- •Методичні рекомендації з дисципліни Безпека життєдіяльності
- •Тема 6. Лекція 6. Семінарське зайняття 5. Сільськогосподарське виробниче середовище. Техногенні небезпеки пов'язані з викидом радіоактивних речовин у навколишнє середовище.
- •Тема 6 Заняття 5 Сільськогосподарське виробниче середовище. Техногенні небезпеки пов'язані з викидами радіоактивних речовин у навколишнє середовище.
- •2. Форми проведення семінарського заняття
- •3. Методичні рекомендації
- •4. Утримання матеріалу семінару
- •6. Критерії оцінювання діяльності студента на семінарі
- •Питання 1. Небезпеки, пов'язані з викидом радіоактивних речовин в довкілля
- •1.1. Будова речовини і явище радіоактивності
- •1.2. Іонізуюче випромінювання. Природні і штучні (антропогенні) джерела іонізуючих випромінювань. Радіоактивний радон
- •Природні і штучні (антропогенні) джерела іонізуючих випромінювань
- •Штучні (антропогенні) джерела іонізуючих випромінювань
- •1.3. Способи опромінення людей і сільськогосподарських тварин. Характеристика, одиниці виміру, біологічні дії іонізуючих випромінювань і їх вражаючі чинники
- •Характеристики радіоактивних випромінювань і їх вражаючі властивості
- •Одиниці виміру радіоактивних випромінювань
- •Біологічна дія іонізуючих випромінювань
- •До чого це призводить?
- •Реакція організму на опромінення
- •1.4. Захворювання, викликані дією іонізуючих випромінювань
- •Питання 2. Форми і міри променевої хвороби і променевих опіків людей і сільськогосподарських тварин
- •Променева хвороба третин і четвертої міри у сільськогосподарських тварин
- •Особливості перебігу променевої хвороби при внутрішньому опроміненні
- •2.1. Променеві опіки
- •Зовнішня дія бета часток на людей і с/г тварин
- •Питання 3. Дія радіоактивних речовин на сільськогосподарські рослини
- •Питання 4. Дія основних радіонуклідів на людей і сільськогосподарських тварин по досвіду катастрофи на Чорнобильській атомній електростанції (чаес)
- •4.1. Режим харчування і методи обробки продуктів харчування рослинного і тваринного походження і води для виведення з організму радіонуклідів
- •Питання 5. Причини і наслідки катастрофи на Чорнобильській атомній електростанції Чорнобильська атомна електростанція
- •Причини катастрофи
- •Катастрофа
- •Підготовка до експерименту
- •Відразу після аварії
- •Поширення радіації
- •Медичні аспекти аварії
- •Питання 6. Ядерні енергетичні реактори аес
- •6.1. Характеристика радіаційно-небезпечних об'єктів
- •6.2. Принцип роботи енергетичних ядерних реакторів аес
- •6.3. Класифікація ядерних реакторів
- •6.4. Конструктивне облаштування реакторів на теплових нейтронах
- •6.5. Причини радіаційних аварій і їх рівні
- •Питання 7. Радіаційна безпека. Норми радіаційної безпеки основні регламентні величини України - нрбу 1997 року. Ліміт доз і допустимі рівні
- •7.1. Радіаційна безпека
- •7.2. Норми радіаційної безпеки України - нрбу 1997 року
- •Основні регламентні величини нрбу-97
- •7.3. Ліміти доз і допустимі рівні
- •7.4. Види радіаційних аварій
- •7.5. Масштаби радіаційних аварій Види радіаційних аварій
- •7.6. Фази розвитку радіаційних аварій
- •7.7. Наслідки радіаційних аварій на аес
- •7.8. Вплив метеорологічних умов на масштаби забруднення
- •Питання 8. Заходи по обмеженню опромінення населення в умовах радіаційної аварії
- •8.1. Захист населення в умовах комунальної радіаційної аварії
- •Види контрзаходів
- •Дезактивація території
- •Питання 9. Дія населення при аварійній ситуації на аес і радіаційних об'єктах
- •9.1. Етапи і програми дій при радіаційній аварії
- •9.2. Попередження і зниження дії зовнішнього опромінення
- •9.3. Дезактивація поверхневих об'єктів
- •9.4. Санітарна обробка шкірних покривів
- •Попередження і зниження дії внутрішнього опромінення
- •9.5. Дезактивація продовольства
- •9.6. Дезактивація води
- •9.7. Захист внутрішніх органів
- •9.8. Дії населення при симптомах променевих уражень
- •9.9. Контроль стану радіаційної обстановки
- •9.10. Правила дії і поведінка населення при аваріях на аес
- •9.11. Правила радіаційної безпеки і особистої гігієни
- •9.12. Контроль грошей, забруднених радіоактивними речовинами, які потрапляють до банківських установ
- •Висновок
- •Лекція 6. Семінарське зайняття 5. Сільськогосподарське виробниче середовище. Техногенні небезпеки пов'язані з викидом радіоактивних речовин у навколишнє середовище.
