ( 20 з них умерли, один живий), 3-я ступінь - у 21 чоловік (7 умерли 14 - живі), 2 ступінь - у 53 чоловік (один умер 52 - живий), 1-я ступінь - у 50 чоловік ( усі живі). Серед населення 30-ти кілометрової зони й інших районів випадків захворювання гострою променевою хворобою не відзначалося. Але інтенсивне випромінювання обмежене в просторі. Досить видалитися від радіоактивного джерела буквально на лічені метри, як воно швидко зменшується.

При опроміненні малими дозами виникають ефекти, що виявляються лише в невеликої частини людей. Проте, потенційне збільшення росту ракових захворювань у районах найбільшого радіаційного забруднення, по розрахунках

Міністерства охорони здоров'я оцінюється в 1 - 1,5%, а рівень негативних генетичних наслідків відповідно - 0,5%. Також прогнозувався рівень розвитку лейкемії в уражених районах.

Разом з опроміненням одержуваною людиною ззовні, радіонукліди можуть попадати в організм людини, наприклад з їжею, повітрям і ін. У цьому випадку говорять про внутрішнє опромінення. У нього свої особливості. Кожен радіонуклід поводиться по своєму, має свої крапки додатка. Наприклад при надходженні в організм радіоактивного йоду, 30% його накопичується в щитовидній залозі. Стронцій концентрується в кістах, цезій розподіляється рівномірно в м'язовій тканині. Крім нагромадження радіонуклідів в організмі, радіобіологією враховується період напіввиведення - час, за яке кількість радіоізотопу, що потрапив в організм, скорочується наполовину.

Для цезію-137 цей період дорівнює 110 доби, а, наприклад, для йоду-131 -7,5 доби. Радіаційну обстановку в Чорнобилеві в основному визначав цезій-137. Але існували звичайно й інші, довго живучі радіонукліди, що попадали в організм людини.

4. Поняття про природне і штучне радіаційне навантаження

радіаційний аварія ураження небезпечний

Особливу загрозу для здоров'я людей та існуванню природних біоценозів становить забруднення біосфери радіоактивними речовинами, які небезпечні своїм іонізуючим випромінюванням. Розрізняють іонізуюче випромінювання природного і штучного походження. До недавнього часу, до середини ХХ ст., основним джерелом іонізуючого випромінювання були природні джерела - Космос, гірські породи та вулканічна діяльність. У різних регіонах Землі рівень природної радіації сильно різниться, збільшуючись у десятки й сотні разів у районах родовищ уранових руд, радіоактивних сланців тощо. До зон підвищеної радіоактивності в Україні належать Жовті води, Кіровоградська область, Хмельник, Миронівка, Полісся та ін.

Сьогодні основними джерелами радіоактивного забруднення біосфери є джерела антропогенного походження: випробовування ядерної зброї, аварії на атомних електростанціях, підводних човнах та виробництвах радіоактивних матеріалів тощо.

Розрізняють кілька видів іонізуючого випромінювання. Під час радіоактивного розпаду утворюються a(альфа)-, b(бета)- і g(гамма)-частинки. Альфа-випромінювання є потоком позитивного заряджених ядер гелію, бета-випромінювання - потік негативно заряджених швидких електронів і гамма-випромінювання - короткохвильове випромінювання електромагнітної природи. Альфа-випромінювання проникає на відстань від кількох сантиметрів у повітрі й кількох міліметрів - у тканинах, гамма - випромінювання - на відстань до сотень метрів. Радіація -- це потік різних видів випромінювання, які утворюються в процесі радіоактивного розпаду і взаємодіють з навколишнім середовищем. Кожний вид радіонуклідів розпадається з певною швидкістю, яка характеризується періодом напіврозпаду -- часом, протягом якого число атомів даного радіонукліду зменшується вдвоє.

Для вимірювання ступеня радіаційної небезпеки використовують такі показники: експозиційну дозу, поглинену дозу та еквівалентну дозу, які вимірюються певними одиницями.

Поглинена доза -- енергія іонізуючого випромінювання, яка поглинулась тілом (тканинами організму), у перерахунку на одиницю маси. Вимірюється у системі СІ в греях (Гр). Слід відзначити, що дана величина не враховує того, що при однаковій поглиненій дозі альфа-випромінювання більш небезпечним ніж гамма- або бета-випромінювання.

Еквівалентна доза -- поглинена доза, що помножена на коефіцієнт, який відображає здатність даного виду випромінювання пошкоджувати тканини організму. Вимірюють у системі СІ в одиницях -- зівертах (Зв). Зіверт -- одиниця еквівалентної дози у СІ. Відповідає поглиненій дозі в 1 Дж/кг (для рентгенівського, гамма- і бета-випромінювання).

Необхідно враховувати, що одні частини тіла (органи, тканини) більш чутливі, ніж інші: наприклад, при однаковій еквівалентній дозі випромінювання виникнення раку у легенях більш ймовірно, ніж у щитовидній залозі, а опромінення полових залоз особливо небезпечно із-за ризику генетичних пошкоджень. По цій причині дози опромінювання органів і тканин також необхідно враховувати з різними коефіцієнтами. Помножив еквівалентні дози на відповідні коефіцієнти і додавши суми по усіх органах і тканинах, отримуємо ефективну еквівалентну дозу, яка відображає сумарний ефект опромінювання для організму. Вимірюється у зівертах.

