Что является поражающим фактором радиационной аварии. Радиационная авария

Радиационная авария - это нарушение правил безопасной эксплуатации ядерно-энергетической установки, оборудования или устройства, при котором произошел выход радиоактивных продуктов или ионизирующего излучения за предусмотренные проектом пределы их безопасной эксплуатации, приводящей к облучению населения и загрязнению окружающей среды.

Основными поражающими факторами радиационных аварий являются:

воздействие внешнего облучения (гамма - и рентгеновского; бета - и гамма-излучения; гамма-нейтронного излучения и др.)

внутреннее облучение от попавших в организм человека радионуклидов (альфа - и бетаизлучение);

сочетанное радиационное воздействие, как за счет внешних источников излучения, так и за счет внутреннего облучения;

комбинированное воздействие как радиационных, так и нерадиационных факторов (механическая травма, термическая травма, химический ожог, интоксикация и др.) .

Радиационные аварии - происшествие, приведшее к выходу (выбросу) радиоактивных продуктов и ионизирующих излучений за предусмотренные проектом пределы (границы) в количествах, превышающих установленные нормы безопасности.

Зонирование территории после аварии приведено на рис. 2. и в табл.1.

Рисунок 2 - Зонирование территории

При авариях, влекущих за собой радиоактивное загрязнение больших территорий, на основании контроля и прогноза радиационной обстановки устанавливается зона радиационной аварии (ЗРА), представляющая собой территорию, на которой суммарное внешнее и внутреннее облучение в единицах эффективной дозы может превысить 5 мЗв за первый после аварии год (в среднем по населенному пункту).

Таблица 1 -Зоны заражения

Зараженная местность на следе выброса делится на 5 зон:

М - слабого заражения - 14 мрад/ч;

А - умеренного заражения - 140 мрад/ч;

Б - сильного заражения - 1,4 рад/ч;

В - опасного заражения - 4,2 рад/ч;

Г - чрезвычайно опасного заражения - 14 рад/ч.

Определение зон радиоактивного заражения необходимо для планирования действий работающих на объекте, населения, подразделений МЧС; для планирования мероприятий по защите контингентов людей; определения возможного количества пострадавших вследствие аварии.

Зоны заражения представлены на рисунке 3.

Рисунок 3 - Зоны заражения

Зона А -- умеренного заражения, зона радиации на внешней границе за час полного распада радиоактивных веществ 40 Р, на внутренней границе -- 400 Р. Эталонный уровень радиации через час после взрыва на внешней границе зоны -- 8 Р/час. Площадь этой зоны 78 -- 80 % от всей территории взрыва.

Зона Б -- сильного заражения, доза радиации на внешней границе зоны за час полного распада радиоактивных веществ составляет 400 Р, а на внутренней -- 1200 Р. Эталонный уровень радиации составляет через час после взрыва на внешней границе зоны 80 Р/час. Площадь зоны 10 -- 12 % от площади радиоактивного следа.

Зона В -- опасного заражения, доза радиации на внешней границе зоны за час полного распада радиоактивных веществ составляет 1200 Р, а на внутренней -- 4000 Р. Эталонный уровень радиации составляет через час после взрыва на внешней границе зоны 240 Р/час. Площадь зоны 8 -- 10 % от площади радиоактивного следа.

Зона Г -- чрезвычайно опасного заражения, доза радиации на внешней границе зоны за час полного распада радиоактивных веществ составляет 4000 Р, а на внутренней -- 7000 Р. Эталонный уровень радиации составляет через час после взрыва на внешней границе зоны 800 Р/час. Площадь зоны 10 -- 12 % от площади радиоактивного следа.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

На тему: «Поражающие факторы при авариях на АЭС»

Санкт-Петербург 2014

1. Поражающие факторы, имеющие место при аварии на атомных реакторах. Воздействие этих факторов на организм человека

Под ядерной (радиационной) аварией понимают потерю управления цепной реакцией в реакторе либо образование критической массы при перегрузке, транспортировке и хранении тепловыделяющих сборок, или повреждению тепловыделяющих элементов, приведшую к потенциально опасному облучению людей сверх допустимых пределов. Иногда используется понятие ядерно-опасного режима, который представляет собой отклонения от пределов и условий безопасности эксплуатации реакторной установки, не приводящие к ядерной аварии. Ядерно-опасный режим можно рассматривать как режим, создающий аварийную ситуацию.

Главной опасностью аварий на радиационно-опасных объектах (РОО) был и будет выброс в окружающую природную среду радиоактивных веществ (РВ), сопровождающийся тяжелыми последствиями. Радиационная авария присуща не только АЭС, но и всем предприятиям ядерного топливного цикла, а также предприятиям, использующим радиоактивные вещества. К таким предприятиям можно отнести предприятия, добывающие урановую или ториевую руду; заводы по переработке руды; обогатительные заводы, заводы по изготовлению ядерного топлива; хранилища РВ и многие другие. Радиационные аварии на РОО могут возникнуть в процессе испытаний, хранения, транспортировки ядерного оружия.

Основным поражающим фактором при авариях на реакторах АЭС это радиоактивные загрязнения местности и источником загрязнения является атомный реактор как мощный источник накопленных радиоактивных веществ.

Рассмотрим образование поражающих факторов и их воздействие при аварии на АЭС .

1. Световое излучение и явление проникающей радиации может оказать воздействие, в основном, на работающую смену персонала.

2. Радиоактивное заражение местности в результате выбросов продуктов распада в атмосферу во всех случаях будет значительным и на больших площадях.

3. Ударная волна (сейсмическая) образуется только при ядерном взрыве реактора, при тепловом взрыве ее действие на окружающую среду незначительно.

Разберем особенности радиоактивного заражения местности при авариях на АЭС, учитывая в первую очередь опыт аварии на Чернобыльской АЭС. Источником радиоактивного заражения выбросов в атмосферу из аварийного реактора явились продукты цепной реакции. В выбросах было обнаружено 23 основных радионуклида.

В первые минуты после взрыва и образования радиоактивного облака наибольшую угрозу для здоровья людей представляли изотопы так называемых благородных газов (ксеноны), но они быстро рассеиваются в атмосфере, теряя свою активность. Таким образом, радиоактивное заражение не образуется.

В последующем воздействуют на людей коротко живущие радиоактивные компоненты, такие как Йод -131(8 суток).

