Практическая работа № 17
Хранение и обезвреживание радиоактивных отходов. Защита населения и объектов от ионизирующих излучений
Цель: познакомиться с методами хранение и обезвреживание радиоактивных отходов, способами защиты населения и объектов от ионизирующего излучения.
Ход работы.
1. Изучить теоретический материал.
2. Ответить на контрольные вопросы
Размещение радиоактивных отходов
Захоронение и складирование в геологических формациях, являющихся природными изоляторами, в сочетании с несколькими инженерными барьерами, призванными препятствовать распространению токсичных отходов в окружающую среду, составило основу концепции надежного вывода из биосферы и радиоактивных отходов (РАО) различной активности, принятую МАГАТЭ.
С ориентировкой на нее в США в 80-х годах была произведена разработка могильников для РАО в пустотах от разработки соляных и золоторудных месторождений. В Германии РАО захороняются в соляных и железорудных выработках. В остальных странах Западной Европы, а также в Канаде и на Кубе разработка технологий захоронения РАО в геологических формациях также ведется уже в течение нескольких лет. В последние годы геологические и геофизические изыскания на предмет выбора тех участков недр, в которых существуют природные породные изоляторы, способные безопасно использоваться для той же цели, начаты и в странах Восточной Европы, в странах СНГ (Украина и Белоруссия). При этом первоочередность захоронения в недрах РАО, хотя последние и составляют всего около 1% от общего количества неиспользуемых токсичных отходов, диктуется тем, что при размещении их на земной поверхности, которое в основном осуществляется в настоящее время, они представляют для человечества наибольшую опасность
Хранение до радиоактивного распада
Если период полураспада радиоактивного вещества короткий (обычно менее 65 дней), и если организация имеет достаточно площадей для хранения, радиоактивные отходы могут храниться до распада с последующим обезвреживанием независимо от радиоактивности вещества. Времени хранения в течение, по меньшей мере, десяти периодов полураспада обычно достаточно, чтобы уровень радиации не отличался от фонового.
Перед обезвреживанием отходы должны быть обследованы. Обследование должно быть проведено с использованием соответствующей контрольно-измерительной аппаратуры для доказательства, что уровень радиации действительно не отличается от фонового.
Сжигание
Если регламентирующие органы позволяют проводить сжигание, необходимо доказать, что оно не приведет к тому, что концентрация радионуклидов в воздухе превысит допустимый уровень. Периодически надо обследовать пепел, чтобы установить, что он не радиоактивен. При некоторых обстоятельствах может быть необходимо провести дозиметрический контроль дымовых труб, чтобы убедиться, что не превышены предельно допустимые концентрации в воздухе.
Обезвреживание в санитарной канализационной системе
Если регламентирующие органы разрешают обезвреживание в санитарной канализационной системе, то обычно требуется доказать, что оно не приведет к превышению предельно допустимого уровня радионуклидов в воде. Обезвреживаемое вещество должно быть растворимым либо легко диспергирует в воде. Регламентирующие органы часто устанавливают специальные годичные лимиты на этот вид обезвреживания радионуклидов.
Захоронение в земле
Радиоактивные отходы, которые нельзя обезвредить никаким иным способом, обезвреживаются путем захоронения в земле в местах, утвержденных государственными или местными регламентирующими органами. Регламентирующие органы тщательно контролируют такое захоронение. Предприятиям - владельцам отходов - обычно не разрешают обезвреживать радиоактивные отходы на своей земле. Затраты, связанные с захоронением в земле, включают расходы на упаковку, перевозку и хранение. Эти затраты добавляются к стоимости места захоронения и часто могут быть сокращены за счет уплотнения отходов. Стоимость захоронения в земле радиоактивных отходов быстро растет.
Состав защитных мероприятий при авариях на РОО.
При радиационных авариях возникают опасности для персонала РОО, населения и окружающей среды. Характер этих опасностей определяется видом, интенсивностью и составом поражающих факторов (ПФ), действующих на разных стадиях аварии. Такими видами ПФ для людей являются:
– внешнее облучение от газообразных радиоактивных продуктов выброса (от факела выброса и образованного им облака);
– внешнее облучение при нахождении на территории, загрязненной радиоактивными веществами;
– внутреннее облучение от ингаляционного поступления в организм радиоактивных аэрозолей;
– внутреннее облучение при употреблении загрязненных радиоактивными веществами воды и продуктов.
Поражающим фактором для окружающей среды при радиационной аварии является загрязнение территории радиоактивными веществами, делающее небезопасным любой вид деятельности, как непосредственно для людей, так и опосредованно, например, при производстве с.-х. продукции.
Кроме того, особенностью поражающих факторов радиационной аварии является широкий диапазон скоростей нарастания опасности: от почти мгновенного в производственных помещениях и в районе промплощадки, до нескольких часов (иногда - суток) в пределах зоны радиационной аварии.
Важнейшей особенностью опасностей, возникающих при радиационных авариях, являются также масштабность и длительность воздействия поражающих факторов. Так, например, зона радиационной аварии может достигать десятков и сотен тысяч кв.км и оставаться с высокими степенями опасностей многие сотни лет.
Поэтому защита персонала РОО, населения и окружающей среды от опасностей радиационных аварий должна быть организована заблаговременно, масштабно. В случае возникновения аварии защита должна быть оперативной и, в то же время, носить долгосрочный характер и складываться из мероприятий, направленных на восстановление контроля над источниками ИИ, и мероприятий, снижающих или исключающих дозы ИИ, получаемые людьми в зоне радиационной аварии.
В целом, этот комплекс государственных административных, организационных, инженерно-технических и медицинских мероприятий при авариях на РОО носит название радиационной защиты (РЗ).
