Радиационная обстановка в результате разрушения ядерного энергетического реактора. Зонирование загрязненных территорий

Характер радиоактивного загрязнения местности в результате аварий на АЭС зависит от типа и масштабов аварии. Диапазон типов и масштабов аварий чрезвычайно широк - от локальной утечки в атмосферу ограниченного количест­ва радиоактивных газов до полного взрывного разрушения активной зоны реак­тора с выбросом во внешнюю среду огромного количества радиоактивных ве­ществ, загрязняющих большие территории. В районе АЭС в результате такой аварии могут быть разбросаны радиоактивные фрагменты конструкций, куски твэлов и т. п., создающие УР в десятки, сотни и тысячи рад в час.

Само радиоактивное загрязнение местности как в районе аварийной АЭС. так и в зоне до нескольких десятков километров может быть крайне неравномер­ным. Возможно образование локальных пятен, радионуклидный состав которых может сильно различаться в результате фракционирования радионуклидов при их выбросе и распространении.

Продукты аварий АЭС по сравнению с ПЯВ сильно обогащены долгожи-вущими радионуклидами. Степень обогащения тем выше, чем продолжительнее работал реактор перед аварией (т. е. чем больше кампания).

На больших расстояниях от места аварии радиоактивное загрязнение ста­новится более равномерным при соответствующем уменьшении уровня загряз­нения.

Следует отметить, что достаточно полная оценка радиационной обстанов­ки при авариях по критериям радиационной опасности мирного времени может быть осуществлена только на основе данных, получаемых при комплексных из­мерениях одновременно по гамма-, бета- и альфа- излучениям. Это обстоятель­ство является характерной особенностью по сравнению с работами, проводимы­ми на местности, загрязненной ПЯВ, когда в большинстве случаев вполне доста­точно регистрировать только гамма-излучение.

Защита населения на территориях, подвергшихся радиоактивному загряз­нению, осуществляется путем вмешательства на основе принципов безопасности при вмешательстве.

Зонирование загрязненных территорий основано на величине годовой эф­фективной дозы, которая может быть получена жителями в отсутствии мер ра­диационной защиты.

На территории, где годовая эффективная доза не превышает 1 мЗв, произ­водится обычный контроль радиоактивного загрязнения объектов окружающей среды и сельскохозяйственной продукции, по результатам которого оценивается доза облучения населения. Проживание и хозяйственная деятельность населения на этой территории по радиационному фактору не ограничивается. Эта террито­рия не относится к зонам радиоактивного загрязнения. При величине годовой дозы более 1 мЗв загрязненные территории по характеру необходимого контроля обстановки и защитных мероприятий подразделяются на зоны.

Зонирование на ранней и промежуточной стадиях радиационной аварии определяется следующим: уровни вмешательства для временного отселения населения составляют: для начала временного отселения - 30 мЗв в месяц, для окончания временного отселения 10 мЗв в месяц. Если прогнозируется, что на­копленная за один месяц доза будет находиться выше указанных уровней в тече­нии года, следует решать вопрос об отселении населения на постоянное место жительства.

На восстановительной стадии радиационной аварии выделяют следующие

зоны:

1. Зона, радиационного контроля — от 1 мЗв до 5 мЗв. В этой зоне помимо мониторинга радиоактивности объектов окружающей среды, сельскохозяйст­венной продукции и доз внешнего и внутреннего облучения населения и его критических групп осуществляются меры по снижению доз на основе принципа оптимизации и другие необходимые активные меры защиты населения.

2. Зона ограниченного проживания населения - от 5 мЗв до 20 мЗв. В этой зоне осуществляются те же меры мониторинга и защиты населения, что и в зоне радиационного контроля. Добровольный въезд на указанную территорию для постоянного проживания не ограничивается. Лицам, въезжающим на указанную территорию для постоянного проживания, разъясняется риск ущербу здоровья, обусловленный воздействием радиации.

3. Зона отселения - от 20 мЗв до 50 мЗв. Въезд на указанную территорию для постоянного проживания не разрешен. В этой зоне запрещается постоянное проживание лиц репродуктивного возраста и детей. Здесь осуществляется ра­диационный мониторинг людей и объектов внешней среды, а также необходи­мые меры радиационной и медицинской защиты.

4. Зона отчуждения - более 50 мЗв. В этой зоне постоянное проживание не допускается, а хозяйственная деятельность и природопользование регулируются специальными актами. Осуществляются меры мониторинга и защиты работаю­щих с обязательным и индивидуальным дозиметрическим контролем.

