CC BY
160
ПРОБЛЕМЫ РАЗВИТИЯ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ И ЗАЩИТЫ НАСЕЛЕНИЯ
УДК 629.039.58
Воронов С.И., Седнев В.А.
АВАРИЯ НА СИБИРСКОМ ХИМИЧЕСКОМ КОМБИНАТЕ: ПОСЛЕДСТВИЯ И ВЫВОДЫ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ НАСЕЛЕНИЯ И УСТОЙЧИВОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ
В статье проанализированы причины возникновения аварии, действия по ее ликвидации и за,щите персонала и населения; сделаны выводы, по организации аварийного реагирования.
Ключевые слова: комплекс производств, авария, последствия, радиоактивное загрязнение, радиационная, обстановка и безопасность, защита, населения, подготовка специалистов.
Voronov S.I., Sednev V.A.
THE ACCIDENT AT THE SIBERIAN CHEMICAL COMBINE: IMPLICATIONS FOR SAFETY OF POPULATIONS AND SUSTAIN ABILITY OF THEIR
OPERATIONS
The article analyzes the causes of the accident, the actions for its elimination and protection of personnel and population and the conclusions on the organization of emergency response.
Keywords: complex industries, failure, consequences, radioactive contamination, radiation environment and security, population protection, training.
Строительство Сибирского химического — сублиматный завод для получения
комбината (СХК) было начато в 1949 г., ввод закиси-окиси урана и гексафторида vpa-
в эксплуатацию первых заводов происходил в на; 1952-1953 годах. Уже в августе 1953 г. была
получена первая партия обогащенного урана, а радиохимическии завод (РХЗ), на кото-
28 ИЮНЯ 1.955 Р f">f>Iil \" 11 It' f I fjj лС} ' 1V1 ОСУ 11 K'CT 1 j. I ^[^Hpf^*^ JJOp^pJ^ci y^eiri-"
ypQjjQ, J3 ПОСЛвДУЮЩИв pQ^j-jf быЛО ]T[Q- блОКОВ д
£fj4p00jPj.Q прОМ^ВОДСНГВу pjj^ypQp^p^^ £ОЛ©И ур<1Н(1 И
для военных целей. СХК представляет собой
" 1 " — химико-металлургическое производство крупный комплекс производств по наработке
г., г ^ г для получения металлического урана и плутония и урана, включающий в себя 1 :
w v L j плутония*
— реакторные заводы с тремя промыш-
л — хранилища жидких и твердых радиоак-
ленными уран-графитовыми реакторами, к ^ ^ ^ к ^
предназначенными для наработки ору- тивных отходов, в том числе три бассейна
жейного плутония (в 1990^1992 гг. все три открытого типа, два пульпохранилища и
реактора были остановлены), и с двумя ТРИ воДохРаншшш<а-
реакторами двухцелевого назначения, ко- ^ nw
Работники СХК и члены их семей прожива-торые также вырабатывают тепловую и г
ют в г. Северске Iомской области, с общей чис-электрическую энергию; 1 '
ленностью населения 100 тысяч человек, распо-
— завод по разделению изотопов для полу- ложенном северо-западнее областного центра в чения обогащенного гексафторида урана; 15 км вниз по течению р. Томь.
Краткое описание аварии
6 апреля 1993 г. в 12:58 по местному времени тракции урана и плутония. Взорвавшийся ап-на РХЗ в здании 201 СХК произошло взрыв- парат представлял собой стальную емкость об-ное разрушение одного из аппаратов по экс- щим объемом 34,15 м3, диаметром 2,8 м, высо-
той 6,3 м, толщиной оболочки 14 мм. Он размещался в каньоне диаметром 4 м и глубиной 7,7 м, стенки которого облицованы нержавеющей сталью и окружены бетонной защитой толщиной 1,2 м. В день разрушения аппарата в нем находились 449 г плутония и 8757 кг урана, что соответствовало активности плутония на уровне 1,0 ТБк и урана—0,11 ТБк, а также и 7-излучающие радионуклиды суммарной активностью 120 ТБк.
