Радиационная безопасность АЭС

Под безопасностью АЭС понимается обеспечение защиты ее персонала, населения и окружающей среды от радиационного воздействия. Проблема обеспечения безопасности при нормальной эксплуатации АЭС практически решена, что подтверждает длительный опыт эксплуатации большого количества АЭС как в России, так и за рубежом. Опыт разработки и эксплуатации АЭС с реакторами различных типов позволил сформулировать основные направления обеспечения их безопасности.

1 — Высокое качество изготовления и монтажа оборудования как основа эксплуатационной безопасности и снижения вероятности повреждений и нарушений.

2 — Диагностика состояния оборудования на всех этапах его эксплуатации, система профилактических протиаварийных мер.

3 - Разработка и реализация эффективных защитных мер и устройств для предотвращения возникновения или развития аварий

4 — Разработка и реализация мер, направленных на полную локализацию распространения радиоактивных веществ и уменьшения последствий аварий.

Аварийная защита реакторов АЭС обеспечивается выключением реактора в аварийных ситуациях и введением в активную зону поглощающих стержней. Поскольку даже после прекращения цепной реакции в активной зоне реактора длительное время продолжает сохраняться активное тепловыделение (в момент прекращения цепной реакции мощность источника тепла составляет примерно 5% от полной мощности, и только через несколько часов снижается до уровня 1%), поэтому на каждом реакторе предусматривается аварийное охлаждение активной зоны. Проведенные расчеты позволяют предположить, что вероятность аварий современного реактора, приводящие к расплавлению твеэов не превышает 1/17 000. Это значит, что при эксплуатации 100 ядерных реакторов подобная авария моет произойти один раз за 170 лет.

Локализация выбросов радиоактивных продуктов деления обеспечивается биологической защитой реактора.

Аварийные выбросы радиоактивных веществ возможны при механическом разрушении ядерных реакторов, бассейнов для выдержки отработанного топлива, хранилищ высокоактивных отходов и т.д. При этом все продукты ядерного деления высвобождаются в виде аэрозолей за исключением редких газов и йода, которые с помощью ветра распространяются на большие территории.

В отличие от ядерного взрыва при авариях на АЭС принято различать три зоны радиоактивного заражения.

1 — Зона экстренных мер защиты — это территория, на которой доза внешнего гамма облучения населения за одни сутки может превысить 75 рад, а доза внутреннего облучения щитовидной железы за счет поступления в организм радиоактивного йода может превысить 250 рад.

2 — Зона профилактических мероприятий — это территория, на которой доза внешнего гамма-облучения населения в течение 7 дней (168часов) может составить от 25 до 75 рад, а доза внутреннего облучения щитовидной железы за счет поступления в организм радиоактивного йода может –от 30 до250 рад.

3 — Зона ограничений — это территория, на которой доза внешнего гамма-облучения населения, находящегося в зоне в течение года составляет от 10 до 25рад, а доза внутреннего облучения щитовидной железы за счет поступления в организм радиоактивного йода не превышает 30 рад.

Критерии для принятия решения о мерах защиты людей являются следующие прогнозируемые дозовые пределы облучения за время пребывания в зоне:

- в первые 10 суток, на ранней фазе аварии на АЭС, при возможном получении внешнего гамма-облучения 0,5-5 бэр, и внутреннего облучения 5-50 бэр, рекомендуется максимальное использование укрытий, средств защиты органов дыхания и кожи, йодная профилактика;

- при дозовых пределах, превышающих 5 бэр внешнего облучения и 50 бэр внутреннего облучения, необходима эвакуация населения.

На средней фазе общей аварии на АЭС (1-й год) при прогнозировании дозового предела внешнего гамма-облучения, не превышающего 0,5-5 бэр, а внутреннего до 50 бэр за время пребывания, мерами защиты являются ограничение потребления загрязненных продуктов питания и питьевой воды.

