CC BY
22
УДК 620.16
Квашнин А.Б.
канд. техн. наук, ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), г. Москва, РФ
АНАЛИЗ ПРЕДПОЛАГАЕМЫХ УГРОЗ РАДИАЦИОННОГО ХАРАКТЕРА В СОВРЕМЕННЫХ
УСЛОВИЯХ РАЗВИТИЯ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
Аннотация
В статье на основе результатов исследований радиационных аварий, произошедших в последнее время, проводится анализ возможных угроз радиационного характера в результате техногенных катастроф
Ключевые слова
Радиоактивные вещества, загрязнение, облучение, радионуклиды
Kvashnin Andrey Borisovich
Candidate of Technical Sciences FSBI VNII GOChS (FC), Moscow, Russia
Annotation
In the article, based on the results of studies of radiation accidents that have occurred recently, the analysis of possible radiation threats as a result of man-made disasters is carried out
Keywords
Radioactive substances, pollution, irradiation, radionuclides
С развитием ядерной энергетики постоянно ведется хроника аварийных ситуаций. Прежде всего, известны аварии, которые произошли в промышленности, связанные с получением ядерного топлива. Зафиксированы аварии, связанные с разгерметизацией, взрывом и выходом из строя отдельных узлов и агрегатов оборудования производственного ядерного цикла, а также с образованием критической массы в начале цепной реакции [1].
Особенности мощных аварийных выбросов радиоактивных веществ представлены в таблице 1 [1, 3].
Таблица 1
Характеристика выбросов радиоактивных веществ, представлявших угрозу для населения
Год, место Причина Активность, МКи Последствия
1957, Южный Урал взрыв хранилища с высокоактивными отходами 20 20,0 загрязнено 235 тыс. км2 территории
1957, Англия Уиндскейл сгорание графита во время отжига и повреждение твэлов 0,03 распространение радиоактивного облака в северном (Норвегия) и западном (до Вены) направлениях
1945-1989 все виды ядерных взрывов 40 загрязнение атмосферы и по следу радиоактивного облака
1964 авария спутника с ЯЭУ - выпадение 70% активности в Южном полушарии
1966, Испания разброс ядерного топлива двух водородных бомб - точные сведения отсутствуют
1979, США, Три - Майл-Айленд срыв предохранительной мембраны первого контура теплоносителя 0,043 0,017 выброс 22,7 тыс. т загрязненной воды, 10% радиоактивных продуктов попало в атмосферу
1986, СССР, Чернобыль взрыв и пожар четвертого блока АЭС 50 несоизмеримы со всеми предыдущими
2011, Япония Фукусима -1 взрыв 4 реакторов АЭС 0,05 Загрязнения территорий г. Окума и акватории Тихого океана
Крупнейшая авария на производстве по изготовлению ядерного топлива, приведшая к массовому радиоактивному загрязнению, произошла на Южном Урале в 1957 г. Произошел взрыв в хранилище, где помещалось около 80 т высокоактивных отходов радиохимического производства в виде нитратно-ацетатных соединений активностью 20 МКи.
Свыше 10 % этой активности было выброшено в окружающую среду, образовалось облако радиоактивных веществ, высота которого достигла 1 км. Радиоактивные загрязнения, состоящие из радионуклидов 908г, 106Яи и 144Се, распространились на территории Челябинской, Свердловской и Тюменской областей. Площадь радиоактивного загрязнения составила 23 тыс. км2, в том числе, ограниченная поверхностной активностью 2 Ки/км2 по 908г - около 1000 км2. Загрязнению подверглись лесные массивы и целинная почва, 217 населенных пунктов, 30 озер и четыре реки.
В результате Чернобыльской катастрофы из активной зоны реактора было выброшено примерно 45 типов радионуклидов с суммарной активностью до 50 миллионов кюри. В отличие от ядерного взрыва и других радиационных аварий, данная катастрофа сопровождалась не только мгновенным выбросом радиоактивных веществ за счет взрыва, но и с последующим длительным поступлением радионуклидов в атмосферу за счет горения графита в активной зоне реактора.
Из всех выброшенных из активной зоны материалов основной вклад в радиационную обстановку внесли, в краткосрочном плане, йод-131, в долгосрочном плане - цезий-137, стронций-90, плутоний-239, -240, а также высокоактивные частицы топлива, так называемые, «горячие» частицы. Высокая температура внутри реактора способствовала образованию радиоактивного облака, состоящего из радиоактивных газов, мелкодисперсных частиц и крупного аэрозоля. Крупный аэрозоль вел себя как радиоактивная пыль ядерного взрыва, т. е. оседал на промплощадке, вызывая стабильное радиоактивное заражение местности. Основная масса радиоактивных частиц находилась в диапазоне 0,2 - 1,2 мкм. Частицы такого размера могут «висеть» в воздухе в течение длительного времени и перемещаться вместе с воздушными массами по направлению ветра. Поэтому этот тонкодисперсный аэрозоль, распространяясь в приземном слое атмосферы по направлению ветра, обусловил значительное радиоактивное загрязнение территорий севернее Чернобыльской АЭС и, в первую очередь, Белоруссии и России.
