ТЕМА 2
В настоящее время на многих объектах экономики, военных объектах, научных центрах и т.д. используются радиоактивнее вещества (РВ). Отдельные системы, блоки и устройства этих объектов преобразуют энергию делящихся ядер в электрическую и другие виды энергии. Ряд предприятий использует радиоактивнее вещества в технологических процессах или хранят их на своей территории. Все эти предприятия относятся к объектам с ядерными компонентами.
Радиационно-опасный объект (РОО) – это объект, на котором хранят, перерабатывают или транспортируют РВ, при аварии или разрушении которого может произойти облучение людей, сельскохозяйственных животных, растений, объектах экономики и окружающей природной среды.
К радиационно-опасным объектам (РОО) 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, атомные станции теплоснабжения;
- объекты с ядерными энергетическими установками: корабельными, космическими, войсковыми атомными электростанциями;
- ядерные боеприпасы и склады их хранения.
Предприятия ЯТЦ осуществляют добычу урановой руды, ее обогащение, изготовление топливных элементов для ядерных энергетических реакторов, переработку радиоактивных отходов, их хранение и окончательное размещение.
Под аварией на РОО понимается выход из строя или повреждение отдельных узлов и механизмов объекта во время его эксплуатации, приводящей к радиоактивному загрязнению. Выбросы и истечения РВ из реактора характеризуются следующими поражающими факторами:
- газо-аэрозольная смесь радионуклидов распространяется в виде облака на сотни километров и испускает мощный поток ионизирующих излучений (ИИ);
- радиоактивное загрязнение местности, имеет длительный характер в результате разброса высокоактивных осколков ядерного топлива на территории атомной станции и осаждения радиоактивных частиц из газо-аэрозольного облака.
Радиоактивное загрязнение – это присутствие РВ на поверхности, внутри материала, в воздухе, в теле человека или другом месте, в количестве, превышающем уровни, установленные Нормами радиационной безопасности (НРБ-99).
При авариях на атомных станциях 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.п.) 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 РВ обогащена долгоживущими радионуклидами (плутоний – 239, цезий – 137 и др.), причем относительный вклад в общую активность альфа-излучающих изотопов с течением времени будет увеличиваться. В результате большие площади на длительное время окажутся загрязненными биологически опасными радионуклидами, которые в последующем могут быть вовлечены в миграционные процессы 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 мелкодисперсионных продуктов деления, прежде всего, биологически опасных «горячих» частиц;
- наличие в атмосфере облака газо-аэрозольной смеси радионуклидов, испускающей мощный поток ионизирующего излучения;
- осаждение высокоактивных осколков конструкций реактора и графита как на территории АС, так и в виде пятен по следу облака;
- стационарный характер источника загрязнения, продолжительность выбросов во времени на небольшую высоту (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.
Радиоактивное загрязнение (РЗ) местности при аварии на атомной станции качественно характеризуется теми же параметрами, что и радиоактивное загрязнение при ядерном взрыве, однако имеет целый ряд особенностей существенно влияющих на состав и содержание мероприятий по защите населения и территорий. Это следующие особенности:
1. Состав радиоактивных изотопов в смеси, выбрасываемой в атмосферу из ядерного реактора, существенно различен для каждого реактора, зависит от многих его параметров, что в свою очередь, определяет различный характер уменьшения активности и интенсивности излучения со временем.
2. Значительная часть (около 30%) энергии при ядерном взрыве затрачивается на проникающую радиацию, в то время как при аварии на атомной станции проникающая радиация как поражающий фактор практически отсутствует.
3. Выброс РВ в атмосферу при ядерном взрыве происходит практически мгновенно, а при аварии на атомной станции – сравнительно длительный промежуток времени.
4. При аварии на атомной станции облако РВ поднимается на высоту до 1,5 км и переносится ветром в нижних турбулентных слоях атмосферы.
5. При аварии на атомной станции количество поднятой с грунта пыли будет незначительно.
6. При аварии на атомной станции короткоживущие радионуклиды представляют большую опасность, чем при ядерном взрыве.
7. Выбрасываемая при аварии на атомной станции смесь РВ обогащена долгоживущими изотопами цезия-137, стронция-90, плутония-239 и т.д., что способствует их длительной последующей миграции.
8. При ядерном взрыве определяющим в накоплении дозы излучения в организме человека является внешнее воздействие гамма-излучения от продуктов взрыва. При аварии на атомной станции оно существенно дополняется дозой облучения от загрязненной окружающей среды и дозой внутреннего облучения.
9. При аварии на атомной станции спад мощности дозы облучения происходит значительно медленнее, чем при ядерном взрыве.
Ядерный взрыв помимо ударной волны и светового излучения, сопровождается проникающей радиацией (мощный поток гамма-излучения и быстрых нейтронов), а также образованием большого количества радионуклидов (радиоизотопов). При ядерном взрыве образуется до 200 радиоактивных изотопов 30 химических элементов, а при аварии на РОО с выбросом радионуклидов образуется более 100 радиоизотопов 37 химических элементов, ядра атомов которых способны самопроизвольно распадаться и превращаться в ядра атомов других элементов и испускать при этом невидимые излучения.
Радиоактивное излучение, нейтронный поток и рентгеновское излучение называют ионизирующими излучениями (ИИ).
Виды ионизирующих излучений: альфа-излучение, бета-излучение, гамма-излучение и быстрые нейтроны.
Альфа-излучение – поток положительно заряженных частиц (ядер атомов гелия). Скорость движения около 20 тыс.км/сек. путь пробега несколько см (4-10), на 1 см пути образуется 20-30 тыс. пар ионов. Задерживается одеждой, листом бумаги. Эти частицы опасны при попадании внутрь организма.
Бета-излучение – поток отрицательно заряженных частиц (электронов). Скорость движения около 300 тыс. км/сек. Путь пробега до 20 м. На 1 см пути образуется до 150 пар ионов. Задерживается одеждой до 40-60%.
Гамма-излучение – электромагнитное излучение, по свойствам оно близко к рентгеновскому, но обладает значительно большей скоростью и энергией. Скорость распространения равна 300 тыс. км/сек. Обладает большой проникающей способностью, но малой ионизацией. На 1 см пути образуется 2 пары ионов. Это основное поражающее излучение для живых организмов. Защиту обеспечивают защитные сооружения.
Особенности биологического действия ионизирующих излучений:
- высокая эффективность поглощенной энергии. Даже малые количества могут вызвать глубокие биологические изменения в организме;
- наличие скрытого периода (период мнимого благополучия);
- действие малых доз может накапливаться (кумуляция);
- воздействует не только на данный организм, но и на его потомство;
- различные органы организма имеют свою чувствительность к облучению;
- не каждый организм в целом одинаково реагирует на облучение.