Общие сведения о радиационно (ядерно) опасных объектах, системах безопасности. Характеристика аварий на радиационных опасных объектах, воздействие на жизнь и здоровье человека и окружающую среду
Сущность и основные понятия радиационной безопасности
радиационная безопасность населения - состояние защищенности от вредного для здоровья воздействия, ионизирующего излучения;
естественный радиационный фон - доза излучения, создаваемая космическим излучением и излучением природных радионуклидов, естественно распределенных в элементах биосферы, пищевых продуктах и организме человека;
техногенно измененный радиационный фон - естественный радиационный фон, измененный в результате деятельности человека;
санитарно-защитная зона - территория вокруг источника ионизирующего излучения, на которой уровень облучения людей в условиях нормальной эксплуатации данного источника может превысить установленный предел дозы облучения для населения. В санитарно-защитной зоне запрещается постоянное и временное проживание лицей, вводится режим ограничения хозяйственной деятельности и проводится радиационный контроль;
зона наблюдения - территория за пределами санитарно-защитной зоны, на которой проводится радиационный контроль;
радиационная авария - потеря управления источником ионизирующего излучения, вызванная неисправностью оборудования, неправильными действиями персонала, стихийными бедствиями или иными причинами, которые могли привести к облучению людей выше установленных норм или к радиоактивному загрязнению окружающей среды.
Основным показателем степени потенциальной опасности таких объектов, при прочих равных условиях, является общее количество радиоактивных веществ, находящихся на каждом из них.
Под ядерно-опасными объектами понимаются объекты, имеющие значительные количества ядерных делящихся материалов (ЯДМ) в различных физических состояниях и формах.
К ядерно-опасным объектам, относятся: объекты ядерного топливного цикла - атомные станции различного назначения, предприятия по регенерации отработанного топлива и временному хранению радиоактивных отходов; научно-исследовательские организации, имеющие исследовательские реакторы или ускорители частиц; морские суда с ядерными энергетическими установками, а также хранилища ядерных боеприпасов и полигоны, где проводятся испытания ядерных зарядов.
Из перечисленных объектов наибольшим количеством радиоактивности обладают работающие ядерные реакторы. Чем больше мощность реактора, тем большее количество продуктов деления накапливается в нем.
К радиационно-опасным объектам , относятся предприятия, использующие радиоактивные вещества в небольших количествах и изделия на их основе, в том числе, не представляющие ядерной опасности.
Атомные станции как объекты повышенной радиационной опасности . Атомная энергетика России дает в целом около 11% электроэнергии от ее общего производства. Она включает 9 атомных станций с 29 реакторами.
В процессе работы атомных станций, по мере «выгорания» тепловыделяющих элементов (твэлов), в реакторах накапливается большое количество радиоактивных продуктов деления с различными периодами полураспада: от короткоживущих - несколько часов или суток (аргон-41, йод-131), до долгоживущих - тысячи и миллионы лет (плутоний-239, уран-235).
Радиоактивные продукты распада, содержащиеся в активной зоне реактора, являются основными источниками ионизирующих излучений. Вне активной зоны реактора источниками излучения на АС являются главным образом трубопроводы и оборудование контура теплоносителя.
Для обеспечения надежной работы АС и радиационной безопасности персонала и населения проектами предусматриваются соответствующие системы безопасности.
Под системами безопасности АС в общем случае понимают системы, предназначенные для предупреждения аварий и ограничения их последствий. Различают защитные, локализующие, управляющие и обеспечивающие системы безопасности.
Защитные системы безопасности предназначены для предотвращения (ограничения) повреждений ядерного топлива, оболочек тепловыделяющих элементов, контура теплоносителя и аварий, вызванных нарушением контроля и управления цепной ядерной реакцией деления, а также нарушений теплоотвода из реактора.
Локализующие системы безопасности предназначены для предотвращения или ограничения распространения выделяющихся при авариях радиоактивных веществ внутри станций и выхода их в окружающую среду.
Управляющие системы безопасности предназначены для автоматического включения защитных и локализующих систем безопасности, контроля и управления ими в процессе выполнения.
Обеспечивающие системы служат для снабжения всех систем безопасности энергией и создания необходимых условий для их функционирования. Важнейшими представителями систем безопасности являются дизель-генераторы, которые автоматически запускаются при обесточивании АС в аварийной ситуации.
По техническим причинам возникновения, аварии подразделяются на проектные и запроектные. Авария, исходная причина которой устанавливается действующей нормативно-технической документацией, а обеспечение безопасности при этом предусмотрено проектом АС, называется проектной.
Запроектной называют аварию, развитие которой отклоняется от протекания возможных проектных аварий и обеспечение безопасности при которой не предусмотрено проектом. Их локализация осуществляется проведением различных организационных и инженерно-технических мероприятий, не связанных с системами безопасности на АС.
Таблица I
Международная шкала оценки событий на атомных станциях
Аварии на радиционно (ядерно) опасных объектах и радиоактивное загрязнение окружающей среды
Общие сведения о радиоактивности и радиоактивном загрязнении окружающей среды
Под радиоактивностью понимается самопроизвольное превращение неустойчивых атомных ядер радиоактивных веществ в ядра других радиоактивных веществ, сопровождаемое ионизирующим излучением.
Под радиоактивными веществами понимаются вещества, содержащие изотопы (атомы одного и того же элемента, имеющие разное количество протонов и нейтронов, способных к самопроизвольному распаду).
