РОО - підприємство, на якому в разі аварії або руйнування відбувається викид радіоактивних продуктів і іонізуючих випромінювань за передбачені проектом межі в кількостях, що перевищують встановлені норми безпеки, здатних викликати масові радіаційні ураження людей, тварин і рослин, а також радіоактивне забруднення навколишнього середовища.
До типових РОО відносять:
- підприємства з виготовлення ядерного палива;
- підприємства з переробки відпрацьованого ядерного палива;
- підприємства по захороненню радіоактивних відходів;
- науково-дослідні і проектні організації, які мають ядерні реактори;
- ядерні енергетичні установки на транспорті.
Для визначення небезпеки РОО розроблена семибальний шкала МАГАТЕ (Міжнародне агентство з атомної енергії), по якій АЕС вважаються радіаційно-небезпечним об'єктом першого ступеня небезпеки, а НДІ з ядерними реакторами і стендами - другого ступеня небезпеки.
Класифікація можливих аварій на РОО проводиться за двома ознаками:
а) типових порушень нормальної експлуатації. Під нормальної експлуатацією РОО розуміється все його стан: технологія виробництва енергії або матеріалів, що розщеплюються відповідно до прийнятої в проекті, робота на заданих рівнях потужності, своєчасне технічне обслуговування, безпеку процесів пуску і зупинки, перевантаження ядерного палива.
Аварії пов'язані з порушенням нормальної експлуатації підрозділяються на:
ü проектні з найбільшими наслідками;
Причинами проектних аварій є вихідні події, пов'язані з порушенням бар'єрів безпеки, передбачені проектом кожного реактора.
1. Порушення першого бар'єру безпеки - порушення герметичності оболонок твелів (ТВЕЛ - тепловиділяючих елемент) через кризу теплообміну (перегрів) або механічних пошкоджень.
2. Порушення першого і другого бар'єрів безпеки. При попаданні радіоактивних продуктів в теплоносій внаслідок порушення першого бар'єру подальше їх поширення зупиняється другим бар'єром, яким є корпус реактора.
3. Порушення всіх трьох бар'єрів безпеки. При порушенні першого і другого бар'єрів теплоносій з радіоактивними продуктами ділення утримується від виходу в навколишнє середовище третім бар'єром - захисною оболонкою реактора, під якою розуміють сукупність всіх технічних конструкцій, систем і пристроїв, що забезпечують з високим ступенем надійності локалізацію викидів РВ і ШІ.
З огляду на масштаб наслідків аварії поділяються на три типи:
· Локальні - порушення в роботі РОО, при якому не стався вихід радіоактивних продуктів і іонізуючих випромінювань за передбачені межі обладнання, технологічних систем, будівель і споруд в кількостях, що перевищують встановлені для нормальної експлуатації підприємства значення;
· Місцеві - порушення в роботі РОО, при якому стався викид радіоактивних продуктів в межах санітарно-захисної зони в кількостях, що перевищують встановлені норми для даного підприємства;
· Загальні - порушення в роботі РОО, при якому стався викид радіоактивних продуктів за кордон санітарно-захисної зони в кількостях, що призводять до радіоактивного забруднення прилеглих територій та можливого опромінення, яке проживає там населення, вище встановлених норм.
Аналіз відбулися аварій на РОО показав, що процес їх розвитку може бути представлений послідовністю:
вихідне подія ®путі протікання ® наслідки.
Початкове подія ядерної аварії частіше за все обумовлено утворенням критичної маси при транспортуванні, перевантаженні та зберіганні твелів. У важких випадках порушення контролю і управління ланцюговою ядерною реакцією можуть статися теплові та ядерні вибухи. Внаслідок швидкого некерованого розвитку реакції різко наростає потужність і відбувається накопичення енергії, що приводить до вибуху з руйнуванням реактора і виходом радіонуклідів в навколишнє середовище.
Шляхи протікання аварії характеризуються фазами її розвитку:
Ø рання - від початку аварії до припинення викиду РВ і закінчення формування сліду радіоактивного зараження (РЗ) місцевості. Її тривалість до двох тижнів. У цей період велика ймовірність опромінення організму g- і b-випромінюванням, а також внутрішнього опромінення за допомогою їжі, води, повітря,
Ø середня - від закінчення ранньої фази до вжиття заходів захисту населенням. Її тривалість становить кілька років. Джерелом зовнішнього опромінення є РМ, що осіли на місцевості, внутрішнє опромінення з їжею, водою і повітрям не виключено,
Ø пізня - до припинення проведення захисних заходів і скасування всіх обмежень.