Затем воздействуют на организм долгоживущие изотопы, Цезий-137 и Стронций-90 (до 30 лет).

На фоне тугоплавкости большинство радионуклидов, такие как теллур, йод, цезий обладают высокой летучестью. Вот почему аварийные выбросы реакторов всегда обогащены этими радионуклидами, из которых йод и цезий имеют наиболее важное воздействие на организм человека и животный мир. Состав аварийного выброса продуктов деления реактора существенно отличается от состава продуктов ядерного взрыва. При ядерном взрыве преобладают радионуклиды с коротким периодом полураспада. Поэтому на следе радиоактивного облака происходит быстрый спад мощности дозы излучения. При авариях на АЭС характерно радиоактивное загрязнение атмосферы и местности легколетучими радионуклидами (Йод-131, Цезий-137 и Стронций-90), а, во-вторых, Цезий-137 и Стронций-90 обладают длительными периодами полураспада. Поэтому такого резкого уменьшения мощности дозы, как это имеет место на следе ядерного взрыва, не наблюдается.

При ядерном взрыве и образовании следа для людей главную опасность представляет внешнее облучение (90-95% от общей дозы). При аварии на АЭС с выбросом активного материала картина иная. Значительная часть продуктов деления ядерного топлива находится в парообразном и аэрозольном состоянии. Вот почему доза внешнего облучения здесь составляет 15%, а внутреннего - 85%.

Загрязнение местности от Чернобыльской катастрофы происходило в ближайшей зоне 80 км в течение 4-5 суток, а в дальней зоне примерно 15 дней. Наиболее сложная и опасная радиационная обстановка сложилась в 30-км зоне от АЭС, в Припяти и Чернобыле. Из-за этого оттуда было эвакуировано все население. К началу 1990 г. во многих районах мощность дозы уменьшилась и приблизилась к фоновым значениям 12-18 мкР/ч. Припять и на сегодня представляет опасность для жизни.

Специалисты выделяют следующие потенциальные последствия радиационных аварий :

1. немедленные смертельные случаи и травмы среди работников предприятия и населения;

2. латентные смертельные случаи заболевания настоящих и будущих поколений , в том числе изменения в соматических клетках, приводящие к возникновению онкологических заболеваний, генетические мутации, оказывающие влияние на будущие поколения, влияние на зародыш и плод вследствие облучения матери в период беременности;

3. материальный ущерб и радиоактивное загрязнение земли и экосистем ;

авария радиационный излучение заражение

4. ущерб для общества, связанный с боязнью относительно потенциальной возможности использования ядерного топлива для создания ядерного оружия .

К последствиям серьезных радиационных аварий относится и наличие косвенного риска для здоровья и жизни людей. Косвенный риск возникает при непосредственном осуществлении мер безопасности, эвакуации при аварии. Например: эвакуационные мероприятия, вызванные радиационной аварией, обусловливают возникновение множества косвенных рисков: смертельные случаи вследствие дорожно-транспортных происшествий, увеличение числа сердечных приступов у эвакуируемого населения, психические травмы, вызванные стрессовой ситуацией во время эвакуации, и т.п.

2. Методика оценки радиационной обстановки в чрезвычайных ситуациях. Способы ее оценки. Исходные данные, необходимые для оценки радиационной обстановки в результате ядерного взрыва и аварии на атомной электростанции

Под радиационной обстановкой понимают масштабы и степень радиационного загрязнения местности (воздуха), оказывающее влияние на жизнедеятельность населения и работу хозяйственных объектов. Радиационная обстановка характеризуется двумя основными параметрами: размерами зон загрязнения и уровнями радиации. Оценка радиационной обстановки включает два этапа: влияние и собственно оценку обстановки.

Выявить радиационную обстановку - это значит: определить и нанести на рабочую карту (схему или план) зоны радиационного загрязнения и уровни радиации. Выявление радиационной обстановки может проводиться двумя способами: путем прогнозирования (предсказания) и по данным радиационной разведки. Целью прогнозирования радиационного загрязнения местности является установление с определенной степенью достоверности местоположения и размеров зон радиоактивного загрязнения.

Первый способ оценки обстановки применяется штабами гражданской обороны хозяйственных объектов и вышестоящими штабами. Данные прогнозируемой обстановки используются для:

а) своевременного оповещения населения;

б) заблаговременного принятия мер защиты;

в) своевременной постановки задач на ведение радиационной разведки.

Второй способ применяют командиры невоенизированных формирований, а также штабы гражданской обороны хозяйственных объектов.

Исходные данные для оценки радиационной обстановки добываются под-разделениями разведки, то есть: постами радиационного и химического наблюдения; звеньями или группами радиационной и химической разведки, а также из информации, поступающей от соседних и вышестоящих штабов гражданской обороны.

В случае аварии на атомной электростанции исходными данными для оценки обстановки являются: тип и мощность реактора; время аварии; реальные измерения мощности доз облучения; метеоусловия.

После выявления обстановки производится ее оценка. Под оценкой обстановки понимают решение задач по различным действиям невоенизированных формирований гражданской обороны, производственной деятельности хозяйственных объектов и населения в условиях радиационного загрязнения. Такими задачами могут быть: oпределение дoз oблучения, радиациoнных пoтерь, дoпустимoгo времени пребывания на загрязненнoй местнoсти, дoпустимoгo времени начала рабoт на загрязненнoй местнoсти, выбoр режимoв защиты и дoз oблучения личнoгo сoстава фoрмирoваний гражданскoй oбoрoны при преoдoлении зoн радиoактивнoгo загрязнения.

1. Определение дoз oблучения. Определение возможных доз облучения за время пребывания в зоне загрязнения позволяет оценить степень опасности поражения людей и наметить пути целесообразных действий. С этой целью рассчитанное значение дозы облучения сравнивают с допустимой дозой. Если окажется, что люди получают дозу, превышающую допустимую, то необходимо сократить время пребывания в зоне или начать работы позже. Допустимую дозу облучения для личного состава невоенизированных формирований (Д ДОП) устанавливает начальник гражданской обороны хозяйственного объекта, то есть руководитель предприятия.

Допустимая доза по нормам радиационной безопасности не должна превышать: при однократном облучении (в течение четырех суток) не более 50 Р; при многократном: в течение месяца - 100 Р и года - 300 Р.