- •Висновок Література
- •Тести на доповнення
- •1. Вкажіть номер неправильної відповіді. Іонізуюче випромінювання - це будь-яке випромінювання, взаємодія якого з середовищем призводить до утворення електричних зарядів рівних знаків, розрізняють:
- •20. Вкажіть номер неправильної відповіді. До штучних (антропогенним) джерел іонізуючого випромінювання відносяться:
- •21. Вкажіть номер неправильної відповіді. Людина отримує радіоактивне опромінення наступними способами :
- •22. Вкажіть номер неправильної відповіді. Після відкриття явища радіоактивності було встановлено, що радіоактивні речовини випускають:
- •23. Вкажіть номер правильної відповіді. Потік ядер атома гелію, який утворився в результаті радіоактивного розпаду, має назву:
- •24. Вкажіть номер правильної відповіді. Потік електронів, який утворився в результаті радіоактивного розпаду, має назву:
- •42. Вкажіть номер правильної відповіді. Тривалість життя людей і тварин, опромінених дозами, близькими до летальних, скорочується на:
- •59. Вкажіть номер неправильної відповіді. Радіоактивні речовини поступають в рослини двома основними способами:
- •128. Вкажіть номер неправильної відповіді. Перша група - регламенти для контролю практичною діяльністю, метою якої є:
- •134. Вкажіть номер неправильної відповіді. Масштаб радіаційної аварії визначається:
- •139. Вкажіть номер неправильної відповіді. У розвитку комунальних радіаційних аварій виділяють наступні тимчасові фази:
- •145. Вкажіть номер правильної відповіді. Зона а - зона помірного зараження, це частина зараженої місцевості, в якій доза опромінення на відкритій місцевості може скласти :
- •167. Вкажіть номер правильної відповіді. Якщо дозиметричний контроль показує, що евакуація людей супроводжуватиметься опроміненням в дозах, які перевищують рівні, що приймаються
- •175. Вкажіть номер правильної відповіді. Найменші межі виправданості і безумовного виправдання рівнів втручання і дій при ухваленні рішення про тимчасове відселення. Категорії для ухвалення рішення.
- •182. Вкажіть номер неправильної відповіді. Радіоактивна дія на персонал і населення в зоні радіоактивного зараження характеризується величинами доз :
- •183. Вкажіть номер правильної відповіді. Місцевість вважається зараженою при дозі, яка складає:
- •184. Вкажіть номер правильної відповіді. Найбільшою небезпекою при аварії на аес являється:
- •185. Вкажіть номер неправильної відповіді.
- •186. Вкажіть номер правильної відповіді. Яка фаза розвитку Чорнобильської аварії в сучасний час?
