Радиационноопасные объекты (РОО)

РОО - объект, на котором перерабатывают, используют, транспортируют радиоактивные вещества (РВ), при аварии, на котором или его разрушении может произойти облучение ионизирующим излучением или радиоактивное загрязнение людей, сельскохозяйственных животных и растений, объектов экономики, а также окружающей при­родной среды. Такими объектами в Российской Федерации являются: 29 энергоблоков на 9 АЭС, 113 исследовательских ядерных установок, 13 промышленных предприятий ядерно-топливного цикла (ПЯТЦ), около 13 других предприятий, осуществляющих деятельность с использова­нием РВ.

Основным и наиболее опасным элементом атомных станций является ядерный энергетический реактор (ЯЭР). В нашей стране создана серия энергических реакторов различных типов и мощностей, на кото­рых базируется ядерная энергетика. На атомных электростанциях наи­более широко распространены корпусные водо-водяные энергетиче­ские реакторы ВВЭР (теплоноситель и замедлитель вода) и водографитовые реакторы канального типа РБМК (реактор большой мощ­ности канальный; теплоноситель вода, замедлитель графит).

На АЭС в качестве ядерного топлива применяется главным обра­зом двуокись урана-238, обогащенная на 2…5% ураном-235. Топливо размещается в тепловыделяющих элементах (ТВЭлах), а точнее в их герметичной металлической оболочке - исключительно тонкостен­ных трубках диаметром 6…15 мм, изготовленных из нержавеющей ста­ли, для РБМК и сплавов циркония для ВВЭР.

В активной зоне реактора, где размещены тепловыделяющие эле­менты (ТВЭлы), происходит реакция деления ядер урана-235. В ре­зультате торможения осколков деления их кинетическая энергия пре­образуется в тепловую и нагревает реактор.

Во время реакции в ТВЭлах накапливаются радиоактивные продукты ядерного деления (ПЯД). Их качественный состав примерно тот же, что и осколков деления при взрывах ядерных боеприпасов, но количество ра­дионуклидов по периоду полураспада существенно отличается.

Процесс деления в ТВЭлах длится несколько лет, поскольку за­грузка реакторов ядерным горючим осуществляется, как правило, не чаще одного раза в три года. За этот срок короткоживущие изотопы распадаются. Одновременно идет накопление радионуклидов с боль­шим периодом полураспада (стронций-90, цезий-137), а также плутоний-239 (-240, -241, -242).

Таким образом, при работе реакторов атомных станций в их активной зоне идет непрерывный процесс накопления:

во-первых, радиоактивных продуктов деления ядерного топлива, представляющих собой смесь радиоактивных изотопов 35 химических элементов;

во-вторых, радиоактивных изотопов за счет наведенной актив­ности, таких, какцерий-51, магний-54, железо-59, кобальт-60.

При облучении нейтронами урана-238 в ядерном реакторе обра­зуются и трансурановые альфа-активные элементы: плутоний-239, америций-241, нептуний-237, кюрий-242 (-243).

В ходе трехгодичного периода эксплуатации реактора процентное содержание долгоживущих радионуклидов (стронций-90, цезий-137, плутоний-239 (-240, -241, -242) в ПЯД увеличивается. В случае радиа­ционной аварии долгоживущие радионуклиды создают устойчивое ра­диоактивное загрязнение местности.

Несмотря на принимаемые технические и организационные меры, полностью избежать аварий на радиационно-опасных объектах, преж­де всего на АЭС, пока не удается.

Радиационная авария (РА) - авария на радиационно-опасном объекте, приводящая к выходу или выбросу радиоактивных веществ и (или) ионизирующих излучений за предусмотренные проектом для нормальной эксплуатации данного объекта границы, в количествах, превышающих установленные пределы безопасности его эксплуата­ции. РА могут начинаться и сопровождаться тепловыми взрывами и пожарами. Ядерные взрывы на АЭС практически исключены.

Аварии на атомных станциях подразделяются на проектные и запроектные (гипотетические). Система технической безопасности АЭС,
как правило, обеспечивает локализацию максимальной проектной аварии (МПА), но не позволяет избежать гипотетических аварий. Об этом
свидетельствуют данные МАГАТЭ. Так, в период с 1971 по 1984 годы
в 14 странах, развивающих атомную энергетику, зарегистрирована 151
авария различной тяжести.

Авария на четвертом блоке Чернобыльской АЭС произошла 26.04.86 г. в 1 ч. 23 мин. На блоке был установлен уран-графитовый канальный реактор большой мощности РБМК-1000 с начальной за­грузкой ядерного топлива 192 т. В результате теплового взрыва были разрушены активные зоны реакторной установки, часть здания, кровля машинного зала АЭС и возникло более 30 очагов пожара. Радиоактив­ному заражению подверглись территории 19 субъектов РФ, с населением свыше 30 миллионов человек, а также территории более чем 10 государств Европы.