Наслідки радіаційних аварій обумовлені їх вражаючими чинниками:
· Газо-аерозольна суміш радіонуклідів, що розповсюджується у вигляді хмари на сотні кілометрів і випускає потужний потік іонізуючих випромінювань,
· Радіоактивне забруднення місцевості має тривалий характер в результаті розкиду високоактивних осколків ядерного палива на території об'єкта і осадження радіоактивних частинок з газо-аерозольного хмари.
Іонізуючим випромінюванням (ІІ) - називають випромінювання, взаємодія яких із середовищем призводить до утворення електричних зарядів різних знаків.
Види ІІ і їх характеристика:
a - представляє потік ядер гелію, що володіють великою масою. При взаємодії з речовиною частинки швидко втрачають свою енергію, що пояснює їх низьку проникаючу здатність і високу питому іонізації. (Небезпека вражаючої дії зростає при попаданні всередину організму з повітрям, водою, їжею, через рану).
b - потік електронів або позитронів. Маса в десятки тисяч разів менше маси a-частинок, тому їх проникаюча здатність вище (чим у a), а іонізуюча менше.
n - потік нейтральних ядерних частинок, що володіють досить великою масою. Проникаюча здатність нейтронів істотно вище, ніж у a- і b-частинок. Відмінною особливістю даного випромінювання є здатність перетворювати атоми стабільних елементів в їх радіоактивні ізотопи.
g - електромагнітна хвиля, що розповсюджується зі швидкістю світла. Висока енергія і мала довжина хвилі обумовлює їх велику глибину проникнення в живий організм.
а) зовнішні позаземного походження (з космосу),
б) зовнішні земного походження (в атмосфері, гідросфері, літосфері),
в) внутрішні (що накопичуються в організмі людини).
а) випробування ядерної зброї,
б) підприємства видобутку і отримання матеріалів, що розщеплюються,
в) установи, підприємства та лабораторії, що використовують РВ в технології виробничих процесів.
Для характеристики впливу ІІ на речовина введено поняття доза випромінювання-частина енергії, передана випромінюванням речовині і поглинена ім. Розрізняють такі види:
1. Експозиційна доза - характеризує ефект іонізації повітряного середовища і потенційну небезпеку опромінення для живого організму
Одиниці виміру в Сі не в СІ
2. Поглинена доза - величина енергії будь-якого виду випромінювання, поглинена в одиниці маси речовини
3. Еквівалентна доза - характеризує ефект біологічної дії конкретного виду іонізуючого випромінювання
Dекв = k * Dпогл. де k - коефіцієнт якості випромінювання
для b, g, рентгенівських променів k = 1, kn = 10, ka = 20
Величина дози випромінювання визначає ступінь, глибину і форму променевих поразок. Радіаційний вплив полягає в порушенні життєвих функцій різних органів (кровотворення, нервової системи, шлунково-кишкового тракту) і розвитку променевих ураженнях. Біологічні реакції організму людини на дію ІІ умовно розділені на дві групи:
v Гострі ураження (детерміновані порогові ефекти) розвиваються при одноразовому (протягом 4 діб) рівномірному g-опроміненні всього тіла і поглиненої дози вище 0,1 Гр.
Гостра променева хвороба (ГПХ) розвивається при дозах опромінення
1-2,5 Гр - легка (I ступінь),
2,5-4 Гр - середньої тяжкості (II ступінь),
4-7 Гр - важка (III ступінь),
більше 7 Гр - вкрай важка (IV ступінь),
більше 10 Гр - блискавична форма (загибель в перші дні опромінення).
Променеві опіки в залежності від поглиненої дози ІВ проявляються реакціями
до 5 Гр - I ступінь,
5-8 Гр - II ступінь,
8-12 Гр - III ступінь,
більше 12 Гр - IV ступінь.
Хронічна променева хвороба може розвинутися при безперервному або періодичному опроміненні в дозах, істотно нижчі за ті, які викликають гостру форму, але перевищують гранично допустимі величини.
v Віддалені наслідки (стохастичні безпорогові ефекти) одне з підступних властивостей іонізуючого випромінювання. До них відносять
скорочення тривалості життя.
Радіоактивне забруднення це присутність радіоактивних речовин на поверхні, всередині матеріалу, в повітрі, в організмі людини або в іншому місці, в кількості, що перевищує рівні, встановлені нормами радіаційної безпеки.