- •187. Вкажіть номер правильної відповіді. Класифікація радіаційних аварій за причинами їх виникнення:
- •188. Вкажіть номер правильної відповіді. Яка допустима доза опромінення населення за рік перебування на радіаційно-забрудненій місцевості?
- •190. Вкажіть номер правильної відповіді. Гранично допустима річна ефективна доза опромінення населення в мирний час складає:
Катастрофа
25 квітня 1986 року ситуація розвивалася таким чином:
1 година 00 хвилин - згідно з графіком зупинки реактора на планово-запобіжний ремонт персонал переступив до зниження потужності апарату, працюючого на номінальних параметрах.
13 годинника 05 хвилин - при тепловій потужності 1600 МВт відключений від мережі турбогенератор №7, що входить в систему 4-го енергоблоку. Електроживлення власних потреб (головні циркуляційні насоси і інші споживачі) переклали на турбогенератор №8.
14 годинника 00 хвилин - відповідно до програми випробувань відключається система аварійного охолодження реактора. Оскільки реактор не може експлуатуватися без системи аварійного охолодження, його необхідно було зупинити. Проте диспетчер «Київенерго» не дав дозвіл на глушення апарату (це було грубою помилкою, бо при усіх обставинах, коли знижується потужність реактор потрібно «глушити», на жаль, такі події траплялися і раніше, ставши нормою). І реактор продовжував працювати без системи аварійного охолодження.
23 години 10 хвилин - отриманий дозвіл на зупинку реактора. Почалося подальше зниження його потужності до 1000 - 700 МВт (теплових), як і передбачалося програмою випробувань. Але оператор не впорався з управлінням, внаслідок чого потужність апарату впала майже до нуля. У таких випадках реактор повинен глушитися.
Але персонал не порахувався з цією вимогою. Почався підйом потужності.
О 1 годині 00 хвилин 26 квітня 1986 року персоналу, нарешті, вдалося підняти потужність реактора і стабілізувати її на рівні 200 МВт (теплових) замість 1000 - 700, закладених в програмі випробувань.
О 1 годині 03 хвилини і 1 година 07 хвилин - до шести працюючих головних циркуляційних насосів додатково підключили ще два, щоб підвищити надійність охолодження активної зони апарату після випробувань.
Підготовка до експерименту
1 година 20 хвилин (приблизно - математичній моделі) - стержні автоматичного регулювання вийшли з активної зони на верхні кінцівки, і оператор навіть допомагав цьому за допомогою ручного управління. Тільки так вдалося утримати потужність апарату на рівні 200 МВт (теплових). Але якою ціною? Ціною порушення найсуворішої заборони працювати на реакторі без певного запасу стержнів-поглиначів нейтронів.
1 година 22 хвилини 30 секунд - за даними програм швидкої оцінки стану, в активній зоні знаходилося всього 6 (шість) – 8 (вісім) стержнів. Ця величина приблизно удвічі менше гранично допустимою, і знову реактор вимагалося заглушити.
1 година 23 хвилини 04 секунди - оператор Ходемчук В. И. закрив стопорно-регулюючі клапани турбогенератора № 8. Подання пари на нього припинилося. Почався режим вибігання. У момент відключення другого турбогенератора повинен був би спрацювати ще один автоматичний захист по зупинці реактора. Але персонал, знаючи це, завчасно відключив її, щоб, мабуть, мати можливість повторити випробування, якщо перша спроба не вдасться.
У ситуації, що виникла в результаті нерегламентованих дій персоналу, реактор потрапив (по витраті теплоносія) в такий стан, коли навіть невелика зміна потужності призводить до збільшення об'ємного пароутворення, у багато разів більшого, ніж при номінальній потужності. Зростання об'ємного пароутворення викликало появу позитивної реактивності. Коливання потужності зрештою могли привести до подальшого її зростання.