Для определения экспозиционной дозы облучения в результате аварии на атомной электростанции необходимы данные об уровне загрязнения местности спустя некоторое время после аварии (Р изм). Затем значение уровня загрязнения местности необходимо выразить через мощность экспозиционной дозы, при условии, что 1 Кu/км 2 эквивалентен 15 мкР/ч. Рассчитывая величину эквивалентной дозы от внешнего облучения, следует иметь в ввиду, что 1 мкР/ч создает дозу облучения, равную 0,05 мЗв/год.

2. Oпределение радиациoнных пoтерь. Радиациoнные пoтеря зависят oт величины пoлученных дoз oблучения (определяются по таблице «Выхoд из стрoя людей в зависимoсти oт величин пoлученнoй дoзы и времени ее набoра») и времени, в течение кoтoрoгo были пoлучены эти дoзы (определяются по таблице «Дoпустимoе время пребывания на местнoсти, зараженнoй радиoактивными веществами (час. мин)»).

3. Oпределение дoпустимoй прoдoлжительнoсти пребывания в зoне заражения. Oпределение дoпустимoй прoдoлжительнoсти пребывания в зoне заражения пo устанoвленнoй дoзе oблучения пoзвoляет oценить целесooбразные действия людей на зараженнoй местнoсти. Дoпустимая прoдoлжительнoсть пребывания на зараженнoй местнoсти зависит oт устанoвленнoй (дoпустимoй) дoзы oблучения, кoэффициента oслабления в местах пребывания (рабoты), урoвня радиации на oткрытoй местнoсти к мoменту начала рабoт и времени, прoшедшегo с мoмента взрыва дo начала рабoт. Для oценки радиациoннoй oбстанoвки неoбхoдимo иметь следующие исхoдные данные:

1) Р1 - урoвень радиации через 1 час пoсле ядернoгo взрыва

2) Тн - время начала пребывания в зoне заражения, ч.

3) Ддoп - дoпустимая (устанoвленная, заданная) дoза oблучения, Р.

Вначале рассчитывают oтнoсительную величину «а». Рассчитав значение «а» и зная время Тн, пo графику oпределения прoдoлжительнoсти пребывания в зoне радиoактивнoгo заражения oпределяют дoпустимую прoдoлжительнoсть пребывания людей на зараженнoй местнoсти.

4. Oпределение дoпустимoгo времени для выпoлнения рабoт в услoвиях заражения местнoсти. Дoпустимoе время начала рабoт (вхoда) на зараженнoй местнoсти зависит oт устанoвленнoй (дoпустимoй) дoзы oблучения, oбъема (прoдoлжительнoсти) рабoт, урoвня радиации на 1 час пoсле взрыва в местах рабoт и кoэффициента oслабления.

5. Выбoр режимoв радиациoннoй защиты. Пoд режимoм защиты рабoчих, служащих и прoизвoдственнoй деятельнoсти oбъекта пoнимается пoрядoк применения средств и спoсoбoв защиты людей, предусматривающий максимальнoе уменьшение вoзмoжных экспoзициoнных дoз излучения и наибoлее целесooбразные их действия в зoне радиoактивнoгo заражения. Режимы защиты для различных урoвней радиации и услoвий прoизвoдственнoй деятельнoсти, пoльзуясь расчетными фoрмулами, oпределяют в мирнoе время, т.е. дo радиoактивнoгo заражения территoрии oбъекта. Oпределение дoпустимoгo времени начала преoдoления зoн (участкoв) радиoактивнoгo заражения прoизвoдится на oснoвании данных радиациoннoй разведки пo урoвням радиации на маршруте движения и заданнoй экспoзициoннoй дoзе излучения.

В настoящее время в системе гражданскoй oбoрoны разрабoтаны и рекoмендуются вoсемь типoвых режимoв радиациoннoй защиты: 1-3 режимы - для нерабoтающегo населения; 4-7 - для персoнала oбъектoв нарoднoгo хoзяйства; 8 - для личнoгo сoстава фoрмирoваний гражданскoй oбoрoны.

Каждый из перечисленных режимoв делится на три этапа: первый этап - время пребывания в защитных сooружениях; втoрoй этап - чередoвание времени пребывания в защитных сooружениях и зданиях; третий этап - чередoвание времени пребывания в зданиях с oграниченным нахoждением на oткрытoй радиoактивнo загрязненнoй местнoсти дo 1-4 ч. в сутки.

Режимы нoмер 3 разрабoтаны для гoрoдскoгo населения, прoживающегo в мнoгoэтажных каменных дoмах с Кoсл=20-30 и испoльзующегo прoтивoрадиациoнные укрытия с Кoсл=200-400. Режимы нoмер 5 разрабoтаны для персoнала, рабoтающегo на oбъектах, размещенных в каменных дoмах с Кoсл=10 и испoльзующегo прoтивoрадиациoнные укрытия с Кoсл=50-100. Перечисленные режимы в oснoвнoм будут применяться при радиoактивнoм загрязнении вследствие применения ядернoгo oружия. Oснoвным режимoм защиты в мирнoе время (при авариях на АЭС) является эвакуация населения из зoн загрязнения.

6. Oпределение дoз oблучения личнoгo сoстава фoрмирoваний гражданскoй oбoрoны при преoдoлении зoн радиoактивнoгo загрязнения. Фoрмирoвания гражданскoй oбoрoны приступают к прoведению аварийнo-спасательных рабoт в oчагах пoражения схoду или пoсле выдвижения к oчагу пoражения. При выдвижении в oчаг пoражения из зoн рассредoтoчения у фoрмирoвания гражданскoй oбoрoны вoзникает неoбхoдимoсть преoдoлевать зoны радиoактивнoгo загрязнения и личный сoстав мoжет пoдвергаться oблучению. Пoэтoму вoзникает неoбхoдимoсть заблагoвременнo прoвoдить расчет вoзмoжных дoз радиоактивного oблучения.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Поражающие факторы ядерного взрыва. Воздушная ударная волна и световое излучение ядерного взрыва. Толщина слоев половинного ослабления. Радиоактивное заражение при ядерных взрывах. Загрязнение местности при разрушении предприятий атомной энергетики.

курсовая работа , добавлен 24.10.2010

Разработка физических принципов осуществления ядерного взрыва. Характеристика ядерного оружия. Устройство атомной бомбы. Поражающие факторы ядерного взрыва: воздушная (ударная) волна, проникающая радиация, световое излучение, радиоактивное заражение.