К 12:55 6 апреля давление внутри аппарата возросло до 5,0 атм и продолжало повышаться. В 12:58 произошло его разрушение, а еще через несколько секунд последовал взрыв, который сопровождался пламенем, замеченным над крышей здания.
Очаги пожара на крыше и в аппаратном зале были ликвидированы в течение 10 минут прибывшей к месту аварии через 1-2 минуты после разрушения аппарата пожарной командой. Визуальный осмотр места происшествия (доступ непосредственно к каньону был невозможен из-за аварийного состояния перекрытий потолка аппаратного зала и повышенной активности) показал, что, во-первых, были сдвинуты плиты перекрытия каньона; во-вторых, частично разрушено потолочное перекрытие аппаратного зала непосредственно над местом расположения каньона; в-третьих, произошло обгора-ние и пузырение краски стен аппаратного зала, свидетельствующие о том, что в нескольких метрах от места расположения аппарата имел место объемный взрыв парогазовой смеси.
Были также разрушены подводящие коммуникации и электроарматура приборов и освещения, разрушена система отопления, выбиты шлакоблоки и оконные проемы в нескольких местах аппаратного зала, в том числе в противоположном от места взрыва конце аппаратного
зала.
При аварийном разрушении аппарата значительная часть радиоактивных веществ поступила в атмосферу через проломы стен и кровли здания.
Оценки показали, что суммарная активность выброса равна 31 ТБк, включая активность выброшенного 239Ри 6,3 ГБк. Таким образом, в атмосферу было выброшено около 0,6% 239Ри и около 25% Р- и 7-излучающих радионуклидов, содержащихся в аппарате. Результатом инцидента явилось [2-3] радиоактивное загрязнение производственных помещений, крыши здания 201, территории промышленной площадки РХЗ и соседних промышленных площадок в северо-восточном направлении с постепенным уменьшением радиационного фона до 0,3 мР/ч на расстоянии 8 км. Максимальное ^-загрязнение поверхностей производственных помещений в зоне разрушений и непосредственной близости от нее превышало 50000 част.Дмин-см2), а а-загрязненность поверхностей не превышала 5 част./(мин-см2).
После таяния снегового покрова к 8 мая была закончена бета-,гамма-съемка в санитарно-
2
ния 8 км от места аварии. Численное интегрирование этих данных позволило оценить активность выпадений и 7-излучающих радионуклидов на этой территории на уровне 0,13 ТБк на день аварии.
Оценки радионуклидного состава выпадений, выполненные на основании анализа проб почвы и снега, показали, что основная активность в этих пробах приходилась на изотопы 95№ и 10611и^20, 44 и 31% соответственно. Доля остальных нуклидов (103Ш1, 125БЬ, 141Се и 144Се) те превышала 1,5%. Доля 239Ри в активности выпадений не превысила 0,01%.
Действия по ликвидации аварии
После распада СССР радиационный инцидент на СХК явился первым серьезным испытанием РСЧС в условиях радиационной аварии [1-3]. 6 апреля 1993 г. была образована комиссия при ГКЧС России для организации и управления работами по выявлению радиационной обстановки и ликвидации последствий инцидента вне территории СХК. С 7 по 13 апреля эта ко-
миссия осуществляла свою деятельность в районе аварии.
Кроме того, приказом Министерства по атомной энергии от 7 апреля 1993 г. № 241 была образована межведомственная комиссия, которая занималась расследованием причин аварии и управлением работами по ликвидации последствий на самом аварийном объекте СХК. Рабо-
та этой комиссии проводилась непосредственно на СХК с 8 по 17 апреля.
Таким образом, первые оперативные решения и действия в день аварии 6 апреля осуществлялись силами СХК, Центральной медсанчасти № 81 Федерального управления «Мед-биоэкстрем» и областным штабом ГО и ЧС.
С первых часов аварии и до ликвидации ее последствий ремонтно-восстановительные работы на РХЗ велись по планам, разработанным штабом по ликвидации последствий аварии.