1 година 23 хвилини 40 секунд - начальник 5-ої зміни 4-го енергоблоку Акімов А.Ф., зрозумівши небезпеку ситуації, дав команду старшому інженерові управління реактором натиснути кнопку найефективнішого аварійного захисту (АЗ-5), 211 регулюючих стержнів із стержнями аварійного захисту пішли вниз, проте через 5 - 6 секунд з'явилася відчутна вібрація підлоги, пролунали удари з боку Центрального залу, почалося трясіння будівлі і устаткування, оператори Ходемчук В.И. і Шишенюк В.Н. побачили, що стержні-поглинач зупинився, не дійшов до нижній кінцевий відмітки. Тоді старший інженер знеструмив муфту сервоприводів, щоб стержні гарантовано увійшли до реактора під впливом сили власного тяжіння. Показання приладів що показують глибину занурення стержнів в реактор після цієї дії не змінилися, значить, вони або застрягли, або їх вже не було в реакторі, як і усього вмісту.
Введення стержнів, як показали пізніше спеціальні дослідження, АЗ, що почався після натиснення кнопки, при розподілі потоку нейтронів, що створився, по висоті реактора виявився неефективним і також міг привести до появи позитивної реактивності.
Стався вибух, але не ядерний, а тепловий. В результаті вже названих причин в реакторі почалося інтенсивне пароутворення. Потім сталася криза тепловіддачі, розігрівши палива, його руйнування, бурхливе скипання теплоносія, в який потрапили частки зруйнованого палива, різко підвищився тиск в технологічних каналах. Це привело до теплового вибуху, що розвалив реактор.
Зниження потужності реактора, як вже було сказано, почалося о 1 годині 00 хвилин 25 квітня. Потім цей процес зупинили на вимогу диспетчера енергосистеми. І продовження роботи по зниженню потужності знову почалося о 23 годині 10 хвилин.
Розглянемо, які небезпечні процеси відбувалися в активній зоні за 22 години. Передусім, необхідно відмітити, що в ході ланцюгової реакції утворюється цілий спектр хімічних елементів. При діленні ядер урану з'являється йод, що має період напіврозпаду близько 7 (семи) годин. Потім він переходить в ксенон - 135, що має властивості активно поглинати нейтрони.
Ксенон, який іноді називають «нейтронним газом», має період напіврозпаду близько 10 годин і постійно є присутнім в активній зоні реактора. Але при нормальній роботі апарату він частково вигорає під впливом нейтронів, тому практично кількість ксенону зберігається на одному рівні.
А при зниженні потужності реактора і відповідно послабленні нейтронного поля кількість ксенону (за рахунок того, що його вигорає менше) збільшується. Відбувається так зване «отруєння реактора». При цьому ланцюгова реакція сповільнюється, реактор потрапляє в глибоко підкритичний стан, відомий під назвою «Йодної ями». І доки вона не пройдена, тобто «нейтронна отрута» не розпадається, ядерна установка має бути зупинена.
Попадання апарату до «йодної ями» відбувається при провалі потужності реактора, що і сталося на 4-му енергоблоці ЧАЕС 26 квітня 1986 року.
Ксенон знизив потужність апарату, і для підтримки його «дихання» потрібно було ввести з активної зони велику кількість стержнів СУЗИ, яка також поглинає нейтрони. Таким чином, прагнення персоналу, не дивлячись ні на що, провести експеримент вступило в протиріччя з вимогами регламенту.
За свідченням очевидців, що знаходилися поза 4-м блоком, приблизно о 1 годині 24 хвилини від нього пішов потужний звук, що гуркотить, потім послідовно пролунали 2 - 3 вибухи, і в хмарі чорного пилу над блоком злетіли якісь уламки, що світять, і великі іскри, частина з яких впала на дах машинного залу. Із зруйнованого реактора спостерігалося «світіння», яке нагадувало «північне сяйво». В результаті вибуху загинули оператори: Ходемчук В. И. і Шишенюк В. Н.