презентация , добавлен 12.02.2014

Поражающее действие ядерного взрыва, его зависимость от мощности боеприпаса, вида, типа ядерного заряда. Характеристика пяти поражающих факторов (ударная волна, световое излучение, радиоактивное заражение, проникающая радиация и электромагнитный импульс).

реферат , добавлен 11.10.2014

Последовательность событий при ядерном взрыве. Основные поражающие факторы ядерного оружия: ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, радиоактивное заражение, электромагнитный импульс. Способы их воздействия на человека и методы защиты.

реферат , добавлен 27.03.2010

Ядерное оружие и виды ядерных взрывов. Воздействие поражающих факторов на элементы объектов полиграфии. Воздушная ударная волна, излучение, проникающая радиация, заражение местности, электромагнитный импульс. Вторичные поражающие факторы ядерного взрыва.

реферат , добавлен 29.02.2012

Предпосылки создания атомного оружия в США. Применение первого атомного оружия, атомная бомбардировка Японии. Поражающие факторы ядерного взрыва: ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, радиоактивное заражение, электромагнитный импульс.

реферат , добавлен 28.05.2010

Очаг поражения и важнейшие поражающие факторы. Определение дозы излучения и уровня радиации. Допустимая продолжительность спасательных работ после аварии на атомной электростанции. Определение зоны химического заражения и разрушений ударной волной.

контрольная работа , добавлен 15.01.2009

Краткая характеристика ядерного оружия, его воздействие на объекты и человека. Поражающие факторы ядерного взрыва: световое излучение, проникающая радиация. Четыре степени лучевой болезни. Правила поведения и действия населения в очаге ядерного поражения.

реферат , добавлен 15.11.2015

Обычные средства поражения. Поражающие факторы ядерного взрыва. Химическое, биологическое, геофизическое оружие. Использование болезнетворных свойств микробов и токсичных продуктов их жизнедеятельности. Виды оружия на новых физических принципах.

презентация , добавлен 24.04.2014

Способность ядерного взрыва мгновенно уничтожить или вывести из строя незащищенных людей, открыто стоящую технику, сооружения и различные материальные средства. Основные поражающие факторы ядерного взрыва. Средства и методы защиты от ядерного взрыва.

В результате аварии на РОО наибольшую опасность для населения представляет радиоактивный выброс. В результате выброса возможно облучение людей и животных, а также радиоактивное загрязнение местности.

В связи с этим основными поражающими факторами при радиационных авариях являются:

* воздействие внешнего облучения (бета-, гамма-, рентгеновское, нейтронное излучение и др.);
* внутреннее облучение от попавших в организм человека радионуклидов (к перечисленным присоединяется альфа-излучение);
* сочетанное воздействие как за счет внешних источников излучения, так и за счет внутреннего облучения;
* комбинированное воздействие как радиационных, так и нерадиационных факторов (механическая или термическая травма, химический ожог и др.)

Пути поступления радиоактивных веществ в организм:

* ингаляционный путь;
* алиментарный;
* через поврежденную кожу;
* через слизистые.

На сформированном радиоактивном следе основным источником радиационного воздействия является внешнее облучение. Ингаляционное поступление радионуклидов практически исключено, если своевременно приняты меры защиты органов дыхания. Поступление радиоактивных веществ внутрь организма возможно в основном с продуктами питания и водой.

Основными нуклидами, формирующими внутреннее облучение в первые дни после аварии, являются радиоактивные изотопы йода, которые аккумулируются щитовидной железой. Наибольшая концентрация радиоактивного йода отмечается в молоке.

С учетом удаления времени от момента аварии практически остается 2 пути поступления радиоактивных веществ в организм: алиментарный и ингаляционный. Токсичность радиоактивных веществ при ингаляционном поступлении в 2-3 раза выше, чем при алиментарном пути поступления, так как путь поступления - слизистая оболочка верхних дыхательных путей находится вблизи лимфоидной ткани. По прошествии 2-3 месяцев после аварии основным источником внутреннего облучения становятся радиоактивные цезий, стронций и плутоний, попадание которых внутрь возможно с продуктами питания.

Метаболизм радиоактивных веществ в организме:

1 стадия - образование первичного депо (в слизистой ЖКТ, ВДП);
2 стадия - всасывание в кровь;
3 стадия - инкорпорация в критических органах в зависимости от тропности вещества к тканям организма;
4 стадия - выведение (80 % всех поступивших в организм). Радиоактивные вещества выводятся почками (90 % изотопов), на втором месте стоит ЖКТ, на третьем - кожа, потовые железы.

По характеру распределения в организме человека радиоактивные вещества можно условно разделить на 4 группы:

1. локализуются преимущественно в скелете (кальций, стронций, радий, плутоний);
2. концентрируются в печени (церий, лантан, плутоний и др.);
5. равномерно распределяются по органам и системам (тритий, углерод, инертные газы, цезий и др.);
6. радиоактивный йод избирательно накапливается в щитовидной железе.

Медицинская характеристика. Ранние эффекты облучения - острая лучевая болезнь, местные лучевые поражения (лучевые ожоги кожи и слизистых) - наиболее вероятны у людей, находящихся вблизи аварийного объекта. Не исключается возможность комбинированных поражений данной группы населения вследствие сопутствующих аварии пожаров, взрывов. Острое или хроническое облучение населения в малых дозах (менее 0,5 Зв.) может привести к отдаленным эффектам облучения. К ним относятся: катаракта, преждевременное старение, злокачественные опухоли, генетические дефекты.

Вероятность возникновения онкологических и генетических последствий существует даже при малых дозах облучения. Эти эффекты называются стохастическими (вероятными, случайными). Тяжесть стохастических эффектов не зависит от дозы, с ростом дозы увеличивается лишь вероятность их возникновения. Вредные эффекты, для которых существует пороговая доза и степень тяжести, нарастают с ее увеличением и называются нестохастическими (лучевая катаракта, нарушение детородной функции и др.).

Особое положение занимают последствия облучения плода (тератогенные эффекты). Особо чувствителен плод к облучению на 4-12-й неделях беременности.

Исходя из вышеизложенного, основные усилия для предупреждения патогенного воздействия радиоактивных веществ, необходимо направить на предотвращение попадания их в организм, уменьшения степени воздействия на организм попавших внутрь РВ и скорейшему их выведению из организма.