Восстановление здания 201 сопровождалось сбором твердых отходов строительных кон-
струкции и вывозом их на площадку захоронения твердых отходов, дезактивацией помещений, дорог и проездов вокруг здания и на территории РХЗ, сбором снега вокруг здания 201 и с его крыш и растапливанием снега со сбросом талых вод в систему спецканализации.
Для уменьшения пыления и выноса загрязнений с территории аварийного объекта на начальном этапе работ использовались защитно-закрепляющие покрытия на основе жидкого стекла. В дальнейшем от этого отказались, чтобы не затруднить дезактивацию поверхностей.
Медицинские последствия аварии
Численность персонала, облучение которого связано с аварией, составляла 1946 человек. Этот контингент лиц можно разделить на три группы:
— свидетели аварии— 160 человек, находившихся в момент разрушения в здании 201 (125 человек технического персонала РХЗ, 29 человек из строительной организации СХК и 6 человек военизированной охраны);
— пожарные — 20 человек, прибывшие через 1-2 минуты после взрыва, ликвидировавшие очаг загорания в течение 10 минут;;
— участники ликвидации последствий аварии в период с 6 апреля по 1 августа 1993 г. — 1920 человек (включая 154 человека из числа свидетелей аварии), в том числе: РХЗ — 1185 человек, ремонтно-механический завод СХК —139 человек, другие подразделения СХК — 388 человек, сторонние организации — 208 человек.
Индивидуальный дозиметрический контроль свидетелей аварии показал, что дозы выше порога чувствительности дозиметров типа ИФКУ, равного 0,2 мГр, получили лишь 6 человек. Для них значения индивидуальных доз находились в пределах от 0,2 до 0,5 мГр.
Индивидуальный дозиметрический контроль внешнего облучения пожарных осуществлялся с помощью термолюминесцентных дозиметров типа ИКС-А. Из общего числа пожар-
ных (20 человек) дозы ниже порога чувствительности 1 мГр получили 6 человек. Остальные получили дозы от 1 до 7 мГр. Средняя индивидуальная доза для пожарных составила 4 мГр.
Анализ доз облучения участников ликвидации последствий аварии за 4 месяца по результатам индивидуального дозиметрического контроля показал, что средняя индивидуальная доза была равна 4,64 мЗв. Коллективная доза от внешнего гамма-излучения для 1920 человек составила 8,91 чел.Зв, в том числе для 1185 сотрудников РХЗ — 5,85 чел.Зв. Было также подтверждено, что основной дозовый предел для персонала, установленный нормами радиационной безопасности для нормальной деятельности (50 мЗв/год) среди участников работ по ликвидации последствий аварии, превышен не был.
Радиоактивный след от аварийного выброса формировался при устойчивом юго-западном ветре (190-210°) со скоростью 8-13 м/с. Выпадения радиоактивных веществ происходили на устойчивый снеговой покров, достигавший местами метровой толщины, который полностью сошел к середине мая. Особенностью загрязнения территории являлась ее неоднородность да-
2
связано с наличием «горячих» частиц активностью до 0,1 МБк.
За полгода, прошедших с момента аварии, на территории радиоактивного следа различными организациями и службами было отобрано и проанализировано на содержание радионуклидов свыше 300 проб почвы и снега. Было
установлено, что относительный нуклидный состав практически не изменялся с расстоянием
239
239
нием к источнику выброса).
Анализ радиационной обстановки и действия по защите населения
Единственным населенным пунктом, оказавшимся в пределах радиоактивного следа, стала деревня Георгиевка, в которой постоянно проживало 73 человека, в том числе 18 детей до 17 лет.
Радиоактивное облако достигло Георгиевки через 20-30 минут после аварийного взрыва. Эффективное время выпадений (период действия шлейфа облака) составило около 30-40 минут. В период прохождения облака на территории деревни находилась большая часть ее постоянного населения за исключением школьников и сельскохозяйственных рабочих.
По данным группы наземной радиационной разведки СХК, прибывшей в деревню во второй половине дня 6 апреля 1993 г., мощность дозы на территории Георгиевки повысилась после аварии с 6-15 мкР/ч (фоновые значения) до 30-60 мкР/ч.
