Радиационно опасные объекты экономики и основные принципы и нормы радиационной безопасности

В настоящее время на многих объектах экономики, военных объектах, научных центрах и т.д. используются вещества, содержащие ядерное горючее. Отдельные системы, блоки и устройства этих объектов преобразуют энергию делящихся ядер в электрическую и другие виды энергий. Ряд предприятий используют в технологических процессах или хранят на своей территории делящиеся материалы. Все эти предприятия относятся к объектам с ядерными компонентами. Однако радиационно опасными из них являются далеко не все.

Под радиационно опасным объектом (РОО) понимается объект, на котором хранят, перерабатывают, используют или транспортируют радиоактивные вещества, при аварии на котором или его разрушении может произойти облучение ионизирующим излучением или радиоактивное загрязнение людей, сельскохозяйственных животных и растений, объектов народного хозяйства, а также окружающей природной среды.

К радиационно опасным объектам относятся [4, 84]:

а) по признаку «объекты использования атомной энергии»:

ядерные установки – сооружения и комплексы с ядерными реакторами, в том числе атомные станции, суда и другие плавсредства, космические и летательные аппараты, другие транспортные и транспортабельные средства; сооружения и комплексы с промышленными, экспериментальными и исследовательскими ядерными реакторами, критическими и подкритическими ядерными стендами; сооружения, комплексы, полигоны, установки и устройства с ядерными зарядами для использования в мирных целях; другие содержащие ядерные материалы сооружения, комплексы, установки для производства, использования, переработки, транспортирования ядерного топлива и ядерных материалов;

радиационные источники – не относящиеся к ядерным установкам комплексы, установки, аппараты, оборудование и изделия, в которых содержатся радиоактивные вещества или генерируется ионизирующее излучение;

пункты хранения ядерных материалов и радиоактивных веществ, хранилища радиоактивных отходов (далее – пункты хранения) – не относящиеся к ядерным установкам и радиационным источникам стационарные объекты и сооружения, предназначенные для хранения ядерных материалов и радиоактивных веществ, хранения или захоронения радиоактивных отходов;

ядерные материалы – материалы, содержащие или способные воспроизвести делящиеся (расщепляющиеся) ядерные вещества;

радиоактивные вещества – не относящиеся к ядерным материалам вещества, испускающие ионизирующее излучение;

радиоактивные отходы – ядерные материалы и радиоактивные вещества, дальнейшее использование которых не предусматривается;

б) по территориально-производственному признаку:

объекты ядерного комплекса (ядерно-топливного цикла (ЯТЦ), атомной энергетики, ядерного оружейного комплекса);

базы ядерного оружия;

территории и водоемы, загрязненные радионуклидами в результате имевших место радиационных аварий, ядерных взрывов в мирных целях, производственной деятельности и т. п.

Предприятия ЯТЦ осуществляют добычу урана, его обогащение (по ²³⁵U), изготовление ядерного топлива, переработку отработавшего ядерного топлива и радиоактивных отходов (РАО), хранение ядерного топлива, РАО и захоронение РАО.

Предприятия ЯТЦ по производственному признаку делятся на следующие группы [16]:

добывающие уран предприятия;

предприятия по разделению изотопов урана;

предприятия по изготовлению ядерного топлива;

предприятия по переработке отработавшего ядерного топлива;

объекты захоронения РАО.

К добывающим уран предприятиям относятся объекты, осуществляющие добычу урановой руды и ее переработку механическим и гидрометаллургическим способами, и предприятия по подземному выщелачиванию урана.

Основные типы радиационных аварий на этих предприятиях – выброс (разброс) урановой руды при транспортировке (или концентрата) и разлив растворов урана при авариях трубопроводов. В случае аварий на добывающих уран предприятиях принятия экстренных мер по защите населения и ликвидации их последствий, как правило, не требуется, а загрязнения ураном не носят катастрофического характера даже при больших масштабах выбросов из-за малой радиоактивности естественного урана.

Предприятия по разделению изотопов урана (обогащению природного урана) и изготовлению ядерного топлива используют в технологических процессах как физические, так и химические методы. При этом возможны следующие типы аварий:

самоподдерживающая цепная реакция деления (СЦР) при проведении работ с растворами, порошками и изделиями из компактного урана;

взрывы, в результате которых происходит выброс радиоактивных материалов в окружающую среду;

разливы растворов, содержащих уран;

пожары с возгоранием соединений, в которых содержится уран, и выбросом их в окружающую среду.