Выброс в атмосферу радиоактивных газо-аэрозольных продуктов на ЧАЭС продолжался в течение 10 суток на высоту от сотен метров до 1…1,5 км и более в очень сложной метеорологической обстановке.

Анализ аварии на ЧАЭС позволяет сделать некоторые выводы:

- газо-аэрозольное облако выброса распространяется на значитель­ное расстояние (сотни километров) и является мощным источником излучения;

- радионуклиды, находящиеся в газообразном состоянии (70 % йода - 131), не задерживаются респираторами;

- загрязнение местности имеет сложный характер и трудно прогно­зируется в процессе аварии (особенно при повторяющихся выбросах);

- спад радиоактивности во времени во многом определяется нали­чием долгоживущих радионуклидов (стронций-90, цезий-137, плутоний-239 (-240, -241, -242);

- мелкодисперсный состав радионуклидов способствует их прониканию в микротрещины, поры, обитаемые объекты и существенно затрудняет дезактивацию.

Последствия РА обусловлены ее поражающими факторами (ПФ). Основными ПФ радиационной аварии являются радиационное воздей­ствие и радиационное загрязнение.

Радиационное воздействие на человека состоит в ионизации тка­ней его тела и возникновении лучевой болезни различных степеней. При этом, прежде всего поражаются кроветворные органы, в резуль­тате чего наступает кислородный голод тканей, резко снижается им­мунная защищенность организма, ухудшается свертываемость крови. При радиоактивном загрязнении природной среды практически трудно создать условия, предохраняющие людей от облучения. Потому при действиях на местности, загрязненной радиоактивными веществами, устанавливаются допустимые дозы за тот или иной промежуток вре­мени, которые, как правило, не должны вызывать у людей радиацион­ных поражений. Предельно допустимыми дозами, согласно НРБ-9 являются:

- для персонала, работающего на РОО, - 5 бэр/год (50 мЗв/год);

- для остального населения- 0,5 бэр/год (35 бэр за 70 лет, 5 мЗв/год).

Основными направлениями работ по профилактике возникновения аварий на радиационно-опасных объектах является создание высоконадежной техники и технологий, бездефектное изготовление оборудования, качественное выполнение монтажа и строительства, строгое соблюдение технологий и правил эксплуатации. Эффективным путем повышения безопасности ядерной энергетики является создание реакторов повышенной устойчивости и высоконадежных систем технологической безопасности. Наиболее перспективным является освоение высокотемпературных газовых реакторов (ВТР), способных противостоять отказам оборудования, технологическим и эксплуатационным нарушениям, а также внедрение быстродействующих средств защиты, в том числе автоматических отсеч­ных устройств, систем взрывопредупреждения и локализации аварий.

Основными направлениями предотвращения и снижения потерь и ущерба при радиационных авариях являются:

- рациональное размещение РОО с учетом возможных последствий аварий;

- специальные меры по ограничению распространения выброса за пределы санитарно-защитной зоны;

- меры по защите персонала и близживущего населения.

При размещении РОО на территории страны и его привязке к конкретной местности наравне с хозяйственно-экономическими факторами должны учитываться факторы безопасности. Ограничены по минимуму расстояния населенных пунктов до АС. Пристанционный поселок с населением до 50 тыс. человек должен размещаться не ближе 8 км от АЭС. Минимально допустимое расстояние от АЭС до города с населением от 500 тыс. до Iмлн. человек -30 км, а с населением свыше 2 млн. -100 км. Расстояние от ACT до городов с численностью населения не выше 1,5 млн. человек устанавливается не менее 50 км. Плотность населения в 25-километровой зоне не более 100 чел/км². При размещении РОО должна учитываться сейсмичность зоны, ее геологические, гидрогеологические и ландшафтные особенности.

Специальные меры по ограничению распространения выброса включают конструктивные способы предотвращения выбросов и локализацию реактора, установление санитарно-защитных зон, специальные мероприятий по улучшению при авариях условий локализации радиоактивных продуктов. Радиус санитарно-защитной зоны АС должен определяться расчетом мощности выброса радионуклидов в воздух с учетом перспективного роста мощности станции, а также метеорологических условий.

Специальные меры по защите персонала и населения включают:

- создание автоматизированной системы контроля радиационной обстановки (АСКРО);

- создание локальной системы оповещения персонала и населения в 30-километровой зоне;

- первоочередное строительство и приведение в готовность защитных сооружений в радиусе 30 км вокруг АС, а также использование подвальных и других легко герметизируемых помещений;

- определение перечня населенных пунктов и численности прожи­вающего в них населения, подлежащего защите на месте или эвакуации (отселению) из зон возможного опасного радиоактивного загрязнения;

- создание запасов медикаментов, средств индивидуальной защиты и других средств, необходимых для защиты населения и его жизнеобеспече­ния;

- разработка оптимальных режимов поведения населения и подготовка его к действиям во время аварии;

- создание на АС специальных формирований;

- прогнозирование радиационной обстановки;

- организация радиационной разведки;

- периодическое проведение учений ГО на АС и прилегающей территории.