Сопоставление данных по пробам снега, грунта и данных о выпадениях предыдущих лет позволило установить, что загрязнение территории цезием и стронцием обусловлено глобальными выпадениями и предыдущей многолетней работой СХК. Загрязнение остальными 7-излучающими нуклидами — результат аварийного выброса. Результаты анализа проб показали, что, в целом, относительный радионуклид-ный состав свежих выпадений на территории деревни практически не отличается от состава выпадений в других местах следа за пределами СХК.
Удельная активность радионуклидов аварийного выброса в продуктах питания в летне-осенний период 1993 г. была ниже 0,2-1,0 Бк/кг — пределов чувствительности стандартных методов контроля, используемых в системе Санэпиднадзора.
При оценке доз облучения за первый год после аварии были рассмотрены следующие пути воздействия излучения на организм человека:
— внешнее облучение от радионуклидов в облаке во время его прохождения над населенным пунктом;
— внешнее облучение от радионуклидов, осевших на землю;
— ингаляционное поступление радионуклидов, содержащихся в приземном слое воздуха, во время прохождения облака и в результате вторичного ветрового подъема;
— употребление загрязненных продуктов питания.
Результаты оценки средних доз облучения различных профессиональных и возрастных групп жителей Георгиевки за первый год после аварии показали, что суммарная эффективная доза облучения не превысила 0,3 мЗв. Вклад дозы внешнего облучения в суммарную эффективную дозу составляет 75-85% для различных профессионально-возрастных групп (ПВГ) населения. Основными дозообразующими радионуклидами в первый год после аварии являлись 95 95 106
Доза внутреннего облучения, более чем на
90%, формировалась за счет ингаляционного
поступления радионуклидов, главным образом, 106 239
ционного поступления радионуклидов в период прохождения облака примерно в 4 раза меньше, чем от годового поступления в результате вторичного ветрового подъема.
Ожидаемая коллективная доза постоянно проживающего в Георгиевке населения за первый год после аварии без учета защитных мероприятий оценивалась величиной 0,021 чел.Зв, а временно проживающих — 0,0072 чел.Зв.
Индивидуальная эффективная доза за второй год после аварии при консервативных допущениях была оценена величинами 0,0160,049 мЗв для различных категорий населения Георгиевки, т.е. единицы процентов от дозы облучения за счет естественного радиационного фона.
Первичное оповещение (исключая СХК) было проведено через 1-2 часа после аварии с некоторыми отклонениями от принятой схемы
оповещения; более подробная информация была представлена через 5 часов на совещании у главы администрации области; население извещено об аварии через 7 часов.
Заключение о благополучной радиационной обстановке в Томске-7 было сделано через 2,5 часа после аварии, а граница зоны радиоактивного загрязнения вне санитарно-защитной зоны СХК была установлена к 16:00 местного времени на следующие сутки после аварии.
Уже на вторые сутки после аварии на СХК
Мероприятия по снижению
Инцидент на СХК встревожил местную администрацию, общественность и население. Это послужило лейтмотивом для принятия решения о проведении ряда мероприятий, которые помимо защитного действия способствовали бы снижению социальной и психологической напряженности [4-5]: дезактивации территории деревни, временного вывоза детей, обеспечения радиационной «чистоты» продуктов питания.
Дезактивация деревни Георгиевка была начата 13 апреля 1993 г. еще при наличии снежного покрова и продолжалась до конца июля.
При этом ставилось целью снижение максимальной эффективной дозы:
— в жилых домах — до 20 мкР/ч;
— на крытых хозяйственных дворах (под навесом) — 30 мкР/ч;
— на открытых площадках (открытые дворы, огороды, улица и т.д.) —до 40 мкР/ч.
На последнем этапе работ была проведена глубокая вспашка огородов с внесением минеральных удобрений и заасфальтирована проезжая часть центральной улицы деревни.