С этой целью необходимо организовать применение средств индивидуальной защиты и средств медицинской защиты всеми находящимися в очаге, а также проведение эвакуации согласно «Концепции по защите населения при авариях на АЭС».

Министерство Здравсоцразвития РФ

Санкт-Петербургский Государственный Медицинский Университет им. Академика И.П.Павлова

Кафедра военной и экстремальной медицины

начальник кафедры к.м.н. полковник МС Г.И.Зайцев

«Поражающие факторы радиационных аварий»

Студент 519 группы

Стеканов П.А.

Преподаватель:

Майор МС Бутов А.Ю.

Санкт-Петербург 2006

Согласно определению НРБ-99 (Нормы радиационной безопасности-99 - действующие в России санитарные нормы , регламентирующие допустимые уровни воздействия ионизирующего излучения и другие требования по ограничению облучения человека, относится к государственным санитарно-эпидемиологическим правилам и нормам):

Радиационная авария -″потеря управления источником ионизирующего излучения, вызванная неисправностью оборудования, неправильными действиями работников (персонала), стихийными бедствиями или иными причинами, которые могли привести или привели к облучению людей выше установленных норм или радиоактивному загрязнению окружающей среды″.

Поражающие факторы радиационной аварии - физические процессы и явления, которые возникают при ядерной аварии и определяют её поражающее воздействие. Характер, степень и продолжительность воздействия поражающих факторов зависят от вида аварии, мощности ядерного заряда, вида взрыва, расстояния от его эпицентра, степени защиты объектов, метеорологических условий и характера местности.

Главной опасностью аварий на РОО был и будет выброс в окружающую природную среду РВ, сопровождающийся тяжелыми последствиями. Радиационная авария присуща не только АЭС, но и всем предприятиям ядерного топливного цикла, а также предприятиям, использующим радиоактивные вещества. К таким предприятиям можно отнести предприятия, добывающие урановую или ториевую руду; заводы по переработке руды; обогатительные заводы, заводы по изготовлению ядерного топлива; хранилища РВ и многие другие. Радиационные аварии на РОО могут возникнуть в процессе испытаний, хранения, транспортировки ядерного оружия.

1. Ударная волна (сейсмическая) образуется только при ядерном взрыве реактора, при тепловом взрыве ее действие на окружающую среду незначительно

2. Световое излучение.

3. Электромагнитный импульс

4. Проникающая радиация, может оказать воздействие, в основном, на работающую смену персонала.

5. Радиоактивное заражение местности в результате выбросов продуктовраспада в атмосферу во всех случаях будет значительным и на больших площадях.

В отличии от этого при классическом же ядерном взрыве в зависимости от мощности заряда и условий взрыва энергия взрыва распределяется следующим образом:

Ударная волна - 40-60 %

Световое излучение - 30-50 %

Проникающая радиация - 5 %

Радиоактивное заражение - 5-10 %

Электромагнитный импульс – доли %

т.е. кроме радиационного заражения достаточно велик удельный вес других поражающих факторов.

Специалисты выделяют следующие потенциальные последствия радиационных аварий:

1.немедленные смертельные случаи и травмы среди работников предприятия и населения;

2.латентные смертельные случаи заболевания настоящих и будущих поколений, в том числе изменения в соматических клетках, приводящие к возникновению онкологических заболеваний, генетические мутации, оказывающие влияние на будущие поколения, влияние на зародыш и плод вследствие облучения матери в период беременности;

3.материальный ущерб и радиоактивное загрязнение земли и экосистем;

4.ущерб для общества, связанный с боязнью относительно потенциальной возможности использования ядерного топлива для создания ядерного оружия.

Ударная волна

Ударная волна – это область резкого сжатия среды, которая в виде сферического слоя распространяется во все стороны от места взрыва со сверхзвуковой скоростью. В зависимости от среды распространения различают ударную волну в воздухе, в воде или грунте (сейсмовзрывные волны).

Ударная волна в воздухе образуется за счет колоссальной энергии, выделяемой в зоне реакции, где исключительно высокая температура, а давление достигает миллиарды атмосфер.

Раскаленные пары и газы, стремясь расшириться, производят резкий удар по окружающим слоям воздуха, сжимают их до большого давления и плотности и нагревают до высокой температуры. Эти слои воздуха приводят в движение последующие слои. И так сжатие и перемещение воздуха происходит от одного слоя к другому во все стороны от центра взрыва, образуя воздушную ударную волну.

Расширение раскаленных газов происходит в, сравнительно, малых объемах, поэтому их действие на более заметных удалениях от центра ядерного взрыва исчезает и основным носителем действия взрыва становится воздушная ударная волна.

Вблизи центра взрыва скорость распространения ударной волны в несколько раз превышает скорость звука в воздухе. С увеличением расстояния от места взрыва скорость распространения ударной волны быстро падает и ослабевает. На больших удалениях ударная волна переходит обычную акустическую волну, и скорость ее распространения приближается к скорости звука в окружающей среде, т.е. 330 м/сек.

Воздушная ударная волна при ядерном взрыве средней мощности проходит, примерно, 1000 м за 1,4 сек., 2000 м. за 4 сек., 3000 м, за 7 сек.

Отсюда следует вывод, что человек увидев вспышку ядерного взрыва, за время до прихода ударной волны, может занять ближайшее укрытие, и тем самым уменьшить вероятность поражения ударной волной. Основными параметрами ударной волны, определяющими ее поражающее действие, являются:

Избыточное давление во фронте волны (разность между максимальным давлением во фронте ударной волны и нормальным атмосферным давлением перед этим фронтом);

Скоростной напор воздуха (динамическая нагрузка, создаваемая потоком воздуха движущимся в волне);

Время действия избыточного давления (продолжительность фазы сжатия)

При воздушной ударной волне передняя граница сжатого воздуха характеризуется резким увеличением давления и образует фронт ударной волны Р ф. Кроме того, ударная волна характеризуется давлением скоростного напора Р ск, временем действия максимального избыточного давления  + - фаза сжатия и временем действия пониженного давления  – - фаза разрежения (рис. 1). Р ф и Р ск измеряются в кг. с/см 2 (внесистемная единица) или паскалях (по системе СИ). 1 кгс/см 2  100 кПа.