Радиоактивность, наблюдающаяся у ядер элементов в природных условиях, называется естественной, а у изотопов, полученных в результате ядерных реакций, - искусственной.
Явление радиоактивности используется в экономике, атомной энергетике, медицине, военной сфере. В условиях «мирного атома» осуществляется управляемая реакция деления ядер атомов, с помощью которой достигается нужный результат.
В военной сфере (ядерное оружие) создаются условия неуправляемой цепной реакции с выходом значительного количества энергии различного характера в минимальное время (ядерный взрыв).
Под радиоактивным загрязнением окружающей среды понимается наличие в элементах биосферы радиоактивных веществ, ионизирующее излучение которых создает радиационный фон, превышающий нормы радиационной безопасности населения.
Радиоактивное загрязнение окружающей среды различной степени может происходить при авариях на радиационно (ядерно) опасных объектах, в условиях проведения актов ядерного терроризма, а также в военное время при применении ядерного оружия.
Ионизирующие излучения - квантовые (электромагнитные) или корпускулярные (поток элементарных частиц) излучения, под воздействием которых в среде из нейтральных атомов и молекул образуются положительно или отрицательно заряженные частицы - ионы.
При искусственно вызванном распаде ядер вещества (ядерный взрыв, работа ядерного реактора или ускорителя электронных частиц и т.д.) имеет место также нейтронное излучение.
Число пар ионов, создаваемых ионизирующими излучениями в данной среде, отнесенное к единице расстояния, характеризует ее удельную ионизацию, а расстояние, пройденное от места их образования до места потери частицей избыточной энергии, - длину ее пробега. Эти характеристики зависят от энергии частиц, их размеров, скорости, а также от среды (вещества), в которой они перемещаются.
Виды ионизирующих излучений. Радиоактивные вещества в ходе их распада испускают альфа-, бета-частицы, гамма-излучения и нейтроны.
Альфа-частицы - это тяжелые, положительно заряженные ядра гелия, обладающие высокой ионизирующей, но крайне слабой проникающей способностью. Длина их пробега в воздухе составляет 2,5 см, а в биологической ткани - 31 мкм.
Бета-частицы - электроны, имеющие меньшую, чем у альфа- частиц, ионизирующую, но большую проникающую способность. Длина их пробега в воздухе более 15 см. Вместе с тем они в значительной степени задерживаются одеждой, обувью и кожным эпителием человека.
Гамма- и рентгеновское излучение - электромагнитные излучения высокой энергии и сравнительно слабой ионизирующей способности. Они могут проходить сотни метров в воздухе, проникать через преграды из вещества с большой плотностью, в том числе и через тело человека.
Нейтронное излучение - поток электрически нейтральных частиц - нейтронов, способных вследствие этого беспрепятственно проникать в глубь атомов облучаемого вещества. Достигая ядер атомов, нейтроны либо поглощаются ими, либо рассеиваются на них, теряя значительную часть энергии и скорость. Особенно большое количество энергии (до 50%) нейтроны теряют при столкновении с почти равными им по весу ядрами атомов элементов. Поэтому вещества, имеющие минимальное количество электронов вокруг ядра (вода, графит, азот), широко используются как для защиты от нейтронного излучения, так и для замедления движения нейтронов.
Нейтронный поток, также как и гамма-излучение, обладает большой проникающей способностью через различные вещества и преграды, в том числе и через тело человека. При этом в результате облучения нейтронами атомных ядер химических элементов окружающей среды возникает наведенная радиация, когда последние сами становятся источниками ионизирующих излучений.
К критериям ионизирующего излучения относятся: критерии источника ионизирующего излучения; критерии ионизирующего поля, создаваемого этим источником и характеризующего степень радиоактивного загрязнения окружающей среды, а также дозовые критерии, позволяющие определить возможную степень облучения человека, находящегося в ионизирующем поле.
В целях более системного восприятия критериев ионизирующих излучений они рассматриваются в виде таблицы (табл. 4.1.1).
Эквивалентная доза (Н Т R) используется для определения биологического воздействия на организм человека различных видов излучения, поскольку поглощенная и экспозиционная дозы характеризуют лишь фотонные излучения, в то время как тяжесть нарушений в организме зависит от всех видов излучений и наибольший ущерб его состоянию наносят именно корпускулярные излучения (а-час- тицы и нейтроны). Эквивалентная доза рассчитывается как произведение поглощенной дозы (D ) на взвешивающий коэффициент вида излучения (fV R), составляющий: для фотонов и электронов люТабл и ца 4.1.1
Критерии ионизирующего излучения
|
Наименование, буквенный |
Единицы измерения |
Предельно допустимые показатели |
|||
|
Внесистемные |
|||||
|
1. Критерии источника излучения |
|||||
|
Вид излучения |
Фотонное (гамма- и рентгеновское излучение); корпускулярное (а, р, нейтроны, протоны и т.д.) | ||||
|
Активность/) |
Мера радиоактивности, определяемая числом радиоактивных распадов в единицу времени |
Беккерель
|
|||
|
Соотношение 1 Ки = 3,7-10 10 Бк |
|||||
|
Энергия излучения (энергетический спектр излучения) Е |
Разность между суммарной энергией всех заряженных и незаряженных частиц, входящих в данный объем вещества, и суммарной энергией частиц, выходящих из этого объема (для определения наличия техногенных источников загрязнения на фоне естественных источников) |
Электрон- вольт (эВ) |
|||
|
Период полураспада Т иг |
Время, в течение которого распадается половина данного количества радионуклидов (для определения продолжительности загрязнения среды):
| ||||