Следующей особенностью загрязнений являлось наличие в облаке так называемых «горячих» частиц, которые образовались в результате возгонки ядерного горючего, в первую очередь, цезия, стронция и рутения. Главная опасность этих частиц - высокая активность. Если активность обычных частиц не превышает 10-14 Ки, то активность «горячих» частиц пылевого происхождения может составить 10-4 Ки. По этой причине активность радиоактивного облака в первые дни катастрофы в промзоне ЧАЭС составила 10-7-10-8 Ки/л. Ингаляционный путь воздействия радионуклидов в начальный период ликвидации катастрофы представлял первостепенную опасность, т.к. во-первых, в воздухе находились аэрозольные частицы с высокой активностью, во-вторых, эти частицы, попадая в легкие человека, способны интенсивно облучать прилегающие ткани, вызывая значительные дозовые нагрузки.
Обобщенные данные по особенностям радиоактивного загрязнения в районе Чернобыльской АЭС представлены в таблице 2 [2].
Таблица 2
Особенности радиоактивного загрязнения в районе ЧАЭС
Параметры Особенности радиоактивного фактора
Источник первичного загрязнения Наряду с мгновенным выбросом, длительное неравномерное поступление радионуклидов в атмосферу за счет горения графита
Источник вторичного загрязнения Высоко загрязненная местность, водоемы, здания, сооружения, оборудование, транспорт и другая техника. Личные вещи населения, оказавшегося в зоне заражения
Загрязняющие агенты 45 типов радионуклидов, содержащих альфа- бета- и гамма- излучатели с широким спектром энергетических характеристик. Основными из них являются короткоживущий гамма-излучатель йод-131, долгоживущие - цезий-137 (гамма-излучатель), стронций-90 (бета-излучатель), плутоний-239 (альфа-излучатель)
Фазовый состав радиоактивных выбросов Радиоактивные газы, пары и тонкодисперсные аэрозоли, крупные частицы, элементы конструкций
Параметры Особенности радиоактивного фактора
Химический состав радиоактивных выбросов Карбиды и оксиды редкоземельных металлов, молекулярный йод и его соединения
Специфика радиоактивного загрязнения Высокое содержание «горячих» частиц топливного происхождения активностью до 10-4 Ки
Характер радиоактивного излучения Объемное излучение радиоактивного облака особенно в первые месяцы после аварии, когда концентрации составляли 10-4-10-5 Ки/м3. В период прохождения радиоактивного облака скачкообразное увеличение концентрации радиоактивных аэрозолей (до 2-3 порядков) с последующим их быстрым спадом. Площадное излучение радиоактивно загрязненной местности
Динамика Распространения загрязнений Вторичный перенос, в целом, невелик: переход в водную фазу не более 1-2%, вертикальный переход на глубину до 5 см, ветровой перенос незначительны
Таким образом, при авариях на объектах атомной промышленности, связанных с выбросами в атмосферу радиоактивных веществ, возможны следующие основные пути воздействия радиационных факторов на население:
внешнее гамма-облучение при прохождении радиоактивного облака;
внутреннее облучение за счет вдыхания радиоактивных аэрозолей (ингаляционная опасность); контактное облучение при загрязнении одежды и кожных покровов человека;
общее внешнее гамма-облучение людей от радиоактивных веществ, осевших на поверхность земли и различные объекты - здания, сооружения;
внутреннее облучение в результате потребления населением воды и пищевых продуктов, загрязненных радиоактивными веществами, а также в результате вторичного ингаляционного поступления радиоактивных аэрозолей за счет ветрового подъема с загрязненных поверхностей.
Список использованной литературы:
1. Техногенные чрезвычайные ситуации/ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ). - М: Буки Веди, 2014. 320 с.
2. Израэль Ю.А., Ильин Л.А, Владимиров В.А. и др. Чернобыль: 25 лет спустя. М.: МЧС России, 2011. 340с.
3. Отчет о научно-исследовательской работе «Научно обоснованные предложения по организации радиационной, химической и биологической защиты населения в мирное и военное время» (пункт 17 раздела III Плана научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ МЧС России на 2017 год).
© Квашнин А.Б., 2021
УДК 620.16
Квашнин А.Б.
канд. техн. наук, ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), г. Москва, РФ
ПЕРСПЕКТИВНОЕ ОСНАЩЕНИЕ ЛАБОРАТОРИЙ МЧС РОССИИ ДЛЯ АНАЛИЗА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ В ЦЕЛЯХ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ
Аннотация
В публикации рассмотрен вопрос создания и развёртывания на территории России аналитических химических лабораторий по мониторингу и оценке окружающей среды на предмет качественного и количественного определения химических опасных веществ в системе МЧС России.
Ключевые слова Лаборатория, приборы, оборудование, опасные химические вещества.