В зависимости от мощности q и расстояния до точки взрыва R избыточное давление , в кПа, во фронте ударной волны для наземного взрыва определяется по эмпирической формуле

где q ув = 0,5q ; q - тротиловый эквивалент мощности взрыва, кг; R - расстояние до центра взрыва, м.

Избыточное давление во фронте ударной волны  Р ф оказывает на объект ударное действие, и объект испытывает повышенное давление со всех сторон, если его геометрические размеры меньше длины фазы сжатия. Если это давление выше критических величин, то объект получает различные повреждения, вплоть до разрушения. Степень разрушения зданий, сооружений также определяется величиной скоростного напора Р ск, т. е. торможения масс воздуха, следующих за фронтом ударной волны. В результате создается динамическая нагрузка, т. е. скоростной напор.

Давление скоростного напора

Из формулы следует, что давление скоростного напора Р ск меньше величины избыточного давления во фронте ударной волны  Р ф и всегда положительно.

Фаза сжатия - это отрезок времени, когда избыточное давление во фронте ударной волны и давление скоростного напора имеют наибольшие значения. Фаза сжатия зависит от мощности взрыва q .

По окончании действия фазы сжатия  + объект попадает в фазу разрежения   , в которой давление, оказываемое на объект, существенно уменьшается, а поэтому и разрушения в этой фазе существенно меньше, чем в фазе сжатия. При практических расчетах давление в фазе сжатия не учитывается.

Энергия распределяется по всему пройденному расстоянию, поэтому сила воздействия ударной волны уменьшается пропорционально кубическому корню расстояния от эпицентра

В случае возникновения ударной волны люди, здания, сооружения могут находиться под прямым или косвенным воздействием ударной волны. Прямое воздействие ударной волны на человека носит травматический характер, а при воздействии на здания, сооружения - разрушительный характер.

Прямое воздействие ударной волны на человека приводит к травматическим последствиям, тяжесть которых зависит от величины давления во фронте ударной волны. Все травмы подразделяются по степени тяжести на легкие, средние, тяжелые и крайне тяжелые. Открыто расположенные люди получают легкие травмы при избыточном давлении во фронте ударной волны 20–40 кПа. В этом случае человек может получить незначительные повреждения: ушибы, вывихи конечностей, временное повреждение слуха, легкие контузии.

Средние травмы человек получает при давлении 40–60 кПа, которые характеризуются серьезными контузиями, повреждениями слуха, кровотечением из носа и ушей, вывихами, переломами конечностей.

Тяжелые травмы наступают при давлении 60–100 кПа и характеризуются тяжелыми контузиями, значительными переломами конечностей, сильным кровотечением из носа и ушей.

Крайне тяжелые травмы человек получает при избыточном давлении более 100 кПа и такие травмы, как правило, оканчиваются летальным исходом.

Прямое воздействие избыточного давления во фронте ударной волны и скоростной напор на здания, сооружения и т. д. приводит к их частичному или полному разрушению. Разрушения зданий, сооружений в зависимости от величины давления могут быть слабыми, средними, сильными и полными.

Косвенное воздействие ударной волны происходит за счет действия на людей, здания, сооружения и другие объекты обломков (зданий, сооружений, падающих деревьев и др.), появляющихся в результате действия прямой ударной волны.

Для уменьшения поражающего действия ударной волны необходимо выполнять требования строительных норм и при строительстве не допускать отклонений от проекта в сторону ухудшения прочностных характеристик для удешевления строительства.

Под воздействием ударной волны создаются очаги поражения, разрушения, размеры которых зависят от мощности и вида взрыва, рельефа местности.

Граница очага поражения на равнинной местности условно ограничивается радиусом с избыточным давлением во фронте ударной волны 10 кПа (0,1 кгс/см).

Очаги поражения делятся на зоны полных, сильных, средних и слабых разрушений (рис. 2).

Зона полных разрушений на внешней границе имеет избыточное давление во фронте ударной волны 50 кПа. Зона сильных разрушений на внутренней и внешней границах имеет избыточное давление во фронте ударной волны 50 и 30 кПа соответственно. Зона средних разрушений лежит между 30 и 20 кПа, и на внешней границе зоны слабых разрушений избыточное давление во фронте ударной волны 10 кПа.

Ударная волна в воде при подводном ядерном взрыве качественно напоминает ударную волну в воздухе. Однако подводная ударная волна отличается от воздушной ударной волны своими параметрами. На одних и тех же расстояниях давление во фронте ударной волны в воде гораздо больше, чем в воздухе, а время действия меньше. Например, максимальное избыточное давление на расстоянии 900 м от центра ядерного взрыва мощностью 100 кт. в глубоком водоеме составляет 19000 кПа, а при взрыве в воздушной среде около 100 кПа.

Световое излучение

Световое излучение представляет собой электромагнитное излучение в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной частях спектра. Источником светового излучения является светящаяся область, состоящая из нагретых до высоких температур конструкционных материалов и воздуха. Максимальная температура поверхности светящейся области составляет обычно 5700-7700 °С. Когда температура снижается до 1700 °C, свечение прекращается. При этом интенсивность излучения может превышать 1000 Вт/см² (для сравнения - максимальная интенсивность солнечного света 0.14 Вт/см²).

Время действия светового излучения и размеры светящейся области зависит от мощности ядерного взрыва. С ее увеличением они возрастают. По длительности свечения можно ориентировочно судить о мощности ядерного взрыва.

Время действия светового излучения наземных и воздушных взрывов мощностью 1 тыс.т. составляет 1 сек., 10 тыс.т. – 2,2 сек., 100 тыс.т. – 4,6 сек.

Поражающее действие светового излучения объясняется поглощением лучистой энергии телом, что приводит к его нагреву, и характеризуется световым импульсом , под которым понимают отношение световой энергии за все время действия светового излучения к площади освещенной поверхности, расположенной перпендикулярно распространению световых лучей. За единицу светового импульса в системе СИ принят джоуль на квадратный метр (Дж/м 2). Внесистемная единица – калория на 1 см.кв. 1 кал/см.кв. 4,2х10 4 Дж/м 2 .

Световой импульс зависит от вида и мощности взрыва Q (q ), в кт, расстояния до центра взрыва R , в км, и коэффициента ослабления светового излучения средой распространения k , 1/км. (отражает состояние атмосферы)

Величина светового импульса

При расчетах устойчивости k = 0,1, т.е. берутся наихудшие условия, когда поглощение светового излучения средой минимально.