На местности типовые зоны загрязнения отображаются в виде кривых близких к эллипсам, при этом большая его ось совпадает с длиной зоны загрязнения, а по направлению совпадает с направлением ветра в момент аварии. Малая ось эллипса равна ширине зоны заражения

Под устойчивостью работы промышленного объекта в ЧС понимают способность выпускать установленные виды продукции в объемах и номенклатуре, предусмотренных соответствующими пла­нами в этих условиях, а также приспособленность объекта к восста­новлению в случае повреждения. Под устойчивостью технической системы понимается возможность сохранения ею работоспособности при ЧС [1, с. 237].

Для того, чтобы объект сохранил устойчивость в условиях ЧС, проводят комплекс инженерно-технических, организационных и дру­гих мероприятий, направленных на защиту персонала от воздействия опасных и вредных факторов, возникающих при развитии ЧС, а также населения, проживающего вблизи объекта.

Повышение устойчивости технических систем и объектов достигается организационно-техническими мероприятиями, которым всегда предшествует исследование устойчивости конкретного объекта.

На первом этапе исследования анализируют устойчивость и уязвимость элементов объекта в условиях ЧС, а также оценивают опасность выхода из строя или разрушения элементов, или всего объекта в целом. На этом этапе анализируют:

1 надежность установок и технологических комплексов;

2 последствия аварий отдельных систем производства;

3 распространение ударной волны по территории предприятия при взрывах сосудов, коммуникаций, ядерных зарядов и т. п.;

4 распространение огня при пожарах различных видов;

5 рассеивание веществ, высвобождающихся при ЧС;

6 возможность вторичного образования токсичных, пожаро- и взрывоопасных смесей и т. п.

На втором этапеисследования разрабатывают мероприятия по повышению устойчивости и подготовке объекта к восстановлению после ЧС. Эти мероприятия составляют основу плана-графика повы­шения устойчивости объекта. В плане указывают объем и стоимость планируемых работ, источники финансирования, основные материалы и их количество, машины и механизмы, рабочую силу, ответственных исполнителей, сроки выполнения и т. д.

Исследования устойчивости функционирования объекта начинаются задолго до ввода его в эксплуатацию, то есть со стадии проектирования. В дальнейшем исследование объекта проводится соответствующими службами на стадии технических, экономических, экологических и иных видов экспертиз. Каждая реконструкция или расширение объекта также требует нового исследования устойчивости. Таким образом, исследование устойчивости – это не одноразовое действие, а длительный, динамичный процесс, требующий постоянного внимания со стороны руководства, технического персонала, служб гражданской обороны.

Любой промышленный объект включает наземные здания и сооружения основного и вспомогательного производства, складские помещения и здания административно-бытового назначения. В зданиях и сооружениях основного и вспомогательного производства раз­мещается технологическое оборудование, сети газо-, тепло-, электро­снабжения. Между собой здания и сооружения соединены сетью внутреннего транспорта, сетью энергоносителей, системами связи и управления. На территории промышленного объекта могут быть рас­положены сооружения автономных систем электро- и водоснабжения, а также отдельно стоящие технологические установки и т. д. Здания и сооружения возводятся по типовым проектам из унифицированных материалов. Проекты производств выполняются по единым нормам технологического проектирования, что приводит к среднему уровню плотности застройки (30–60%). Все это дает основание считать, что для всех промышленных объектов, независимо от профиля производства и назначения, характерны общие факторы, влияющие на устойчивость объекта и подготовку его к работе в условиях ЧС.

На работоспособность промышленного объекта оказывают нега­тивное влияние специфические условия и, прежде всего, район его расположения, который определяет уровень и вероятность воздействия опасных факторов природного происхождения (сейсмическое воздействие, сели, оползни, тайфуны, цунами, число гроз, ливневых дождей и т. д.). Поэтому большое внимание уделяется исследованию и анализу района расположения объекта. При этом выясняются метрологические особенности: количество осадков, направление господствующих ветров, максимальная и минимальная температура самого жаркого и самого холодного месяца. Изучается рельеф местности, характер грунта, глубина залегания подпочвенных вод, их химический состав.

На устойчивость объекта влияют: характер застройки территории (структура, тип, плотность застройки), окружающие объект смежные производства, транспортные магистрали, естественные условия прилегающей местности (лесные массивы как источники пожаров, водные объекты как возможные транспортные коммуникации, огнепре­градительные зоны и в то же время источники наводнений и т. п.).