Для уменьшения возможного поступления в организм радиоактивных веществ с пищевыми продуктами был проведен ряд мероприятий, в том числе осуществлена поставка продуктов питания и кормов для домашнего скота.
Таким образом, суммарная предотвращенная доза для местных жителей от всех мероприятий по обеспечению «чистоты» продуктов
стало ясно, что ожидаемые дозы облучения жителей в Георгиевке будут существенно ниже критериев для принятия решений о мерах защиты населения. Большинство параметров радиационной обстановки не превышало также и производных нормативов за исключением плотности потока бета-частиц на поверхности грунта в отдельных локальных точках, значение которой превышало производные уровни вмешательства в случае аварии и формально требовало частичной дезактивации территории.
социальной напряженности
питания оценивается в 0,00021 чел.Зв при затратах около 140 млн рублей (в ценах 1993 г.).
В первые дни после аварии все малолетние дети в возрасте до 7 лет (всего 7 человек) были вывезены из деревни к родственникам. Временный вывоз остальных детей был организован властями. Вывоз осуществлялся добровольно, с согласия их родителей. Детям была предоставлена возможность бесплатно поехать в лечебно-профилактические учреждения Томской области и продолжительные экскурсионные поездки. Всего, таким образом, из деревни было вывезено 18 детей. В среднем отъезд детей состоялся в середине апреля,бе и они отсутствовали около 2,5 месяцев.
Полученные в первый месяц после аварии данные о радиационной обстановке на сельхозугодьях и прогноз загрязненности будущего урожая давали основание не ограничивать агропромышленное производство. Тем не менее были разработаны рекомендации по агроме-роприятиям профилактического характера. В частности, было рекомендовано ведение регулярного радиационного контроля сельскохозяйственной продукции, а для продукции, предназначенной для торговой реализации, — ее сертификация.
Проведенные мероприятия носили профилактический характер и имели своей основной целью снижение социальной и психологической напряженности, вызванной фактом аварии. Это иллюстрируется данными таблицы 1.
Таблица 1 - Эффективная доза облучения Георгиевки за первый год после аварии (ожидаемая доза — без учета защитных мероприятий — первая строчка, и фактическая доза — с их учетом —
вторая строчка)
Профессио- Коли- Составляющие индивидуальной дозы , мЗв Коллективная доза 10-3 чел.-Зв
нально- Внешнее Внутреннее облучение Внешнее ^-облучение Суммарна!!
возрастная чество 7-облучение Ингаляционное Пероралыюс эффективна!!
группа человек Облако Выиа- [ri [[[■,; Облако Ветровой подъем Молоко Картофель доза
Пенсионеры 36 2•10-5 0,237 0,009 0,035 1,8 • 10-4 2,8 • 10-4 0,023 0,30 11,0
2•10-5 0,222 0,009 0,033 1,3 • 10-4 0,022 0,29 10,3
Дети 11 0,212 0,042 2,0 • 10-4 5,0 • 10-4 0,013 0,27 2,9
(школьники) 0,098 0,038 1,3 • 10-4 0,006 0,14 1,5
Дети 7 2,5 • 10-5 0,262 0,008 0,031 4,3 • 10-4 1,3 • 10-4 0,017 0,32 2,2
(дошкольники) 2,5 • 10-5 0,108 0,008 0,029 2,9 • 10-4 0,007 0,15 1,1
Рабочие 5 2•10-5 0,312 0,009 0,035 1,8 • 10-4 2,8 • 10-4 0,011 0,37 1,8
пилорамы 2•10-5 0,293 0,009 0,033 1,3 • 10-4 0,010 0,35 1,7
Сельско- 7 0,101 0,023 1,8 • 10-4 2,8 • 10-4 0,011 0,14 0,95
хозяйствен- 0,095 0,022 1,3 • 10-4 0,010 0,13 0,9
ные рабочие
Рабочие 7 2,5 • 10-5 0,266 0,009 0,035 1,8 • 10-4 2,8 • 10-4 0,023 0,33 2,3
фермерских 2,5 • 10-5 0,247 0,009 0,033 1,3 • 10-4 0,022 0,31 2,2
хозяйств
В среднем 1,610-3 0,23 0,007 0,035 2,1 • 10-4 3,0 • 10-4 0,019 0,29
Всего 73 21,2
Из данных видно, что суммарные величины и реагирование на аварию носило явно избы-внешнего и внутреннего облучения, полученные точный характер, неадекватный сложившейся населением, не превышают естественного фона реальной ситуации.