Световое излучение, действуя на незащищенных людей, вызывает ожоги открытых участков тела и вызывает поражение глаз.

Ожоги, в зависимости от величины светового импульса, могут быть трех степеней:

1 - световое излучение вызывает некоторые болезненные ощущения, гиперемию и отёк кожи, может иметь место некоторое повышение температуры тела (И =100–200 кДж/м 2);

2 - на коже человека могут возникнуть тонкостенные пузыри с серозным содержимым, сильные болезненные ощущения, повышение температуры тела (И = 200-400 кДж/м 2);

3 - имеет место некроз кожи, появляются язвы на коже человека, сильные болезненные ощущения, значительное повышение температуры тела (И = 400–600 кДж/м 2).

4 -некроз кожи и подлежащих тканей.

Тяжесть поражения от воздействия светового излучения зависит не только от степени глубины ожога, но и от размеров пораженных участков, их локализации, вплоть до развития ожоговой болезни.

Кроме ожогов кожи, световое излучение вызывает поражение глаз:

Временное ослепление после взгляда на светящуюся область - длится в течение нескольких минут. Особенно действен световой импульс в ночное время суток;

Ожоги глазного дна возникают в результате прямого взгляда на светящуюся область;

Ожоги роговицы и век глаз возникают при тех же условиях, что и ожоги незащищенных участков кожи.

Следует учитывать, что роговица и веки глаз имеют не такую грубую структуру как кожный покров, поэтому и величины светового импульса, вызывающего поражения, будут меньше.

При защищенных глазах временное ослепление и ожоги глазного дна сводятся к минимуму.

Для защиты людей от светового излучения можно использовать любую тень, укрытие, жалюзи, шторы на окнах и т. д.

Результатом действия светового излучения может быть воспламенение и возгорание предметов, оплавление, обугливание, большие температурные напряжения в материалах

Тепловое воздействие светового излучения может вызвать повреждения линий связи, деформацию металлоконструкций, возгорание деревянных сооружений, что может привести к возникновению пожаров в населенных пунктах, лесах. Вероятность возникновения пожаров зависит от мощности и длительности светового импульса, огнестойкости материалов, плотности и характера городской застройки.

При небольшой мощности взрыва время действия светового импульса τ си незначительно и промежуток времени между приходом светового импульса и ударной волной мал, а поэтому еще не успеет произойти возгорания, как приходящая ударная волна успеет погасить очаг возгорания. При больших мощностях взрыва время действия светового импульса τ си увеличивается, и приходящая ударная волна усиливает процесс воспламенения, так как процесс возгорания уже установился (ударная волна отстает от светового излучения).

Для защиты от подобного воздействия светового излучения необходимо принимать меры обычной пожарной безопасности.

Электромагнитный импульс

При ядерных взрывах в атмосфере возникают мощные электромагнитные поля с волнами от 1 до 1000 м и более. В силу кратковременности существования таких полей их принято называть электромагнитным импульсом. Хотя оно и не оказывает никакого прямого влияния на человека, воздействие ЭМИ повреждает электронную аппаратуру: поражающее действие обусловлено возникновением электрических напряжений и токов в проводах, кабелях воздушных и подземных линий связи, сигнализации электропередач, антеннах радиостанций, это приводит к пробоям изоляции и выходу из строя электроприборов - полупроводниковые приборы, различные электронные блоки, трансформаторные подстанции и т. д. В отличие от полупроводников, электронные лампы не подвержены воздействию сильной радиации и электромагнитных полей. Помимо этого большое количество ионов, возникшее после взрыва, препятствует распространению радиоволн и работе радиолокационных станций.

Сила ЭМИ меняется в зависимости от высоты взрыва: в диапазоне 4-30 км он относительно слаб, сильнее при взрыве ниже 4 км, и особенно силён при высоте подрыва более 30 км.

Одновременно с ЭМИ возникают радиоволны, распространяющиеся на большие расстояния.

Проникающая радиация

Проникающей радиацией ядерного взрыва называют поток гамма-излучения и нейтронов испускаемых из зоны и облака ядерного взрыва. Источниками проникающей радиации являются ядерные реакции протекающие в эпицентре в момент взрыва и радиоактивный распад осколков (продуктов) деления в облаке взрыва.

Время действия проникающей радиации на наземные объекты составляет 15-25 сек. и определяется временем подъема облака взрыва на такую высоту (2-3 км.), при которой гамма-нейтронное излучение, поглощаясь толщей воздуха, практически, не достигает поверхности земли. Радиус поражения проникающей радиации при взрывах в атмосфере меньше, чем радиусы поражения от светового излучения и ударной волны, поскольку она сильно поглощается атмосферой. Проникающая радиация поражает людей только на расстоянии 2-3 км от места взрыва, даже для больших по мощности зарядов.

Поражающее действие проникающей радиации уменьшается:

По мере удаления от эпицентра ядерного взрыва

За преградами из материалов, поглощающих и рассеивающих гамма-излучение и нейтроны.

Проникающая радиация может вызывать обратимые и необратимые изменения в материалах, электронных, оптических и других приборах за счет нарушения кристаллической решетки вещества и других физико-химических процессов под воздействием ионизирующих излучений.

Поражение человека будет рассмотрено ниже.

Защитой от проникающей радиации служат различные материалы, ослабляющие гамма-излучение и поток нейтронов. Ее уровень снижается в 10 раз после прохождения 11 см стали, либо 35 см бетона, либо 50 см грунта/кирпичной кладки, либо 1 м древесины.

Радиоактивное заражение

Радиоактивное загрязнение местности возникает в результате выпадения РВ на поверхность земли из радиоактивного облака вместе с осадками. Радиоактивные облака возникают в результате ядерных взрывов, разрушения ядерных реакторов, АЭС и т. д.

Местность в экстремальных ситуациях считается загрязненной, если уровень радиоактивного излучения на высоте 70 см от поверхности земли не меньше 0,5 Р/ч.

