Радиационные и химические аварии

РАДИАЦИОННЫЕ АВАРИИ

К радиационно опасным объектам относятся:

––предприятия ядерного топливного цикла, предназна- ченные для добычи и переработки урановой руды, переработки и захоронения радиоактивных отходов: предприятия урановой промышленности, радиохими- ческой промышленности, места переработки и захо- ронения радиоактивных отходов;

––атомные станции: атомные электрические станции (АЭС), атомные теплоэлектроцентрали, атомные стан- ции теплоснабжения;

––объекты с ядерными энергетическими установками: корабельными ядерными энергетическими установка- ми, космическими ядерными энергетическими уста- новками, войсковыми атомными электростанциями;

––ядерные боеприпасы и склады для их хранения.

Предприятия ядерного топливного цикла, предназна-

ченные для добычи и переработки урановой руды, пере- работки и захоронения радиоактивных отходов, осущест- вляют добычу урановой руды, ее обогащение, изготовление топливных элементов для ядерных энергетических реакто- ров, переработку радиоактивных отходов, их хранение и окончательное размещение. Предприятия ядерного топлив- ного цикла можно условно разделить на 3 большие группы:

––предприятия урановой промышленности;

––радиохимические заводы;

––места захоронения радиоактивных отходов.

К предприятиям урановой промышленности относятся объекты осуществляющие: добычу урановой руды (откры- той разработкой или из шахт); обработку урановой руды. Данные предприятия включают объекты по очистке урано- вой руды на специальных дробилках в несколько этапов и обогащения методом газовой диффузии.

Радиоактивные отходы радиохимических заводов на- правляются на захоронение. Однако перед захоронением они нуждаются в дополнительной переработке. Низко- и среднеактивные отходы, характеризующиеся большими объемами, направляются на переработку, общей тенденци- ей которой является максимально возможное уменьшение их объема при помощи технологических процессов сорбции, коагуляции, выпаривания, прессовки и т.д. с последующим включением в матрицы (цемент, битум, смолы и т.д.). Хране- ние низко- и среднеактивных отходов осуществляется в бе-

31

РАДИАЦИОННЫЕ АВАРИИ

тонных емкостях с последующим захоронением в естествен- ных или искусственных полостях. Высокоактивные отходы хранятся на территории России во временных хранилищах, которые в настоящее время переполнены.

АЭС включают: один или несколько ядерных энергети- ческих реакторов (паропроизводящие установки – главная особенность атомной станции), паровые турбины, системы трубопроводов, конденсаторы, системы вывода генериру- емой мощности и тепла, ряд вспомогательных цехов, уста- новок и производств.

На АЭС тепло, выделяющееся в ядерном реакторе, ис- пользуется для получения водяного пара, вращающего турбогенератор (АЭС), и частично для подогрева теплоно- сителя атомной теплоэлектроцентрали, атомной станции теплоснабжения.

В зависимости от используемого топлива, типа ядерной реакции и способа снятия тепла в мире разработано 7 ос- новных типов ядерных энергетических реакторов. В стра- нах СНГ АС имеют 4 типа реакторов:

––реакторы кипящего типа (водо-водяной корпусной энергетический ядерный реактор с номинальной элек- трической мощностью 440 МВт) на тепловых нейтро- нах с двухконтурным охлаждением реактора и съемом тепла водой;

––реакторы с водой под давлением (водо-водяной кор- пусной энергетический ядерный реактор с номиналь- ной электрической мощностью 1000 МВт);

––реакторы на быстрых нейтронах с охлаждением жид- ким натрием или магнием;

––графитовые реакторы кипящего типа.

С точки зрения безопасности предпочтение имеют лег- ководные реакторы типа водо-водяной корпусной энерге- тический ядерный реактор с номинальной электрической мощностью 440 МВт и водо-водяной корпусной энерге- тический ядерный реактор с номинальной электрической мощностью 1000 МВт.

Отработанное на АЭС топливо первоначально, перед от- правкой на радиохимические заводы, хранится на террито- рии АЭС в специальных бассейнах. Ввиду того, что ядерное топливо является высокоактивным, в нем продолжается процесс деления, а вода служит одновременно защитной и охлаждающей средой. После нескольких лет охлаждения

32

РАДИАЦИОННЫЕ АВАРИИ

в бассейнах тепловыделяю- щие сборки пригодны для транспортировки и даль- нейшей переработки.

