Аварии с выбросами радиоактивных веществ и очаги поражения

      Так, из-за нарушений в  системе охлаждения реактора 28 марта 1979 года произошел выброс радиоактивных газов  в атмосферу и  жидких радиоактивных  отходов в р. Сукуахана  на американской АЭС  «Тримайл-Айленд». Блок-2, на котором произошла авария, не был оснащен дополнительной системой обеспечения безопасности. В верхней части его корпуса образовался газообразный пузырь объемом около 30 м², состоявший главным образом из водорода и радиоактивных газов – криптона, аргона, ксенона и др. Возникла реальная опасность взрыва смеси водорода и кислорода. Сила взрыва была бы эквивалентна взрыву 3т тринитротолуола, что могло привести к неминуемому разрушению корпуса реактора. Уровень радиации в защитной оболочке достиг к тому времени 30 тыс. бэр в час, что в 600 раз превышало смертельную дозу. Но с 30 марта объем пузыря стал постепенно уменьшаться, а 4 апреля пузырь исчез. К 5 апреля 80 тыс. человек из примерно 200 тыс. бежавших из района в дни, когда началась «стихийная эвакуация», вернулись в свои дома. Опасность катастрофы миновала.

         Для характеристики аварий на АЭС разработана специальная  международная шкала оценок опасности  радиационных аварий:

- 7 баллов  – глобальная авария – выброс  в окружающую среду большого  количества радиоактивных продуктов, накопленных в активной зоне реактора, возможность острых лучевых поражений и длительного влияния на здоровье населения, проживающего на территории, включающей более чем одну страну, а также продолжительное воздействие на окружающую среду;

- 6 баллов  – тяжелая авария – выброс  в окружающую среду большого  количества радиоактивных продуктов,  накопленных в активной зоне, в результате чего дозовые пределы для проектных аварий будут превышены, а для запроектных (не предусмотренных проектом) – нет; необходимо введение планов мероприятий по защите персонала и населения в радиусе 25 км;

- 5 баллов  – авария с риском для окружающей  среды – выброс такого количества  радиоактивных продуктов, которое  приводит к незначительному превышению  дозовых пределов для проектных аварий; в некоторых случаях требуется частичное введение планов мероприятий по защите персонала и населения;

- 4 балла  – авария в пределах АЭС  – выброс радиоактивных продуктов  в окружающую среду в количествах,  не превышающих дозовые пределы для населения, получение работающими дозы около 1 Зв;

- 3 балла  – серьезное происшествие –  выброс в окружающую среду  радиоактивных продуктов в количестве, не превышающем 5-кратного допустимого  суточного выброса; происходит  переоблучение работающих (получение дозы около 50 мЗв), за пределами площадки не требуется принятие защитных мер;

- 2 балла  – происшествие средней тяжести  – отказы оборудования или  отклонение от нормальной эксплуатации, которые хотя и не вызывают  непосредственного влияния на  безопасность станции, но способны привести к значительной переоценке мер по безопасности;

- 1 балл  – незначительное происшествие  – функциональные отклонения, которые  не представляют какого-либо риска,  но указывают на недостатки  в обеспечении безопасности (отказ  оборудования, ошибки персонала, недостатки руководства).

     Аварии  могут возникать не только на АЭС, но и на других объектах, которые  принято называть радиационно опасными.

      Радиационно опасный объект – это объект (в  том числе ядерный реактор, завод, использующий ядерное топливо или перерабатывающий ядерный материал, а также место хранения ядерного материала и транспортное средство, перевозящее ядерный материал или источник ионизирующего излучения), при аварии на котором или разрушении которого может произойти облучение или радиоактивное загрязнение людей, сельскохозяйственных животных и растений, а также окружающей природной среды.

      К радиационно опасным объектам относятся: АЭС, предприятия по изготовлению ядерного топлива, по переработке и захоронению  радиоактивных отходов; научно-исследовательские и проектные организации, имеющие ядерные установки и стенды; транспортные ядерные энергетические установки; военные объекты.

     В России создан значительный производственный и научно-технологический потенциал  атомной энергетики. Продолжают функционировать: 9 атомных электростанций (АЭС) с 29 ядерными энергетическими установками; 9 атомных судов гражданского назначения с 15 ядерными энергетическими установками; около 30 научно-исследовательских организаций со 113 исследовательскими ядерными установками; 12 предприятий ядерного цикла; 16 региональных специальных комбинатов «Радон» по переработке и захоронению радиоактивных отходов и около 13 тыс. других предприятий и объектов, осуществляющих деятельность с использованием радиоактивных веществ и изделий на их основе.

     Кроме того, при всех АЭС, предприятиях ядерно-топливного цикла и некоторых крупнейших научно-исследовательских организациях имеются хранилища жидких и твердых  радиоактивных отходов.

     К потенциально опасным объектам относятся и системы ядерного оружия, склады с ядерными боеприпасами и заводы по их производству.

     Подтверждением  этому является крупная  авария, случившаяся 29 сентября 1957 года на Южно-Уральском заводе по производству атомного оружия. Это был секретный объект, известный под названием «Челябинск-40». В 16.20 по московскому времени взорвалась одна из «банок вечного хранения», содержавшая 300 м² отходов ядерного производства. В результате взрыва в земле образовался кратер диаметром 30 м и глубиной 5 м. Радиоактивное облако поднялось на высоту 1000 м. Исходя их этих показателей, ученые предположили, что мощность взрыва соответствовала 70 т тринитротолуола.

   При взрыве никто не погиб. Непосредственно  сразу после аварии, в течение 7-10 дней, из близлежащих населенных пунктов было выселено 800 человек, в последующие полтора года – около 10 тыс. человек.