Незважаючи на вибухи, усе що залишилися у 3-ому блоці продовжували діяти. Не був пошкоджений навіть 3-й реактор, який технічно тісно пов'язаний з аварійною ядерною установкою.
В той же час виникла ситуація, при якій слід було зупинити усі реактори. 3-ій блок зупинили о 5 годині 26 квітня. 1-ий і 2-ий блоки заглушили відповідно о 1 годині 13 хвилин і 2 години 13 хвилин 27 квітня 1986 року. Усі апарати потім були підготовлені до тривалої стоянки в холодному стані, а устаткування станції після аварії перевели в положення холодного резерву.
Основними помилками були:
- експеримент поводився при працюючому реакторі, при відключеній системі аварійного охолодження реактора;
- з активної зони були вилікувані стержні-поглиначі «недоторканного запасу»;
- помилково була відключена система локального автоматичного регулювання, що привело до провалу потужності;
- відключення енергоблоку від аварійного електроживлення і енергомережі;
- перед здачею 4-го енергоблоку станції в експлуатацію випробування резервних насосів не проводилося.
У жовтні 1986 року знову запрацював 1-й енергоблок, а в листопаді того ж року - 2-й. І обоє вишли на проектне навантаження 1 мільйон кВт. 4 грудня 1987 року о 14 годині 28 хвилин був включений в мережу 3-й енергоблок. 4-й реактор в жовтні 1986 року був запечатаний в «Укриття», так званий «Саркофаг».
В результаті теплового вибуху події в реакторі сталося руйнування активної зони реакторної установки і частини будівлі 4-го енергоблоку, а також стався викид частини радіоактивних продуктів, що накопичилися в активній зоні, в атмосферу. Вибухи в 4-му реакторі ЧАЕС зрушили зі свого місця металоконструкції верху реактора, зруйнували усі труби високого тиску, викинули деякі регулюючі стержні і блоки графіту, що горіли, зруйнували завантажувальну сторону реактора, подпіточний відсік і частину будівлі. Осколки активної зони і випарних каналів впали на дах реакторного і турбінного будівель. Була пробита і частково зруйнований дах машинного залу другої черги станції. При вибуху частина панелей перекриття впала на турбогенератор № 7, пошкодивши маслопроводи і електричні кабелі, що привело до їх загоряння, а велика температура усередині реактора викликала горіння графіту.
Найбільшу небезпеку, пов'язану з аварією представляло те, що, руйнування реакторної зони викликало викид в атмосферу і на територію АЕС великої кількості радіоактивних деталей, графіту, ядерного палива. Викид радіонуклідів (у вигляді нестійких атомів, які при довільному перетворенні на інший нуклід випускає іонізуюче випромінювання, - це і є власне радіоактивність) є розтягнутим в часі процесом, що складається з декількох стадій.
За розрахунками експертів, сумарний вихід радіоактивних матеріалів склав 50 млн. кюрі, що рівнозначно наслідкам вибуху 500 атомних бомб, скинутих в 1945 році на Хіросіму. Приблизно 50 тонн двоокису урану (з 190 тонн повного завантаження реактора) і 700 тонн радіоактивного графіту було викинуто з реактора. Інша частина радіоактивного палива і приблизно 800 тонн графіту залишилося в шахті реактора, утворивши воронку що нагадує кратер вулкану, викинутий графіт, що залишився в реакторі, в подальшому повністю згорів.
27 квітня 1986 року висота забрудненого радіонуклідами повітряного струменя, що виходить з пошкодженого реактора перевищувала 1200 метрів, рівень радіації в ній на видаленні 5-10 км від місця аварії складали 1 р/ч. Викид радіоактивності в основному завершився до 6 травня 1986 року.
У перші години після аварії, коли ще не були точно визначені її розміри і тяжкість, а також внаслідок недостатнього радіаційного контролю, частина осіб працюючих на найбільш небезпечних ділянках. Отримали великі дози опромінення, а також опіки при участі в гасінні пожежі.