Все атомные станции России имеют автоматизи- рованные системы контро- ля радиационной обстанов- ки. Десятки датчиков этой системы расположены на территории санитарно-за- щитной зоны и зоны на- блюдения радиусом до 30 и более километров вокруг станции. В населенных пунктах, расположенных вблизи АЭС, информацион- ные табло, входящие в ав- томатизированную систему контроля радиационной об- становки, показывают уро- вень радиационного фона в режиме реального времени. Радиационный мониторинг территорий проводится в

Белоярская АЭС автоматическом режиме. Датчики проводят измере-

ния в ежеминутном интер- вале, накапливают резуль- тат и каждый час передают информацию на центральный

пункт автоматизированной системы контроля радиацион- ной обстановки на АЭС.

При нормальном режиме эксплуатации работа АЭС ни- как не обнаруживается на датчиках, данные автомати- зированной системы контроля радиационной обстановки отражают лишь небольшие колебания естественного фона. В аварийной же ситуации при повышении радиационно- го фона оперативное получение данных позволяет оценить радиационную обстановку, дать прогноз развития ситуа- ции, определить необходимые меры для защиты населения.

При превышении фонового уровня в 30-километро- вой зоне наблюдения на 0,1 мкЗв/час будет дан сигнал

33

РАДИАЦИОННЫЕ АВАРИИ

«Аварийная готовность». Если мощность дозы составит 20 мкЗв/час, то должны вступить в действие аварийные планы, а ситуация уже будет характеризоваться как «Ава- рийная обстановка». Данные радиационного мониторинга передаются в Кризисный центр концерна «Росэнергоатом», где круглосуточно дежурят специалисты, готовые при не- обходимости оказать АЭС поддержку при возникновении нештатных ситуаций, и в Ситуационнокризисный центр Федерального агентства по атомной энергии.

Автоматизированной системой контроля радиационной обстановки охвачены и многие другие предприятия ядер- ного комплекса. Информация о текущем состоянии ра- диационной обстановки находится в свободном доступе. Кроме того, автоматизированная система контроля ради- ационной обстановки предприятий атомной отрасли – это не единственный источник данных о радиационной ситуации. Во мно- гих регионах созданы свои системы контроля радиационной обстанов- ки. Эти системы постепенно объе- диняются, и в конечном итоге будет создана Единая государственная система автоматизированного кон- троля радиационной обстановки.

Дополнительный радиометри- ческий контроль осуществляется различными ведомствами. Посто- янный контроль радиационной обстановки на территории Рос- сийской Федерации ведут службы Росгидромета. Роспотребнадзор контролирует содержание радио- нуклидов в продуктах питания, предметах потребления. Ветери- нарными и агрохими-ческими ла- бораториями осуществляется кон- троль содержания радионуклидов в сельскохозяйственной продук- ции. Санитарные правила и нор- мы содержат строгие требования,

призванные защитить здоровье Курская АЭС населения.

34

РАДИАЦИОННЫЕ АВАРИИ

Для принятия решения по сложившейся обстановке не- обходимо использовать показания измерительных приборов.

Контрольные уровни радиоактивного загрязнения

Единица		Показания дозиметра
	Все в порядке,		Необходимо		Возможна
измерения
	поводов для		обратиться за		аварийная
	беспокойства нет		информацией		ситуация
мкЗв/час	–		0,5-1,2		Свыше 1,2
мкР/час	10-50		50-120		Свыше 120
мкрад/час	10-50		50-120		Свыше 120
мкбэр/час	10-50		50-120		Свыше 120

Объекты с ядерными энергетическими установками

Корабельные объекты с ядерными энергетическими установками оснащаются реакторами легководного и жид- кометаллического типов. Принципиальными отличиями их от реакторов АЭС являются:

––использование в качестве топлива высокообогащен- ного урана;

––сравнительно малые размеры;

––высокая степень защиты.

Аварии на радиационно-опасных объектах

Под аварией на радиационно опасном объекте понима- ется выход из строя или повреждение отдельных узлов и механизмов объекта во время его эксплуатации, приво- дящие к радиоактивному загрязнению объектов внешней среды.

Взависимости от характера и масштабов повреждений

иразрушений аварии на радиационно-опасных объектах принято подразделять на:

–– проектные; –– проектные с наибольшими последствиями (макси-

мально проектные); –– запроектные (гипотетические).

35

РАДИАЦИОННЫЕ АВАРИИ

Под проектной ава- рией понимается ава- рия, для которой опре- делены и отражены

впроекте исходные события аварийных процессов, характер- ных для того или ино- го объекта (типа ядер- ного энергетического реактора) или другого радиационно опас- ного узла, конечные состояния (контро- лируемые состояния элементов и систем радиационно-опасно- го объекта после ава- рии) и предусмотрены

системы безопасности, обеспечивающие ограничение по- следствий аварий установленными пределами.