(Беккерель (Бк) одиниця активності нукліду в радіоактивному джерелі (у системі СІ). 1Бк відповідає одному розпаду у секунду для любого радіонукліда.)

Ці три поняття описують лише індивідуально отримані дози. Склавши індивідуальні ефективні еквівалентні дози, які отримані групою людей, отримують колективну ефективну еквівалентну дозу, яка вимірюється у людино-зівертах (люд-ЗВ, рос. варіант чел-Зв).

Найбільш поширені позасистемні одиниці і їх зв'язок із системою СІ: кюри (Ки, Си), одиниця активності ізотопу: 1Ки=3,700 х 1010 Бк; рад -- одиниця поглиненої дози випромінювання: 1 рад = 0,01 Гр; бєр -- одиниця еквівалентної дози: 1 бєр = 0,01 Зв.

Рентген (Р) позасистемна одиниця експозиційної дози рентгенівського і гамма-випромінювання. Експозиційна доза характеризує іонізацію у повітрі у полі джерела рентгенівського або гамма-випромінювання. Експозиційна доза дорівнює 1 Р, якщо спряжена з рентгенівським або гамма-випромінюванням корпускулярна емісія на 0,001293 г повітря утворює іони, які несуть заряд в одну електростатичну одиницю кількості електрику кожного знаку.

Бєр, біологічний еквівалент рентгена -- доза любого виду іонізуючого випромінювання, яка має таку ж біологічну дію, що і доза рентгенівських або гамма-променів у 1Р.

Рівень вмісту радіоактивних ізотопів у організмі залежить від їх концентрації в навколишньому середовищі. Припустимий вміст радіоактивних речовин в організмі (тобто така кількість, за наявності якої утворюється доза на критичний орган, що перевищує ГДД) залежить від ступеня безпеки радіоактивних елементів у випадку потрапляння всередину і визначається їх радіотоксичністю.

Радіотоксичність -- це властивість радіоактивних ізотопів спричинювати патологічні зміни у випадку потрапляння їх до організму. Радіотоксичність ізотопів залежить від низки моментів, основними з яких є: 1) вид радіоактивного перетворення; 2) середня енергія одного акту розпаду; 3) схема радіоактивного розпаду); 4) шляхи надходження радіоактивних речовин до організму; 5) розподіл в органах та системах; 6) час перебування радіонукліда в організмі; 7) тривалість надходження радіоактивних речовин до організму людини.

Основними шляхами надходження радіоактивних речовин до людського організму є: дихальні шляхи, кишково-шлунковий тракт і шкіра. Найнебезпечнішим вважається потрапляння радіоактивних ізотопів через верхні дихальні шляхи, звідки вони попадають у шлунок і в легені. Через неушкоджену шкіру резорбція в 200-300 разів менша, ніж через травний канал, і не відіграє суттєвої ролі, за винятком ізотопу водню -- тритію, який легко потрапляє через шкіру.

Додаткове внутрішнє опромінення можливе у випадку надходження радіоактивних речовин під час споживання забруднених харчових продуктів.

Відзначають такі ефекти впливу іонізуючою радіації на організм людини: соматичні (гостра променева хвороба, хронічна променева хвороба, місцеві променеві ураження); сомато-стохатичні (злоякісні новоутворення, порушення розвитку плода, скорочення тривалості життя); генетичні (генні мутації, хромосомні аберації).

Доза опромінення до 0,25 Гр[1] (25 рад) звичайно не спричинює значних відхилень у загальному статусі та крові. Доза 0,25-0,5 ГР (25-50 рад) може призвести до окремих відхилень у складі крові. Доза 0,5-1 Гр (50-100 рад) зумовлює не різко виражені зміни в картині крові, порушення функції нервової системи. Пороговою дозою для гострого променевого ураження прийнято вважати одноразове опромінення дозою 1 Гр (100 рад). У випадку подальшого опромінення дозою 150 рад і більше ймовірною є можливість виникнення хронічної променевої хвороби, яка проявляється вегето-судинними порушеннями, функціональними змінами центральної нервової системи, токсичним ураженням печінки, зменшенням числа лейкоцитів до 2 тис/мм3 у крові, переродженням нейтрофільних гранулоцитів тощо.

Серозну загрозу для здоров'я людини, яка перенесла гостру чи хронічну променеву хворобу, становлять віддалені наслідки променевого ураження. Вони можуть проявитися через 10-20 років після опромінення. До основних віддалених наслідків відносяться, зокрема, захворювання, що пов'язані зі змінами генетичного апарату (пошкоджуються хромосомний апарат, порушуються механізми ділення (мітозу), відбувається блокування процесів відновлення та диференціювання клітин тощо), злоякісні пухлини, захворювання крові, скорочення тривалості життя.

Список використаної літератури

1.Николаева Н.А.Основы защиты населения от оружия массового поражения. - Минск.:Выш. Шк.,1988.

2.Норми радіаційної безпеки України (НРБУ-97).- К. Укр.центр держсанепідемнагляду МОЗ України, 1997.

3. Атомна енергетика. Історія і сучасність. М., Наука. 1991р.