Лекция № 12

ВОПРОСЫ БЕЗОПАСНОСТИ ЯДЕРНЫХ РЕАКТОРОВ

Общие сведения

Обеспечение безопасной работы ядерных реакторов - одна из основных задач, рассматриваемых при сооружении и эксплуатации ядерных реакторов. Без преувеличения можно сказать, что будущее ядерной энергетики находится в прямой зависимости от обеспечения безопасной работы ЯЭУ. Особую остроту эти вопросы приобрели в результате имевших место аварий на АЭС мира и, в ча­стности, на Чернобыльской АЭС.

Особенность ядерного реактора заключается в том, что энерговыделение в нем, обусловленное цепной реакцией деления, практически безгранично и не за­висит от теплоотвода. Более того, цепная реакция деления весьма чувствительна к малейшим изменениям реактивности и при ее положительном значении может развиваться чрезвычайно быстро.

Второй особенностью ЯЭУ является то, что в процессе работы в реакторе накапливается большое количество радиоактивных продуктов деления, активи­руются теплоноситель и другие материалы, расположенные как в самой актив­ной зоне, так и в непосредственной близости от нее и находящиеся в поле ней­тронного излучения. Основная радиоактивность накапливается в продуктах де­ления и сосредоточена в самих твэлах. Активация теплоносителя зависит от типа теплоносителя и наличия в нем твердых или растворенных примесей. В наиболее распространенном водном теплоносителе наведенная активность обусловлена короткоживущими нуклидами. Уровень активности водного теплоносителя оп­ределяется обычно наличием в нем продуктов коррозии. Активация газового те­плоносителя сравнительно невелика. Взаимодействие его с конструкционными материалами также слабое. Сильнее других активируется натриевый теплоноси­тель, причем его активность обусловлена сравнительно долгоживущими нукли­дами.

Таким образом, можно различать радиоактивность осколочную самих твэлов, наведенную в контуре и обусловленную незначительными протечками в помещении. Из них самая высокая - активность продуктов деления твэлов, на много порядков меньше - наведенная активность теплоносителя в контуре и со­всем незначительная - радиоактивность в «грязных» помещениях. При нормаль­ной эксплуатации реактора осколочная радиоактивность удерживается герме­тичной оболочкой твэлов, радиоактивный теплоноситель циркулирует в герме­тичном контуре. Помещения, в которые возможны радиоактивные протечки, размещены в защитной герметичной оболочке (боксах). Таким образом, на пути выхода основной радиоактивности в окружающую среду имеются три барьера: оболочка твэла, контур циркуляции теплоносителя и герметичная оболочка рабочих помещений, в которых размещается оборудование первого контура.

Гермооболочка (железобетон) (ВВЭР - 1000) представляет собой:

форма цилиндрическая - диаметр 48 м;

купол сферический - верхняя отметка 66,5 м;

толщина стенки - 1,5 м:

внутренняя облицовка - стальной лист 8 мм;

объем гермооболочки - 65000 м³.

Система предварительного напряжения:

132 стальных каната (96 в стенах и 36 в куполе). Предварительное

натяжение всех канатов усилием по 1000т каждый.

Утечка - не более 0.25% от объема оболочки в сутки.

При нарушении нормального режима, и тем более при серьезных аварий­ных ситуациях, возможны разгерметизация оболочки твэла. контура или бокса и выход радиоактивности за их пределы. Особенно нежелательно нарушение це­лостности твэлов, поскольку это сопряжено с выходом радиоактивных продук­тов деления в контур циркуляции теплоносителя, а если при этом произойдет Разгерметизация контура и велел за этим нарушение герметичности боксов (за­щитной оболочки), то радиоактивные продукты деления проникнут не только в рабочие помещения, но и за их пределы. Все это в конечном итоге может при­вести к радиоактивному загрязнению помещений и окружающей местности и не только выводу из строя оборудования, но и отчуждению окружающей местности на длительный срок.

Для предотвращения аварийных ситуаций, приводящих не только к тяже­лым последствиям, но и к перерывам в работе, должны быть предусмотрены со­ответствующие противоаварийные средства. Они определяются на основе тща­тельного анализа возможных аварийных ситуаций, присущих ядерным реакто­рам вообще и конкретной установке в частности. Исходя из этого принимаются меры защиты, позволяющие исключить или значительно уменьшить последствия той или иной аварии. По назначению противоаварийные средства можно разде­лить на две группы: 1) предупреждения и предотвращения аварии и 2) локализа­ции и уменьшения последствий.