Максимально проектные аварии характеризуются наи- более тяжелыми исходными событиями, обуславливающи- ми возникновение аварийного процесса на данном объ- екте. Эти события приводят к максимально возможным

врамках установленных проектных пределов радиацион- ным последствиям.

Под запроектной или гипотетической аварией понима- ется такая авария, которая вызывается не учитываемыми для проектных аварий исходными событиями и сопрово- ждается дополнительными, по сравнению с проектными авариями, отказами систем безопасности.

Аварии на предприятиях ядерного топливного цикла

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-хранили- щах;

––характерные аварии с ядерными боеприпасами и го- товыми изделиями.

36

РАДИАЦИОННЫЕ АВАРИИ

Типовым и широко распространенным радиационно опасным объектом является АЭС.

Основные причины аварий на атомных станциях:

––низкий уровень технологической дисциплины опера- тивного персонала АС и его профессиональной под- готовки;

––отсутствие должного внимания и требовательности со стороны министерств и ведомств, организаций и уч- реждений, ответственных за обеспечение безопасно- сти АС, на этапах их проектирования, строительства

и эксплуатации

Аварии на АЭС

Аварии на АЭС, приводящие к выбросу радиоактивных веществ в окружающую среду, в зависимости от характера

имасштабов последствий подразделяются на 4 категории. Первая категория – локальные аварии. При этом в

результате нарушения в работе АЭС происходит выход радиоактивных продуктов или ионизирующих излучений за предусмотренные границы оборудования, технологиче- ских систем, зданий и сооружений. Количество выброшен- ных радиоактивных веществ превышает установленные значения, но зона радио- активного загрязнения внешней среды не

выходит за пределы промплощадки АЭС.

Вторая категория – местная авария.

Выход радиоактивных веществ происхо- дит за пределы промплощадки, но область радиоактивного загрязнения находится внутри санитарно-защитной зоны АЭС. При этом в указанной зоне возможно об- лучение персонала в дозах, превышаю- щих допустимые, концентрация радио- активных веществ в воздухе и уровень радиоактивных загрязнений поверхно- стей в помещениях и на территории АС и санитарно-защитной зоны выше допу-

стимых.

Третья категория – средняя авария.

Область радиоактивного загрязнения вы- ходит за пределы санитарно-защитной зоны, но локализуется в пределах бли- жайшего города, района.

37

РАДИАЦИОННЫЕ АВАРИИ

Четвертая категория – крупная авария. Область радиоактивного загрязнения выходит за пределы зоны в 100 км и охватывает несколько административных обла- стей, республик, государств или один или несколько горо- дов с количеством населения более 1 млн. чел., при уровне суммарного облучения в течение года дозой более 3-х бэр.

Международным агентством по атомной энергетике (МАГАТЭ) разработана международная шкала событий на АЭС. В соответствии с этой шкалой аварии на АЭС подраз- деляются также по характеру и масштабам последствий, а некоторые и по причинам, их вызвавшим.

Градация аварий на АЭС осуществляется по следующим уровням:

0-й уровень – не имеет значения для радиационной без- опасности.

1-й уровень – незначительное происшествие: функци- ональное отклонение, которое не представляет ка- кого-либо риска, но указывает на недостатки в обе- спечении безопасности (отказ оборудования, ошибки персонала, недостатки руководства и т.д.).

2-й уровень – происшествие средней тяжести: отказ обо- рудования или отклонение от нормальной эксплуата- ции, которые хотя и не оказывают непосредственного влияния на безопасность работы станции, но способ- ны привести к значительной переоценке мер безопас- ности.

3-й уровень – серьезное происшествие: выброс в окружа- ющую среду радиоактивных веществ в количествах, не превышающих пятикратного допустимого суточ- ного выброса. В этом случае происходит значительное переоблучение работающих (порядка 50 мЗв). За пре- делами площадки не требуется принятия мер защиты.

4-й уровень – авария в пределах АЭС: выброс радиоак- тивных веществ в окружающую среду в количествах, не превышающих дозовые пределы для населения при проектных авариях. Доза облучения работающих может составить порядка 1 Зв и вызывать лучевые эффекты.