Специфика района расположения может проявиться крайне не­благоприятно в случае выхода из строя штатных путей подачи исходного сырья или энергоносителей.

При изучении устойчивости объекта дают характеристику зданиям основного и вспомогательного производства, а также зданиям, которые не будут участвовать в производстве основной продукции в случае ЧС. Устанавливают основные особенности их конструкции, указывают технические данные, этажность, длину и высоту, вид каркаса, стеновые заполнения, световые проемы, кровлю, перекрытия, степень износа, огнестойкость здания, число рабочих и служащих, одновременно находящихся в здании (наибольшая рабочая смена), наличие встроенных в здание и вблизи расположенных убежищ, наличие в здании средств эвакуации и их пропускная способность.

Проводится оценка внутренней планировки территории объекта, определяется влияние плотности и типа застройки на возможность возникновения и распространения пожаров. Оценивается возможность образования завалов у входов в убежища и проходов между зданиями.

Особое внимание обращается на участки, где могут возникнуть вторичные факторы поражения. К таким участкам относятся: емкости с легковоспламеняющимися жидкостями и сильнодействующими ядовитыми веществами, склады вредных веществ и взрывоопасные технологические установки; технологические коммуникации, разрушение которых может вызвать пожары, взрывы и загазованность, склады легковоспламеняющихся материалов, аммиачные установки и др. При этом прогнозируются последствия следующих процессов:

- утечки тяжелых и легких газов или токсичных дымов;

- рассеивания продуктов сгорания во внутренних помещениях;

- пожаров цистерн, колодцев, фонтанов;

- нагрева и испарения жидкостей в бассейнах и емкостях;

- воздействие на человека продуктов горения и иных химических веществ;

- радиационного теплообмена при пожарах;

- взрывов паров ЛВЖ;

- образования ударной волны в результате взрывов паров ЛВЖ, сосудов, находящихся под давлением, взрывов в закрытых и открытых помещениях;

- распространение пламени в зданиях и сооружениях объекта.

Технологический процесс изучается с учетом специфики производства во время ЧС. Рассматриваются вопросы, связанные с возможностью изменения технологии, частичного прекращения производст­ва, переключения на производство новой продукции. Оценивается возможность замены энергоносителей, автономной работы отдельных установок и цехов объекта. Устанавливаются запасы и места расположения СДЯВ, ЛВЖ и горючих веществ, способы безаварийной остановки производства. Особое внимание уделяется изучению систем газоснабжения, поскольку их разрушение может привести к появлению вторичных поражающих факторов [16, с. 420–425].

На предприятиях, где в процессе производства используют взрывоопасные, токсичные и радиоактивные вещества, строят убежища для защиты работающих, разрабатывают специальный график работы персонала в условиях заражения вредными веществами. Создается система оповещения персонала и населения, проживающего вблизи объекта. Персонал объекта должен быть обучен и подготовлен к выполнению конкретных работ по ликвидации последствий ЧС в очаге поражения.

Исследуется система управления производством на объекте. Изучается расстановка сил, состояние пунктов управления и надеж­ность узлов связи. Определяются источники пополнения рабочей силы, анализируются возможности взаимозаменяемости руководяще­го состава объекта.

Резюмируя изложенное, следует подчеркнуть, что гражданская оборона является частью общегосударственных оборонных мероприятий. Поэтому вопросы пассивной обороны решаются также на государственном уровне, во всех производственных звеньях народного хозяйства как мирного, так и военного времени.

На каждом объекте экономики заблаговременно проводится огромный объем работ, включая мероприятия:

1 организационные, предусматривающие планирование действий личного состава штаба, служб и формирований ГО объекта в условиях чрезвычайных ситуаций;

2 технологические, осуществляемые для повышения устойчивости функционирования объекта экономики путем введения технологических режимов, исключающих возникновения вторичных поражающих факторов;

3 инженерно-технических, обеспечивающих повышение устойчивости элементов объекта к любым поражающим факторам.

Инженерно-технические мероприятия осуществляются по особому плану-графику и имеют весьма важное значение в обеспечении устойчивости объектов экономики.