Особливості радіоактивного забруднення у разі руйнування (аварій) атомних електростанцій

Особливості радіоактивного забруднення  у разі руйнування (аварій) атомних  електростанцій 

Світовий досвід, зокрема вітчизняний, свідчить, що використання ядерних технологій іноді призводить до небезпечних наслідків для  людства і довкілля. Аварія на Чорнобильській АЕС 26. 04. 1986 року є тому свідоцтвом.

Радіоактивне забруднення  місцевості у разі руйнування (аварії) на АЕС за складом радіоактивних  речовин, площею забруднення, рівнями  радіації на забрудненій місцевості та тривалістю її забруднення суттєво  відрізняється від радіоактивного зараження місцевості у випадку ядерного вибуху.

За складом радіоактивних  речовин, поряд із ізотопами урану, плутонію (як і під час ядерного вибуху) у місці аварійного викиду буде спостерігатися наявність короткоживучих радіоізотопів (йод  , телур  , цезій ,  ) та газів (ксенон  , криптон  ) [1, 4].

Особливостями радіоактивного забруднення під час руйнування (аварії) на радіаційно - небезпечних об’єктах (РНО) у порівнянні із зараженням від ядерного вибуху є:

1) велика тривалість викиду  радіоактивних речовин у навколишнє  середовище, який продовжується  до повної герметизації зруйнованого реактора. Це ускладнює, а іноді й виключає можливість прогнозування радіаційної обстановки на території, що оточує аварійний реактор;

2) під час руйнування (аварії) утворюються дрібнодисперсні аерозолі  з розмірами частинок 0,5 - 3 мкм (під час ядерного вибуху - 60 мкм і більше), які здатні тривалий час знаходитися в повітрі у завислому стані і розповсюджуються за напрямком вітру на великі відстані. Ці дрібнодисперсні аерозолі не фільтруються носоглоткою людини і не видихаються з повітрям, а осідають у легенях та у подальшому розносяться кров'яними потоками по організму;

3) висока хімічна активність  викинутих радіонуклідів забезпечує  міцне їх зчеплення з різними  поверхнями (наприклад, технікою) і  ускладнює проведення робіт з  їх дезактивації;

4) радіонукліди у вигляді  газоаерозольної суміші впродовж  тривалого часу викидаються із  зони зруйнованого реактора у  приземний шар атмосфери (до 200 - 500 м), який характеризується мінливістю  метеорологічних умов, що призводить  до нерівномірного забруднення і визначає суцільну конфігурацію зон забруднення місцевості у радіусі до 100 км від місця руйнування (аварії);

5) спад рівнів радіації  під час руйнувань (аварій) АЕС  відбувається значно повільніше, ніж у випадку ядерних вибухів.  Так, за 10 годин після зруйнування (аварії) АЕС, активність радіонуклідів, знижується в 1,7 рази, у той час як при ядерному вибуху - у 16 разів; за три доби активність радіонуклідів знижується у 2,5 рази та 170 разів відповідно [2];

6) забруднення характеризується  великими масштабами з умовним виділенням зон: руйнування АЕС - до 500 м; розповсюдження газоаерозольної хмари до 10-20 км; суцільного забруднення - до 100 км; осередкового забруднення - до 1000 км;

7) уражаюча дія радіоактивного  забруднення зумовлена наявністю  внутрішнього і зовнішнього опромінення. Особливу небезпеку становитиме період випадіння радіонуклідів (радіоактивний йод) із газоаерозольної хмари, впродовж якого незахищений персонал може отримати дозу внутрішнього опромінення від 400 до 3000 рад.

Руйнування ядерного енергетичного реактора (ЯЕР) може статися  не тільки у разі застосування звичайної  зброї по АЕС, а й унаслідок  стихійного лиха, падіння літального апарата на споруду АЕС тощо. Вихід  реактора з ладу супроводжується  вибухом та руйнуванням системи трубопроводів, що містять теплоносій, пошкодженням реактора та його гальмуванням, відмовою системи управління і захисту, що викликає миттєву втрату герметичності конструкцій реактора, повне оплавлення ТВЕЛів і викид радіоактивних речовин з потоками пару у довкілля. Одночасно можливий розкид радіоактивних уламків конструкцій і ТВЕЛів на значній території.

У кожному несприятливому варіанті перебігу і розвитку аварії на АЕС в атмосферу може бути викинуто до 100 % радіоактивних благородних  газів; 10-30 % стронцію; до 3 % таких ізотопів, як плутоній, рутеній, лантан. Загальна активність викиду під час аварій досягає 10 % від загальної активності реактора на момент руйнування або його зупинки і залежить від типу реактора, його електричної потужності і часу, що пройшов з моменту початку керованої ланцюговою реакції. Так, сумарна активність усіх ізотопів у реакторі типу ВВЕР-440 через рік експлуатації реактора складає величину порядку 109 Кі. Загалом при руйнуванні (аварії) ядерного енергетичного реактора у навколишнє середовище може бути викинуто понад 200 різноманітних радіоактивних ізотопів з максимальним періодом напіврозпаду 200 років.

Як відзначалось вище, при руйнуванні (аварії) реактора утворюються великі території, заражені радіонуклідами.

На відміну від ядерного вибуху, місцевість, що зазнала радіоактивного забруднення при аварії на АЕС, умовно поділяють на п'ять зон (див. схему)[3].

Схема зон можливого радіоактивного зараження місцевості

під час руйнування (аварії) АЕС 

Зони можливого  радіоактивного забруднення місцевості характеризуються потужністю дози на першу годину після аварії у мрад/год. (рад/год.) та річною дозою опромінення  у рад (див. табл.).

Крім цього, радіоактивні продукти, які утворюються внаслідок  руйнування (аварії) ядерного реактора, мають надзвичайно високу хімічну  активність, що вимагає більших витрат на ліквідацію наслідків радіоактивного забруднення, ніж у разі ядерного вибуху. Це обумовлено тим, що більшість енергії, яка вивільняється під час ядерного вибуху, витрачається на ударну хвилю та світлове випромінювання, тоді як під час аварії на АЕС 90 % енергії, що вивільняється, витрачається на радіоактивне забруднення місцевості. 

Характеристики  зон радіоактивного забруднення 

І, як підсумок, можна зазначити, що, основна відмінність у природі радіоактивного забруднення місцевості внаслідок руйнування (аварії) на АЕС порівняно з ядерним вибухом полягає в тому, що радіоактивне забруднення місцевості під час руйнування (аварії) на АЕС – є наслідком механічного викиду (витоку) компонентів ядерного палива з реактора, а не безпосереднім продуктом ядерного вибуху.