Из всех этих аварий радиационную опасность для населения могут представлять газоаэрозольный выброс в результате СЦР, содержащий продукты деления урана, а также взрывы и пожары на различных участках технологических процессов.

Переработка отработанного ядерного топлива осуществляется на специальных перерабатывающих предприятиях (радиохимических заводах). В ходе технологических процессов переработки осуществляется разделка тепловыделяющих элементов, растворение топлива, химическое выделение урана, плутония, цезия, стронция и других радионуклидов.

Основными причинами радиационных аварий на радиохимических заводах являются термохимические взрывы, сопровождаемые выбросом содержимого технологических аппаратов (урана и продуктов его деления), в том числе и за пределы санитарно-защитной зоны (СЗЗ) предприятия.

Перед захоронением они, как правило, подвергаются дополнительной переработке. Низко- и среднеактивные отходы, характеризующиеся большими объемами, направляются на переработку, общей тенденцией 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.). Хранение низко- и среднеактивных отходов осуществляется в бетонных емкостях с последующим захоронением в естественных и искусственных полостях. Высокоактивные отходы выдерживаются во временных хранилищах и по истечении определенного времени отправляются на захоронение. Классификация радиоактивных отходов представлена в табл.1.6 и 1.7.

Наиболее вероятной причиной радиационных аварий на объектах переработки и хранения радиоактивных отходов являются термобарические взрывы с выбросом содержимого технологических аппаратов, в том числе за пределы СЗЗ [16].

Таблица 1.6

Классификация жидких и твердых радиоактивных отходов по удельной радиоактивности (СПОРО-2002)

Наибольшую вероятность возникновения и значительные радиационные последствия имеют аварии при транспортировании ядерных материалов, прежде всего гексафторида урана (ГФУ) и отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) водо-водяных энергетических реакторов. Наиболее опасны при этом, попадания контейнеров с этими ядерными материалами в зону пожара [16].

Таблица 1.7

Классификация твердых радиоактивных отходов по уровню радиоактивного загрязнения (СПОРО-2002)

К объектам атомной энергетики относятся атомные станции (АЭС), на которых тепло, выделяющееся в ядерном реакторе, используется для получения водяного пара, вращающего турбогенератор для производства электрической энергии.

АЭС включает один или несколько ядерных энергетических реакторов. На российских АЭС работают следующие типы ядерных реакторов:

водо-водяные энергетические реакторы электрической мощностью 440 МВт (ВВЭР-440) и 1000 МВт (ВВЭР-1000) на тепловых нейтронах;

реакторы большой мощности, канальные, электрической мощностью 1000 МВт (РБМК-1000), графитовые, на тепловых нейтронах;

реакторы жидкометаллические на быстрых нейтронах электрической мощностью 600 МВт (БН-600);

реакторы энергетические графитовые паровые на тепловых нейтронах, электрической мощностью 12 МВт (ЭГП-12).

Типы ядерных реакторов, эксплуатирующихся на АЭС в России, представлены в табл. 1.8, а их основные физико – технические характеристики в табл. 1.9.

Потенциальная опасность радиационных объектов зависит от вида и характера радиационного воздействия на персонал и проживающего вокруг населения при нормальной работе объекта, а также при радиационных авариях.

Потенциально опасными признаются объекты, в результате деятельности которых при аварии возможно облучение не только работников объекта, но и населения. Наименее опасными объектами являются те, где исключена возможность облучения лиц, не относящихся к персоналу. Всего устанавливаются четыре категории объектов по потенциальной опасности [15].

К первой категории относятся объекты, при аварии на которых возможно их радиационное воздействие на население и могут потребоваться меры по его защите.

Ко второй категории относятся объекты, при аварии на которых их радиационное воздействие ограничивается территорией санитарно-защитной зоны.

К третьей категории относятся объекты, радиационное воздействие при аварии на которых ограничивается территорией объекта.

К четвертой категории относятся объекты, радиационное воздействие при авариях от которых ограничивается помещениями, где проводятся работы с ИИИ.

Категория радиационных объектов устанавливается, как правило, на этапе их проектирования по согласованию с органами государственного надзора в области обеспечения РБ. Для действующих объектов категории устанавливаются администрацией по согласованию с органами ФГУ эпидемиологии и гигиены.

Таблица 1.8