Воно обумовлюється виділенням при аварії не прореагували елементів і продуктів поділу ядерної реакції (радіоактивний шлак, пил, осколки ядерного продукту), а також утворенням різних радіоактивних матеріалів і предметів (грунт) в результаті їх опромінення.
Розрізняють первинне і вторинне забруднення. Первинне - безпосередньо від хмари радіоактивних речовин. Вторинне - перенесення радіонуклідів колесами транспорту, сільськогосподарської техніки, на ногах людей і тварин.
Радіоактивне забруднення при аваріях на РОО має деякі особливості:
Ø складна залежність від вихідних параметрів (типу і потужності реактора, часу його роботи, характеру аварії і т.д.) і метеоумов, внаслідок чого прогнозування його можливих масштабів вельми складно і носить орієнтовний характер;
Ø природний спад активності радіонуклідів істотно більш тривалий, ніж розпад продуктів ядерного вибуху - під час вибуху за кожне семиразове збільшення часу рівень зменшується приблизно в 10 разів, при аварії на РОО в 2 рази;
Ø малі розміри радіоактивних частинок (близько 2 мкм, при ядерному вибуху близько 200 мкм) полегшує їх надходження в організм людини, сприяють глибокому проникненню в мікротріщини і мікропори різних об'єктів, що ускладнює проведення робіт з дезактивації;
Ø стаціонарний характер джерела забруднення, тривалість викидів в часі на невелику висоту (до 1,5-2 км) і часті зміни метеоумов приводять до азимутальной нерівномірності забруднення місцевості, зміни рівнів радіації в окремих районах в часі і утворення радіоактивних зон забруднення у вигляді плям.
При особливо великих аваріях і забрудненнях території радіоактивними речовинами за ступенем небезпеки для людини і можливості його проживання в даній місцевості виділяють зони:
- зона відчуження - територія, на якій протягом певного періоду не допускається проживання і господарська діяльність людини;
- зона відселення - територія, на якій дозволена тільки господарська діяльність людини тимчасово-вахтовим методом;
- зона проживання - територія, на якій допускається проживання при наявності заходів, що забезпечують зниження рівня опромінення населення до встановлених норм безпеки.
Вплив радіоактивного забруднення навколишнього середовища на людей в перші години і добу з моменту аварії визначається зовнішнім опроміненням від газо-аерозольного хмари і радіоактивних випадінь на місцевості, а також внутрішнім опроміненням внаслідок вдихання радіонуклідів з повітря. В подальшому протягом багатьох років шкідливий вплив і накопичення дози опромінення буде обумовлено залученням в біологічну ланцюжок випали радіонуклідів і вживання забруднених продуктів харчування та води.
Для ліквідації аварій в першу чергу проводиться детальне обстеження рівня забруднення території, перевіряється ступінь забруднення продуктів харчування і фуражу, встановлюється можливість їх вживання. Захист населення реалізується проведенням йодної профілактики та прийомом радіопротекторів.
У період нормального функціонування РОО з метою профілактики, контролю та організації захисту персоналу та населення проводиться завчасне зонування території навколо об'єкта. Встановлюються такі зони:
- зона екстрених заходів захисту - територія, на якій доза зовнішнього опромінення всього тіла за час формування радіоактивного сліду не перевищує 0,75 Гр або доза внутрішнього опромінення окремих органів може перевищити верхню межу, встановлений для евакуації - 2,5 Гр;
- зона попереджувальних заходів - територія, на якій доза зовнішнього опромінення всього тіла за час формування радіоактивного сліду не перевищує 0,25 Гр або доза внутрішнього опромінення окремих органів може перевищити верхню межу, встановлений для укриття населення і йодної профілактики - 0,9 Гр;
- зона обмежень - територія, на якій доза зовнішнього опромінення всього тіла за час формування радіоактивного сліду не перевищує 0,1 Гр, в внутрішнього опромінення - 0,3 Гр.
З мета профілактики виникнення аварій на РОО необхідне проведення наступних заходів:
· Виконання всіх вимог безпеки на етапах проектування, будівництва і модернізації діючих РОО;
· Найсуворіший контроль за безпекою експлуатації РОО з боку державних і міжнародних організацій;
· Якісна підготовка персоналу РОО, регулярне підвищення його кваліфікації (систематичні тренування на спеціальних стендах і тренажерах);
· Готовність засобів захисту, систем безпеки, РСЧС, формувань ЦО до роботи в осередках ураження в установлений термін.