Часть этих мероприятий планируется и осуществляется до возникновения аварийной ситуации – это заблаговременные мероприятия РЗ. Другая часть является следствием оперативного реагирования на возникающие опасности и относится к оперативным мероприятиям РЗ, хотя некоторые из них могут носить долгосрочный характер.
К заблаговременным мероприятиям РЗ относятся: создание 30-километровой зоны вокруг АС с полным комплектом элементов защиты; создание и подготовка аварийно-спасательных формирований на РОО; обучение населения действиям при радиационной аварии.
В состав оперативных мероприятий РЗ входят: оповещение персонала и населения о радиационной аварии; радиационная разведка района аварии и установление зоны радиационной аварии (РА); радиационный и дозиметрический контроль в зоне РА; оценка и прогнозирование радиационной обстановки, включая зонирование территории на стадиях аварии и расчет режимов радиационной защиты; использование средств индивидуальной защиты; проведение мероприятий медицинской защиты; осуществление вмешательства, включая: укрытие в защитных сооружениях, эвакуацию на постоянной основе (отселение), введение режимов радиационной защиты на объектах и территориях; локализация и ликвидация последствий РА.
Заблаговременные защитные мероприятия. Реактор при аварии может стать источником длительного испускания радиоактивных веществ, которые поднимаются на высоту до двух километров и медленно оседают на землю, загрязняя большие территории с находящимися на них населенными пунктами, водоемами, лесами и т.п. При неустойчивом ветре радиоактивные вещества разносятся во все стороны с большой неравномерностью. Это обстоятельство обуславливает чрезвычайно сложную радиационную обстановку с непредсказуемой конфигурацией зоны заражения и большими перепадами уровней радиации. Поэтому потенциально опасными считаются территории, прилегающие к станции, независимо от направления.
Вокруг АС выделяется 30-километровая зона, в которой должны проводиться профилактические и подготовительные работы на случай аварии. Площадь загрязнения может выходить за пределы этой зоны, но в первые минуты и часы опасность возникает вблизи АС и такие мероприятия значительно облегчают защиту населения.
Основными мероприятиями в 30-километровой зоне по защите персонала и населения на случай возникновения радиационной аварии являются: установка автоматизированных систем контроля радиационной обстановки (АСКРО); установка локальных систем оповещения; строительство защитных сооружений; создание запасов медикаментов и СИЗ, необходимых для защиты населения и персонала РОО.
Оперативные мероприятия РЗ. Зонирование территории при авариях на АС.
При авариях, влекущих за собой радиоактивное загрязнение больших территорий, на основании контроля и прогноза радиационной обстановки устанавливается зона радиационной аварии (ЗРА), представляющая собой территорию, на которой суммарное внешнее и внутреннее облучение в единицах эффективной дозы может превысить 5 мЗв за первый после аварии год (в среднем по населенному пункту) 1.
К зоне радиационной аварии не относится зона радиационного контроля - с годовой эффективной дозой от 1 до 5 мЗв.
В этой зоне, помимо наблюдения за радиоактивностью объектов окружающей среды, сельскохозяйственной продукции и определения доз внутреннего и внешнего облучения критических групп населения 2, осуществляются меры по снижению доз на основе принципа оптимизации и другие активные меры защиты.
На ранней и промежуточной стадиях аварии ЗРА делится на три зоны:
1. Зона ограниченного проживания населения - с годовой эффективной дозой от 5 до 20 мЗв. В этой зоне осуществляются те же мероприятия по защите населения, что и в зоне радиационного контроля. Населению разъясняется риск ущерба здоровью, обусловленный воздействием радиации.
2. Зона добровольного отселения населения -с годовой эффективной дозой от 20 до 50 мЗв. Здесь осуществляются радиационный мониторинг людей и объектов окружающей среды, а также необходимые меры радиационной и медицинской защиты. Оказывается необходимая помощь в добровольном переселении населения за пределы зоны.
3. Зона отселения - с годовой эффективной дозой более 50 мЗв. В свою очередь, зона отселения, являясь наиболее радиоактивно загрязненной зоной, остается какое-то время территорией, на которой могут находиться аварийно-спасательные формирования, технический персонал объектов, продолжающих свою производственную деятельность, и население, ожидающее своей очереди на отселение по государственным планам. Для того, чтобы обеспечить необходимый уровень защиты для всех, находящихся наэтой территории, проводится ее зонирование по степеням радиоактивного загрязнения местности
На восстановительной стадии на основании прогнозируемых на этот период доз устанавливаются зоны: вне зоны радиационной аварии - зона радиационного контроля - с годовой эффективной дозой от 1 до 5 мЗв. В этой зоне проводятся те же мероприятия, что и на ранней и промежуточной стадиях; внутри зоны радиационной аварии: - 1. зона ограниченного проживания населения - с годовой эффективной дозой от 5 до 20 мЗв, проводятся те же мероприятия, что и на ранней и промежуточной стадиях, - 2. зона отселения - с годовой эффективной дозой от 20 до 50 мЗв, въезд в эту зону для постоянного проживания не разрешается. В этой зоне запрещается постоянное проживание лиц репродуктивного возраста и детей. Здесь осуществляются радиационный мониторинг людей и объектов окружающей среды, а также необходимые меры радиационной и медицинской защиты, - 3. зона отчуждения - с годовой эффективной дозой более 50 мЗв, в этой зоне постоянное проживание не разрешается, а хозяйственная деятельность и природопользование регулируется специальными актами. Осуществляется мониторинг и защита работающих с обязательным индивидуальным дозиметрическим контролем.