5-й уровень – авария с риском для окружающей среды: выброс в окружающую среду такого количества ради- оактивных веществ, которое приводит к незначитель- ному превышению дозовых пределов для проектных

38

РАДИАЦИОННЫЕ АВАРИИ

Уровень ИНЕС

КРУПНАЯ АВАРИЯ

7

					ИНЕС
				Международная шкала ядерных
Насе					и радиологических событий
	ление и
		окружа
				ю	Общее описание
				щая сре
Крупный		выброс		да	уровней
матерала.			радиоактивного
для		Обширные		последствия
	здоровья

СЕРЬЕЗНАЯ АВАРИЯ

6

Значительный		выброс
го
	материала, который,радиоактивно-
потребует полного			вероятно,
запланированных			осуществления
		контрмер

АВАРИЯ

С СЕРЬЕЗНЫМИ ПОСЛЕДСТВИЯМИ

5

АВАРИЯ

С ЛОКАЛЬНЫМИ ПОСЛЕДСТВИЯМИ

4

СЕРЬЕЗНЫЙ ИНЦИДЕНТ

3

ИНЦИДЕНТ

2

АНОМАЛИЯ 1

ОТКЛОНЕНИЕ

0

Р

а

Ограниченный

д

и

а

ц

и

о

н

н

ного

выброс

ы

е

ба

материала,

радиоактив-

р

ь

е

ры

потребует

который,

и

к

частичного

вероятно,

Тяжелое

н

ния

т

рол

ь

некоторых

осуществле-

ны

и/или

контрмер.

активной

повреждение

зо-

радиационных

Незначительный

выброс

барьеров

тивного

радиоак-

материала:

населения на

облучение

сравнимых с

уровне

величин,

ной

Значительное

установленными

зоны

барьеров.реактора,повреждение

Очень

человека

Смертельное

актив-

малый

радиационных

выброс:

облучение

населения

облучение

Г

новленных

на уровне

у

бок

эше

пределов

долей

уста-

Обширное

л

о-

за

они

рязнения

(

щи

т

а

р

ов

а

н

жения

.

Острые

у

ху

н

ая

д

ш

распространение

персонала

лучевые

заг-

е

н

и

е

Облучение

пора-

Событие

)

представителя

рии:

близко

ления,

к

насе

уровней

превышающее

ава-

-

10

защиты

м3в.

Значительное

не

(эшелонов)

загрязнения.

распространение

осталось

персонала.

Переоблучение

События

со

рушениями

мер

значительными

на-

безопасности

			Отклонение	от
			режима
Несущественно		для		разрешенного
ниже	шкалы		безопасности,

39

РАДИАЦИОННЫЕ АВАРИИ

аварий, разрушение большей части активной зоны, вызванное механическим воздействием или оплавле- нием. В некоторых случаях требуется частичное вве- дение планов мероприятий по защите населения и персонала при аварии на АС.

6-й уровень – тяжелая авария: выброс в окружающую среду такого количества радиоактивных веществ, накопленных в активной зоне реактора, в результа- те которого дозовые пределы для проектных аварий будут превышены, а для запроектных – нет. Для ос- лабления серьезного воздействия на здоровье населе- ния ионизирующих излучений необходимо введение в

действие планов мероприятий по защите населения и персонала в случае аварии в радиусе 25 километров, включая эвакуацию населения.

7-й уровень – глобальная авария: выброс в окружающую среду такого количества радиоактивных веществ, накопленных в активной зоне реактора, в результа- те которого будут превышены дозовые пределы для запроектных аварий, возможны острые лучевые по- ражения людей и последующее влияние на здоровье населения, проживающего на большой территории, включающей более чем одну страну, а также длитель- ное воздействие ионизирующих излучений на окру- жающую среду.

За всю историю мировой ядерной энергетики седьмой уровень опасности был присвоен только двум радиацион- ным авариям - аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 году

иаварии на АЭС «Фукусима-1» в 2011 году.

Врезультате аварии на Чернобыльской АЭС более 300 человек из персонала станции и пожарных облучились в больших дозах, 134 человека получили острую лучевую бо- лезнь, вскоре после аварии 28 из них скончались. Кроме того оказались загрязненными обширные районы Белорус- сии, Украины; в России загрязнение затронуло часть тер- риторий Брянской, Калужской, Тульской и Орловской об- ластей. Благодаря защитным мерам, включая эвакуацию, дозы дополнительного облучения населения в основном не достигли опасного уровня. Но нельзя не сказать и об ошиб- ках: из-за несвоевременной и плохой организации защит- ных мероприятий в первый месяц после аварии дозовая нагрузка на щитовидную железу от радиоактивного йода

40