Источниками радиоактивного загрязнения местности (РЗМ) являются:

продукты деления ядерного горючего (урана, плутония). В этом случае имеют место - и -излучения;

не разделившаяся часть горючего при ядерном взрыве, так как в реакции деления взрывного характера принимает участие примерно 20 % горючего. Оставшаяся часть горючего загрязняет территорию и является источником -излучений;

наведенная активность в почве. Под воздействием нейтронного потока в грунте образуется ряд радиоактивных изотопов: алюминий-28, натрий-24, магний-24, которые при своем распаде выделяют - и -излучения.

Рассмотрим образование РЗМ в случае аварии, разрушения АЭС, ядерных реакторов.

Ядерные реакторы и АЭС являются потенциально опасными для окружающей среды, а поэтому при проектировании таких объектов предусматривается решение вопросов безопасности обслуживающего персонала и населения. Особенностью аварии на АЭС, ядерных реакторах является то, что процесс деления ядерного топлива, используемого в ядерных реакторах, продолжается длительное время. Поэтому в случае разрушения реактора в атмосферу могут длительное время поступать РВ. Подъем РВ осуществляется на незначительную высоту (800–1000 м), что объясняется небольшой мощностью теплового взрыва ядерного реактора (порядка 0,04 кт). На этой высоте и в течение длительного времени ветер меняет свое направление много раз, а поэтому ярко выраженного, как при ядерном взрыве, следа радиоактивного облака нет. РВ соединяется с дождевыми облаками и перемещается вместе с ними. Из дождевых облаков РВ выпадают вместе с осадками. В результате этого загрязненные территории могут быть значительными по своим размерам и находиться на очень больших расстояниях от места аварии, как это было в результате аварии на Чернобыльской АЭС.

Связь между дозой облучения за время до полного распада Д и уровнем радиации P (t ) зар за время заражения t зар выражается соотношением

Д  = 5 P (t ) зар t зар.

В идеальном случае на равнинной местности при равномерном ветре одного направления радиоактивный след имеет форму эллипса и условно делится на зоны загрязнения, границы которых характеризуются дозой излучения, полученной человеком за время от момента образования следа до полного радиоактивного распада вещества Д или уровнем радиации на 1 ч после аварии (рис. 4).

Рис. 4. Распределение уровней радиации по следу радиоактивного облака 1,2 - след и ось облака, 3,4- уровни радиации вдоль и на ширине следа

При аварии, разрушении АЭС, ядерных реакторов загрязненная территория по уровням радиации делится на 5 зон:

М - зона слабого РЗМ с уровнем радиации на 1 ч после аварии Р 1 = 0,025–0,1 Р/ч;

А - зона умеренного загрязнения с уровнями радиации на границах зоны Р 1 = 0,1–1,0 Р/ч;

Б - зона среднего загрязнения с уровнями радиации на границах зоны Р 1 = 1,0–3,0 Р/ч;

В - зона опасного загрязнения с уровнями радиации на границах зоны Р 1 = 3,0–10,0 Р/ч;

Г - зона чрезмерно опасного загрязнения с уровнями радиации на внешней границе зоны Р 1 = 10,0 Р/ч.

С течением времени из-за естественного распада РВ уровни радиации на следе радиоактивного облака уменьшаются по экспоненциальному закону:

где P 0 - уровень радиации в момент времени t 0 после аварии на АЭС, ядерных реакторах и т. д.; P (t ) - уровень радиации в момент времени t , т. е. времени измерения уровня радиации или времени начала работ в зоне РЗМ; n - показатель степени, характеризующий величину спада уровня радиации и зависящий от изотопного состава радионуклидов и продолжительности их жизни. Так при ядерном взрыве n = 1,2, а при аварии, разрушении АЭС, ядерных реакторов n = 0,4–0,5 (рис. 5).

Рис. 5. Изменение уровня радиации во времени

Для ядерного взрыва уровень радиации через 7 ч после взрыва уменьшается в 10 раз, через 2 суток - в 100 раз и через 7 недель - в 1000 раз. Уменьшение же уровня радиации в результате аварии на АЭС, ядерных реакторах происходит существенно медленнее.

Оценка дозы облучения . Зная уровень радиоактивного загрязнения местности P (t ), т. е. уровень радиации на момент времени измерения или начала работ на загрязненной территории, можно определить дозу облучения Д обл, которую получит человек за интервал времени от начала облучения (время начала работ в зоне, время входа в зону) до конца облучения (время выхода из зоны, время конца работы в зоне).

Для определения дозы облучения можно воспользоваться выражением

После интегрирования

К поражающим факторам радиационных аварий на ядерных энергетических установках с выбросом РВ, формирующих медико-санитарные последствия, относятся:

Воздействие ионизирующего излучения;

Воздействие механического и термического факторов при взрывах и пожарах на ядерных энергетических установках;

Воздействие психоэмоционального фактора.

К основным типам ионизирующего излучения относятся a-, b-, g- и нейтронное излучения.

g-излучение не является самостоятельным типом радиоактивности. Обычно все типы радиоактивности сопровождаются испусканием g-излучения – жесткого, коротковолнового электромагнитного излучения. g-излучение является основной формой уменьшения энергии возбужденных продуктов радиоактивных превращений, в том числе и при ядерных реакциях. Оно сопровождает процессы a- и b-распадов и не вызывает изменения заряда и массового числа ядер. g-излучение испускается дочерним ядром, которое в момент своего образования становится возбужденным.

Излучения разных видов оказывают неодинаковое воздействие на организм человека, что объясняется разной их ионизирующей способностью (ионизация – превращение атомов и молекул облучаемой среды в положительно и отрицательно заряженные частицы – ионы).

Так, a-излучения, представляющие собой тяжелые (ядра гелия), имеющие заряд частицы, обладают наибольшей ионизирующей способностью. Но их энергия вследствие ионизации быстро уменьшается. Поэтому a-излучения не способны проникнуть через наружный (роговой) слой кожи и не представляют опасности для человека до тех пор, пока вещества, испускающие a-частицы не попадут внутрь организма.

b-частицы (отрицательно или положительно заряженные электроны или положительно заряженные позитроны с непрерывным энергетическим спектром) на пути своего движения реже сталкиваются с нейтральными молекулами, поэтому их ионизирующая способность меньше, чем у a-излучения. Потеря же энергии при этом происходит медленнее и проникающая способность в тканях организма больше (1-2 см). b-излучения опасны для человека, особенно при попадании РВ на кожу или внутрь организма.

Главная » Административное право » Что является поражающим фактором радиационной аварии. Радиационная авария