Особенности радиационной обстановки при аварии на АЭС

Основная часть действующих и строящихся в России АС имеет водо-водяные ядерные энергетические установки (реакторы) типа ВВЭР-440, ВВЭР-1000, ВВЭР-1200 и уранографитовые реакторы канального типа РБМК-1000, которые размещены на Европейской части страны с высокой плотностью населения. Выработка атомной энергии в реакторах сопровождается накоплением в нем радиоактивных веществ. Величина активности продуктов деления, накопленных в реакторах, достигает десятки миллиардов Кюри. При этом 99,9 % от общей активности сосредоточено в ядерном топливе работающего реактора. Хотя количество радионуклидов в активной зоне реактора велико, реальную опасность при аварии представляют только выброшенные из реактора, радионуклиды. Доля выброса радионуклидов зависит от многих факторов, включая конструкцию реактора, состояние активной зоны, историю развития аварийного процесса и многое другое.

При разрушении реактора может происходить его полное обесточивание, отказ систем безопасности, выход из строя технологического оборудования, потеря теплоносителя, разогрев и плавление топлива. При этом возможен разгон реактора и взаимодействие расплавленного топлива с водой. Это может привести к паровому взрыву и мгновенному выбросу значительной части радиоактивных веществ в окружающую среду с последующим расплавлением всей активной зоны реактора и дальнейшим продолжительным истечением радиоактивных веществ. Количество и радионуклидный состав выброса из разрушенного реактора зависят от характера разрушения, мощности и типа реактора, режимов перегрузки топлива и времени, прошедшего после последней перегрузки. Они значительно отличаются от количества и радионуклидного состава продуктов ядерного взрыва.

Анализ и сравнение последствий взрыва ядерного заряда мощностью 1 Мт с выбросами из аварийного реактора 4-го энергоблока Чернобыльской АЭС (таблица 5) позволяют определить несколько особенностей:

1. Содержание короткоживущих радионуклидов в реакторе значительно ниже, по сравнению с продуктами ядерного взрыва, а содержание длительно живущих радионуклидов – на 2 порядка выше. Этим, главным образом, объясняется более медленный спад уровней радиации на местности, зараженной продуктами деления, выброшенными из ядерного реактора;

2. При разрушении реактора радиоактивное облако поднимается на небольшую высоту, порядка нескольких десятков или сотен метров. Следовательно, и площадь территории со смертельными дозами будет в 10-20 раз меньше, чем при наземном ядерном взрыве. Однако, поскольку в таком облаке содержатся очень мелкие частицы («горячие частицы»), имеющие очень малые скорости гравитационного осаждения, то они потоками, воздуха разносятся на расстояния в несколько сот и даже тысяч километров. В результате площади территорий, которые могут оказаться непригодными для обитания в течение длительного времени будут значительно больше, чем при ядерном взрыве. При этом радиоактивное загрязнение территорий будет иметь мозаичный (пятнистый) характер.

3. Фракционный состав выброшенной пыли (мелкая дисперсность) способствует проникновению радионуклидов в микротрещины, норы, обитаемые объемы и существенно затрудняет дезактивацию. Кроме того, сами выброшенные вещества могут находиться в растворимых и нерастворимых формах. Так называемые «горячие частицы» имеют чрезвычайно высокую радиоактивность и опасны для организма человека и животных.

Таблица 5