   Взрыв разбросал радиоактивные  элементы на территории, протянувшейся на 105 км в длину и 8-9 км в ширину. По счастью, он пришелся на места  малонаселенные. Разовые  дозы облучения для жителей тех деревень, что попали в зону выброса, были не опасными для здоровья. Но грязными стали почва и водоемы, растущие здесь лес и трава. Почти все выпавшие радионуклиды относились к короткоживущим, период их полураспада составлял от месяца до года. Подробности этой катастрофы стали достоянием гласности лишь спустя 32 года спустя после аварии.

   Одна  из важнейших проблем – обеспечение  космических летательных аппаратов  автономными базовыми источниками  питания. Учеными созданы установки  с непосредственным преобразованием ядерной энергии в электрическую, которые могут в случае аварии стать причиной чрезвычайной ситуации.

   Такая ситуация имела место  в 1978 году, когда спутник  «Космос-954» с небольшим  ядерным реактором  на борту разрушился над территорией Канады. Площадь разброса радиоактивных осколков составила около 80 тыс. км². На их поиски ушло около 8,5 месяцев. Протяженность маршрутов наземной разведки составила около 55 тыс. км. Около 3000 часов было затрачено на воздушную разведку. В результате было обнаружено примерно 3000 радиоактивных осколков.

   Происходили аварии и на атомных подводных  лодках.

   В 1964 году случилась авария на американском спутнике с ядерной энергетической установкой. 70% всех радионуклидов выпало в Южном полушарии.

   Аварии  на всех радиационно опасных объектах приводят к попаданию радиоактивных веществ в окружающую среду и поражению населения. Ведущее место среди этих объектов занимают АЭС. Во-первых, это связано с тем, что в процессе их работы образуется много искусственных радиоактивных продуктов. Во-вторых, практически все действующие российские АЭС расположены в густонаселенной европейской части страны. В 30-километровой зоне вокруг этих станций проживают более 4 млн. человек.

   Чернобыльская катастрофа показала всему миру, насколько масштабными по своим проявлениям могут быть последствия аварий на атомных станциях. Только в России загрязненными оказались 16 областей. В целом по Российской Федерации 7608 населенных пунктов с численностью населения около 3 млн. человек отнесены к чернобыльским зонам радиоактивного заражения. 

2.1. Виды аварий с выбросом радиоактивных веществ.

• Аварии на АЭС, атомных энергетических установках производственного и исследовательского назначения с выбросом радиоактивных веществ.
• Аварии с выбросом (угрозой выброса) радиоактивных веществ на предприятиях ядернотопливного цикла.
• Аварии транспортных средств и космических аппаратов с ядерными установками или грузом радиоактивных веществ на борту.
• Аварии при проведении промышленных и испытательных ядерных взрывов с выбросом (угрозой выброса) радиоактивных веществ.
• Аварии с ядерными боеприпасами или чрезвычайные ситуации в местах их хранения (нахождения, установки).

2.2. Типы радиационных аварий.

• Локальная – нарушение в работе радиационноопасного объекта, при котором не произошел выход радиоактивных продуктов или ионизирующих излучений за предусмотренные границы оборудования, технологических систем, зданий и сооружений в количествах, превышающих установленные для нормальной эксплуатации предприятия значения.
• Местная – нарушение в работе радиационноопасного объекта, при котором произошел выход радиоактивных продуктов в пределах санитарно-защитной зоны и в количествах, превышающих установленные нормы для данного предприятия.
• Общая – нарушение в работе радиационноопасного объекта, при котором произошел выход радиоактивных продуктов за границу санитарно-защитной зоны и в количествах, приводящих к радиоактивному загрязнению прилегающей территории и возможному облучению проживающего на ней населения выше установленных норм.

2.3. Классификация аварий на радиационноопасных объектах.

     Классификация производится с целью заблаговременной разработки мер, реализация которых  в случае аварии должна уменьшить вероятные последствия и содействовать успешной ликвидации.

      Классификация возможных аварий на АЭС и других радиационноопасных объектах проводится по двум признакам: во-первых, по типовым нарушениям нормальной эксплуатации и, во-вторых, по характеру последствий для персонала, населения и окружающей среды.

     При анализе аварий их принято характеризовать цепочкой: исходное событие – пути протекания – последствия.

     Аварии, связанные с нарушениями нормальной эксплуатации, подразделяются на проектные, проектные с наибольшими последствиями  и запроектные. При этом под нормальной эксплуатацией АЭС понимается все ее состояние в соответствии с принятой в проекте технологией производства энергии, включая работу на заданных уровнях мощности, процессы пуска и остановки, техническое обслуживание, ремонты, перегрузку ядерного топлива.

     Причинами проектных аварий, как правило, являются исходные события, связанные с нарушением барьеров безопасности, предусмотренные проектом каждого реактора. Именно в расчете на эти исходные события и строится система безопасности АЭС.

     Первый  тип аварии – нарушение первого барьера безопасности, а проще – нарушение герметичности оболочек твэлов (тепловыделяющих элементов) из-за кризиса теплообмена или механических повреждений. Кризис теплообмена – это нарушение температурного режима (перегрев) твэлов.

   Второй  тип – нарушение первого и второго барьеров безопасности. При попадании радиоактивных продуктов в теплоноситель вследствие нарушения первого барьера дальнейшее их распространение останавливается вторым, который образует корпус реактора.

   Третий  тип – нарушение всех трех барьеров безопасности. При нарушенных первом и втором теплоноситель с радиоактивными продуктами деления удерживается от выхода в окружающую среду третьим барьером – защитной оболочкой реактора. Под ней понимается совокупность всех конструкций, систем и устройств, которые должны с высокой степенью надежности обеспечить локализацию выбросов.

   Причиной  ядерной аварии может быть также  образование критической массы  при перегрузке, транспортировке  и хранении твэлов.