Выявление и оценка радиационной обстановки при разрушении ЯЭР на атомной электростанции

При нормальной эксплуатации АЭС накопленные в реакторе радиоактивные вещества практически не могут попасть в окружающую среду в количествах, превышающих предельно допустимые.

Однако, как показывает практика эксплуатации АЭС в нашей стране и за рубежом, существует потенциальная опасность возникновения чрезвычайных ситуаций в результате разрушения реактора, последствия которых могут привести к радиационным поражениям населения.

Разрушение ядерного реактора может произойти в результате ошибочных действий персонала АЭС, внешних факторов стихийных бедствий, воздействия современных средств поражения и других инцидентов.

При разрушении реактора в результате воздействия обычными средствами поражения происходит разрушение технологического оборудования, полное обесточивание реактора, отказ всех систем безопасности, потеря теплоносителя, разогрев и плавление топлива, разрушение АЗ и корпуса реактора. При этом возможен разгон реактора и взаимодействие расплава топлива с водой, приводящих к диспергированию топлива и в результате парового взрыва, который приводит к мгновенному выбросу значительной части РВ в окружающую среду, с последующим расплавлением всей АЗ реактора и дальнейшим продолжительным истечением радиоактивных веществ.

Выброшенные из поврежденного реактора РВ в виде газов, паров и аэрозолей образуют облако, которое, распространяясь по направлению ветра, вызывает радиоактивное загрязнение окружающей среды.

Участок местности, загрязненный радиоактивными выпадениями, выше определенного уровня называется следом радиоактивного облака.

При разрушении реактора на АЭС поражающее воздействие на население происходит за счет внешнего облучения от проходящего облака и загрязненной радиоактивными выпадениями местности, внутреннего облучения в результате ингаляционного поступления РВ в организм человека.

Масштабы радиационных последствий при разрушении реактора зависят от типа ЯЭР, характера разрушения, а также метеорологических условий и определяют радиационную обстановку.

Под радиационной обстановкой при разрушении ЯЭР на АЭС понимают масштабы и степень радиоактивного загрязнения местности и атмосферы, оказывающие воздействие на жизнедеятельность населения и условия проведения аварийно-спасательных и других неотложных работ [56].

Под оценкой радиационной обстановки понимается решение основных задач по выявлению показателей обстановки, определяющих степень радиоактивного загрязнения местности и приземного слоя атмосферы и оказывающих влияние на жизнедеятельность населения и условия проведения АСДНР, в том числе анализ различных вариантов действий в зонах загрязнения и выбор наиболее целесообразных из них, при которых обеспечиваются дозовые нагрузки, не превышающие допустимые (установленные) нормы облучения различных категорий населения и личного состава.

Радиационная обстановка в районах размещения АЭС и степень радиационной опасности для населения зависят от типа реактора, количества и радионуклидного состава выброшенных в результате разрушения ЯЭР во внешнюю среду РВ, расстояния до АЭС, метеорологических условий, состояния подстилающей поверхности и др.

Количественный состав выброса радиоактивных веществ, принятый для расчета элементов радиационной обстановки, определен отдельно для каждого радионуклида в процентах от общего его содержания в активной зоне реактора на момент разрушения с учетом коэффициентов фракционирования.

Распространение облака РВ в атмосфере происходит за счет ветрового переноса, сухого и влажного осаждения, гравитационного осаждения и рассеяния в результате турбулентной диффузии.

При выявлении радиационной обстановки в случае разрушения ЯЭР на АЭС решаются следующие задачи [56]:

определение размеров зон радиоактивного загрязнения местности и отображение их на картах (планах, схемах);

определение размеров зон облучения щитовидной железы детей и взрослого населения за время прохождения облака и отображение их на картах (планах, схемах);

определение мощности дозы внешнего гамма-излучения на следе облака;

определение плотности радиоактивных выпадений на следе облака;

определение максимальной объемной концентрации радионуклидов в приземном слое атмосферы.

Исходными данными для выявления радиационной обстановки методом прогнозирования являются:

а) информация об АЭС; тип ЯЭР (РБМК, ВВЭР); электрическая мощность ЯЭР W_э, МВт; координаты АЭС (X, У), км; астрономическое время разрушения реактора Т_р, (число, месяц, часы, минуты);

б) метеорологические характеристики: скорость ветра на высоте 10 м U_o, м/с; направление ветра на высоте 10 м , j, град.; облачность (ясно, переменная, сплошная);

в) дополнительная информация: приводится отдельно при рассмотрении каждой конкретной задачи.

При оценке радиационной обстановки в случае разрушения реактора на АЭС решаются следующие задачи [56]:

определение дозы внешнего облучения при прохождении радиоактивного облака;

определение дозы внешнего облучения при расположении на следе облака;

определение дозы внутреннего облучения при ингаляционном поступлении радиоактивных веществ;

определение дозы облучения щитовидной железы;

определение дозы внешнего облучения при преодолении следа облака;

определение допустимого времени начала преодоления следа облака;

определение допустимого времени пребывания на загрязненной территории;

определение допустимого времени начала работ на загрязненной территории.

Оценка радиационной обстановки производится с использованием карты (схемы) с нанесенными на ней результатами выявления радиационной обстановки.

Исходными данными для оценки радиационной обстановки методом прогнозирования являются:

а) информация об АЭС: тип ЯЭР (РБМК, ВВЭР); электрическая мощность реактора, W, МВт; тип разрушения ЯЭР;

координаты АЭС (Х,У), км;

астрономическое время разрушения реактора, Т_р, число, месяц, часы, минуты;

б) метеорологические характеристики: скорость ветра на высоте 10 м – U_о, м/с; направление ветра на высоте 10 м – j, град; облачность (ясно, переменная, сплошная);

в) дополнительная информация приводится отдельно при рассмотрении каждой конкретной задачи

Методика, разработанная ВНИИ ГОЧС совместно с ЦСИ ГЗ и Департаментом по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций МЧС России, может быть рекомендована для использования в территориальных звеньях РСЧС и на объектах экономики при планировании мероприятий по защите персонала и населения при крупных авариях на АЭС.