П.5. ПС «SULTAN» ВНИИАЭС

ПС «SULTAN» предназначено для оперативного прогнозирования радиационной обстановки за пределами станции в случае аварии на АС с целью обоснования решений о проведении немедленных защитных действий в условиях минимальной информации о выбросе и метеоусловиях [1]. Организацией-разработчиком ПС «SULTAN» является ВНИИАЭС.

ПС «SULTAN» позволяет рассчитывать:

- ожидаемую поглощенную дозу на щитовидную железу для персонала (на территории промплощадки и в СЗЗ) и различных возрастных групп населения за счет вдыхания радиоизотопов йода;

- временную зависимость мощности дозы внешнего фотонного излучения от радиоактивных выпадений и облака на местности;

- дозу внешнего облучения человека от радиоактивного облака;

- дозу внешнего облучения человека от радиоактивных выпадений на местности в зависимости от времени после начала аварии;

- линейные и площадные характеристики областей, нахождение человека на которых требует принятия различных экстренных мер защиты в зависимости от соответствующих уровней вмешательства.

Результаты расчета радиационных последствий аварий за пределами АС и рекомендации по экстренным защитным действиям и их объему могут базироваться на оценке ожидаемого выброса ¹³¹I в атмосферу, полученной:

- в результате прямых измерений;

- по данным о мощности дозы g-излучения в защитной оболочке реактора (для АС с ВВЭР-1000);

- экспертным путем;

- по отклику в окружающей среде.

ПС «SULTAN» позволяет проводить реконструкцию активности аварийного выброса I по экспериментальным данным о мощности дозы фотонного излучения на местности.

Важной особенностью ПС «SULTAN», отличающей его от других аналогичных программных средств, является то, что расчет аварийной дозы облучения населения может осуществляться с помощью специальных передаточных функций, связывающих дозу от всех радионуклидов с дозой только от I.

В последней версии ПС «SULTAN» имеется также возможность задавать нуклидный состав и активность выброса, когда они известны. При этом достаточно ввести данные только о выбросах ИРГ (^85mKr, ⁸⁷Kr, ⁸⁸Кг, ¹³³Хе и ¹³⁵Хе), радиоизотопах ¹³⁵I и ¹³⁷Cs, которые, в основном (более чем на 95%), определяют радиационную обстановку окружающей среды в начальный период аварии на АС.

Рекомендации о видах и масштабах экстренных защитных действий основываются на действующих критериях для принятия решений в начальный период радиационной аварии, устанавливающих верхние и нижние уровни вмешательства, а также на принципах обоснования и оптимизации с учетом конкретной обстановки и местных условий.

В ПС «SULTAN» проводится расчет как прогнозируемой (без учета вмешательства), так и предотвращаемой защитными мероприятиями дозы, по значениям которой, в соответствии с НРБ-99 и рекомендациями МАГАТЭ и МКРЗ, определяется необходимость вмешательства в нормальную жизнедеятельность населения, а также в хозяйственное и социальное функционирование территории вокруг АС в случае радиационной аварии на ядерном реакторе.

ПС «SULTAN» использует стандартную информацию о метеоусловиях, которой располагают метеостанции и службы внешней дозиметрии АС, данные о характеристике земной поверхности в направлении ветрового потока, а также минимальный набор экспертных данных о параметрах аварийного выброса.

ПС «SULTAN» разработано на базе современных представлений о механизмах рассеяния радионуклидов в атмосфере и формировании аварийной дозы облучения человека, нормативных документов, рекомендаций МКРЗ и МАГАТЭ, которые приведены в Приложении № 17.

Используемые в ПС «SULTAN» алгоритмы расчета поля приземной объемной активности нуклидов основаны на двух нормативных Гауссовых методиках для моделирования распространения примеси в атмосфере, действующих на территории России.

В первой методике для поперечной σ_у и вертикальной σ_z дисперсии при кратковременных выбросах используются формулы Смита-Хоскера [2,3-5], а во второй методике – оригинальная аппроксимация наиболее часто используемых формул Смита-Хоскера (для σ_z) и Бриггса (для σ_у), согласно которой поперечную σ_у и вертикальную σ_z дисперсии при кратковременных выбросах рассчитывают по общей формуле, предложенной Эйри [6].

ПС "SULTAN" позволяет провести расчет аварийной дозы облучения человека при следующих ограничениях:

- максимальное расстояние от источника выброса – 30 км;

- скорость ветра на высоте флюгера (h_ф = 10м) – 1 - 20 м/с;

- состояние атмосферы – от устойчивого до неустойчивого;

- минимальная эффективная высота выброса – 4 м;

- максимальная эффективная высота выброса – 250 м;

- минимальная продолжительность выброса – 3 мин;

- максимальная продолжительность выброса – интервал времени, в течение которого погодные условия (направление и скорость ветра, состояние устойчивости атмосферы) и параметры источника выброса (эффективная высота, нуклидный состав и мощность выброса) не меняются;

- эффективный максимальный диаметр аэрозолей в выбросе не превышает 10 мкм, т.е. их гравитационным осаждением из атмосферы на подстилающую поверхность можно пренебречь;

- плотность выбрасываемых газов совпадает с плотностью атмосферного воздуха, т.е. диффузия тяжелых газов не рассматривается.

Вне указанных ограничений ПС «SULTAN» можно использовать только для грубых оценок.

Входными параметрами для расчетов являются: параметры источника выброса радионуклидов с учетом их физико-химических форм существования (газообразные, аэрозоли, молекулярный и органический йод); параметры, характеризующие метеорологическую обстановку; параметры, характеризующие подстилающую поверхность.

Список литературы к П.5 Приложения № 14

1. Программное средство “SULTAN” оперативного прогнозирования радиационной обстановки за пределами станции в случае аварии на АЭС. Инструкция пользователя. Утв. Техническим директором концерна “Росэнергоатом” 12.10.2000, М., 2000.

2. Методы расчета рас­пространения радиоактивных веществ в окружающей среде и доз облучения населения. М.: МХО ИНТЕРАТОМЭНЕРГО, 1992, 334 с.

3. Методы расчета распространения радиоактивных веществ с АЭС и облучения окружающего населения. № 38.220.56-84. Безопасность в атомной энергетике, т.1, ч.1. М: МХО Интератомэнерго, 1984.

4. Сборник правил и норм по радиационной безопасности в атомной энергетике, т.3. МЗ СССР, М., 1989.

5. Гусев Н.Г., Беляев В.А. Радиоактивные выбросы в биосфере. Справочник. Изд. 2-е, переработанное и дополненное. М.: Энергоатомиздат 1991, 256с.

6. Методические указания по расчету радиационной обстановки в окружающей среде и ожидаемого облучения населения при кратковременных выбросах радиоактивных веществ в атмосферу. МПА-98. Минатом России, М., 1998.