Некоторые выводы, по организации аварийного реагирования
В день аварии была образована комиссия ГКЧС России, которая начала работу на месте на следующий день после аварии, и комиссии Минатома России, приступившая к работе 8 апреля.
Первые оперативные решения и действия в день аварии 6 апреля осуществлялись силами СХК, Центральной медсанчасти № 81 Федерального управления «Медбиоэкстрем» и областным штабом ГО и ЧС.
С первых часов аварии и до ликвидации ее последствий ремонтно-восстановительные и дезактивационные работы на РХЗ велись по планам, разработанным штабом по ликвидации последствий аварии.
По международной семибальной шкале
ядерных событий авария на СХК была оперативно и однозначно классифицирована третьим уровнем — серьезным инцидентом без переоблучения персонала.
Исходя из принципов радиационной защиты, данных многочисленных измерений и мониторинга радиационной обстановки, никаких действий, направленных на снижение доз облучения населения, в этих условиях не требовалось. Однако, с учетом специфики восприятия населением любых инцидентов, связанных возможным радиационным загрязнением, было принято решение о проведении ряда мероприятий профилактического характера.
Необходимо отметить, что государственная система аварийного реагирования пока не вы-
работала эффективных рычагов формирования объективного общественного мнения, адекватного реальной опасности. Поэтому для снижения социально-психологической напряженности были реализованы избыточные защитные меры, такие как временный вывоз детей, дезактивация и ограничение сельскохозяйственной деятельности.
Опыт данной аварии показал, что разумное исключение излишнего административного вмешательства при небольших радиационных инцидентах зависит, в первую очередь, от способности лиц, принимающих решение, провести в жизнь рекомендации квалифицированных научных экспертов, даже вопреки политическим выгодам и давлению общественного мнения.
Литература
1. Обеспечение радиационной безопасности населения и территорий. Часть I. Основы организации и обеспечения радиационной безопасности населения и территорий : учебник / С.И. Воронов, Р.В. Арутюнян, Седнев В.А. и др. М. : Институт проблем безопасного развития атомной энергетики РАН, Академия ГПС МЧС России, 2012. —401 с.
2. Научно-методическое и информационное обеспечение работ по созданию комплексной системы мониторинга за состоянием защиты населения на территориях радиоактивного загрязнения // Воронов С.И., Гаври-лов С.Л., Симонов A.B., Красноперов С.Н. — Под руководством Воронова С.Н. // Отчет о научно-исследовательской работе. — М.: Институт проблем безопасного развития атомной энергетики РАН. — 2012. — 283 с.
3. Воронов С.И., Седнев В.А., Арутюнян Р.В., Герасимова Н.В. и др. Разработка и внедрение методов и технологий обеспечения радиационной безопасности населения и террито-
рий Российской Федерации // Конкурсная работа на соискание премии Правительства Российской Федерации в области науки и техники 2013 года. — М.: Министерство образования и науки Российской Федерации, Академия ГПС МЧС России, Институт проблем безопасного развития атомной энергетики РАН, Академия гражданской защиты МЧС России. 2013. — Ю0 с.
4. Воронов С.П., Седнев В.А., Миронов В.Г. и др. Основные направления развития радиационно-загрязненных территорий, пострадавших в результате аварии на Чернобыльской атомной станции // Пожары и чрезвычайные ситуации. 2010. № 3. С. 4-13.
5. Седнев В.А., Овсяник А.И. Преодоление последствий аварии на Чернобыльской атомной станции, проблемы и перспективы развития радиационно-загрязненных территорий // Пожары и чрезвычайные ситуации. 2010. № 4. ('.! 22: 2011. № 1 (продолжение).
С. 4 -12.
