Оценка радиационной обстановки при аварии на АЭС

Радиационная безопасность АЭС

Под безопасностью АЭС понимается обеспечение защиты ее персонала, населения и окружающей среды от радиационного воздействия. Проблема обеспечения безопасности при нормальной эксплуатации АЭС практически решена, что подтверждает длительный опыт эксплуатации большого количества АЭС как в России, так и за рубежом. Опыт разработки и эксплуатации АЭС с реакторами различных типов позволил сформулировать основные направления обеспечения их безопасности.

1 — Высокое качество изготовления и монтажа оборудования как основа эксплуатационной безопасности и снижения вероятности повреждений и нарушений.

2 — Диагностика состояния оборудования на всех этапах его эксплуатации, система профилактических протиаварийных мер.

3 - Разработка и реализация эффективных защитных мер и устройств для предотвращения возникновения или развития аварий

4 — Разработка и реализация мер, направленных на полную локализацию распространения радиоактивных веществ и уменьшения последствий аварий.

 

Аварийная защита реакторов АЭС обеспечивается выключением реактора в аварийных ситуациях и введением в активную зону поглощающих стержней. Поскольку даже после прекращения цепной реакции в активной зоне реактора длительное время продолжает сохраняться активное тепловыделение (в момент прекращения цепной реакции мощность источника тепла составляет примерно 5% от полной мощности, и только через несколько часов снижается до уровня 1%), поэтому на каждом реакторе предусматривается аварийное охлаждение активной зоны. Проведенные расчеты позволяют предположить, что вероятность аварий современного реактора, приводящие к расплавлению твеэов не превышает 1/17 000. Это значит, что при эксплуатации 100 ядерных реакторов подобная авария моет произойти один раз за 170 лет.

Локализация выбросов радиоактивных продуктов деления обеспечивается биологической защитой реактора.

 

Аварийные выбросы радиоактивных веществ возможны при механическом разрушении ядерных реакторов, бассейнов для выдержки отработанного топлива, хранилищ высокоактивных отходов и т.д. При этом все продукты ядерного деления высвобождаются в виде аэрозолей за исключением редких газов и йода, которые с помощью ветра распространяются на большие территории.

В отличие от ядерного взрыва при авариях на АЭС принято различать три зоны радиоактивного заражения.

1 — Зона экстренных мер защиты — это территория, на которой доза внешнего гамма облучения населения за одни сутки может превысить 75 рад, а доза внутреннего облучения щитовидной железы за счет поступления в организм радиоактивного йода может превысить 250 рад.

2 — Зона профилактических мероприятий — это территория, на которой доза внешнего гамма-облучения населения в течение 7 дней (168часов) может составить от 25 до 75 рад, а доза внутреннего облучения щитовидной железы за счет поступления в организм радиоактивного йода может –от 30 до250 рад.

3 — Зона ограничений — это территория, на которой доза внешнего гамма-облучения населения, находящегося в зоне в течение года составляет от 10 до 25рад, а доза внутреннего облучения щитовидной железы за счет поступления в организм радиоактивного йода не превышает 30 рад.

 

Критерии для принятия решения о мерах защиты людей являются следующие прогнозируемые дозовые пределы облучения за время пребывания в зоне:

- в первые 10 суток, на ранней фазе аварии на АЭС, при возможном получении внешнего гамма-облучения 0,5-5 бэр, и внутреннего облучения 5-50 бэр, рекомендуется максимальное использование укрытий, средств защиты органов дыхания и кожи, йодная профилактика;

- при дозовых пределах, превышающих 5 бэр внешнего облучения и 50 бэр внутреннего облучения, необходима эвакуация населения.

На средней фазе общей аварии на АЭС (1-й год) при прогнозировании дозового предела внешнего гамма-облучения, не превышающего 0,5-5 бэр, а внутреннего до 50 бэр за время пребывания, мерами защиты являются ограничение потребления загрязненных продуктов питания и питьевой воды.

 

На местности типовые зоны загрязнения отображаются в виде кривых близких к эллипсам, при этом большая его ось совпадает с длиной зоны загрязнения, а по направлению совпадает с направлением ветра в момент аварии. Малая ось эллипса равна ширине зоны заражения.

Исходным данными для прогнозирования радиационной обстановки являются:

1 — координаты расположения АЭС;

2 — тип реактора и его энергетическая мощность;

3 — время начало выбросов радиоактивных веществ в атмосферу;

4 — направление и скорость ветра;

5 — степень вертикальной устойчивости приземной атмосферы.

Определяемыми параметрами в этом случае являются :

1 — размеры (длина, ширина, площадь) зон заражения и их расположение;

2— мощность дозы гамма-облучения в выбранной точке на оси следа радиоактивных выбросов на любой момент времени после аварии;

3—дозу внутреннего (ингаляционного) облучения в любой точки на оси выбросов за время полного распада радиоактивного вещества (радиоактивного йода);

4—мощность дозы, дозы внешнего и внутреннего облучения людей в любой точке в стороне от оси выбросов;

5—время начала радиоактивного загрязнения местности в любой точке на оси выбросов.

 

В Чернобыле 26 апреля 1986 года произошла авария с частичным нарушением активной зоны реактора и выбросом осколков деления в окружающую среду. В результате взрыва водорода в реакторе была сорвана верхняя крышка реактора и продукты деления тяжелых ядер попали в окружающую среду. Продукты деления ядерной реакции начали перемещаться по направлению ветра: вначале произошло радиоактивное загрязнение местности на Украине, 26 и 27 апреля направление ветра сменилось и загрязнению подверглась территория Белоруссии. Далее, 28-29 апреля, ветер менял направление на юго-западное и южное. Формирование основной части радиоактивных выпадений продолжался в течение 5 суток. В связи со значительным уровнем загрязнений и постоянным изменением направления ветра, было принять решение об эвакуации населения из 30 километровой зоны вокруг станции (40 тысяч жителей). Возникла необходимость в выработке рекомендаций для длительной работы и жизнедеятельности на загрязненной территории, определения зон различной степени опасности для здоровья людей. В связи с этим Минздрав СССР в ноябре 1988года принял решение об установлении предела пожизненной дозы облучения населения районов аварии в 35 бэр, которая должна набираться в течение всей жизни-70-75 лет.

Исходя из изложенного, после стабилизации радиоактивной обстановки в районе аварии АЭС с выбросом радиоактивных веществ в период ликвидации ее последствий устанавливаются следующие зоны.

- отчуждение, при загрязнении территории по цезию-137 свыше 40Кл/км², по стронцию -90 свыше 10 Кл/км².;

- временное отселение — при загрязнении территории по цезию-137 до 15-40Кл/км², по стронцию -90 3-10 Кл/км².;

- жесткого контроля - при загрязнении территории по цезию-137до 15Кл/км², по стронцию -90 до 3 Кл/км².

Уже в первый год после аварии из зон с повышенной радиацией было эвакуировано 116 тысяч человек из 186 населенных пунктов. Общая площадь заражения с уровнем загрязнения по Цезию-137 около 15 Кл/км² составляла более 10 000км². Следует отметить что предвестником чернобыля является Южный Урал (производственное объединение “Маяк”).