Основы ликвидации последствий аварий на радиационно-опасных объектах

Однако при этом должна учитываться и величина МЗУА, характеризующая содержание радионуклида в материале источника ИИ. В этот материал могут входить и неактивные примеси, увеличивающие самоослабление излучения РН (см. формулы 2.2 и 2.5). Поэтому при установлении группы радиационной опасности величина МЗУА должна быть не меньше определенного табличного значения.

Источники радиационной опасности

В условиях нормальной эксплуатации и при радиационных авариях на персонал могут оказывать воздействие следующие источники РО (рис.2).

Рис. 2. Источники РО при эксплуатации РОО

ДМ – делящиеся материалы. Все они являются альфа-активными веществами с большим периодом полураспада. ?-распад может сопровождаться сравнительно мягким гамма-излучением. Так, при делении плутония—239 наиболее часто испускаются фотоны с энергиями около 52 и 39 кэВ, однако их квантовый выход невелик (соответственно около 0,0271 и 0,0105%). Спонтанное деление этих материалов сопровождается нейтронным излучением со средней энергией нейтронов около 1 МэВ.

Существенный вклад в гамма-n-активность вносят изотопные примеси ДМ.

ИНГ – импульсные нейтронные генераторы. Помимо непосредственного воздействия на персонал взаимодействие нейтронов ИНГ с материалами окружающей среды (ОС) приводит к их нейтронной активации.

КИ – контрольный источник; изготавливается из радиоактивных материалов. Используется для проверки работоспособности оборудования. Выполняется как закрытый источник.

РЗК – радиоактивное загрязнение конструкции; обусловливается технологической радиоактивной пылью (главным образом, ДМ) и продуктами нейтронной активации конструктивных элементов под действием нейтронов, образующихся при спонтанном делении. Вклад РЗК в дозу внешнего облучения очень небольшой. Однако РЗ делящимися материалами является очень опасным источником внутреннего облучения, поскольку ДМ обладают высокой радиотоксичностью (относятся по радиационной опасности к группам А и Б).

НА ОС – наведенная активность в материалах окружающей среды (ОС), включая строительные элементы и оборудование помещений. НА ОС является источником РО внешнего и внутреннего облучения, обусловленного взаимодействием нейтронов с материалами ОС, которые становятся активными. Вклад НА ОС в дозу облучения персонала невелик, поскольку продукты активации в основном являются короткоживущими.

ПРФ – повышенный радиационный фон, обусловленный естественной радиоактивностью ОС. Обычно с фоновым облучением не считаются, полагая его безопасным. Основными источниками РО, связанными с ПРФ, являются эманации радона-222, торона-220 и актинона-219 с дочерними продуктами их распада (ДПР). Эманации (главным образом, радон со своими ДПР) являются источниками РО внутреннего облучения; внешнее облучение за счет ПРФ обусловливается содержанием в почвенных породах и строительных материалах радиоактивных изотопов урана-238, тория-232, радия-226 и калия-40.

Наконец, эксплуатация РОО связана с постоянной угрозой их возможной радиационной аварии, чреватой исключительно тяжелыми последствиями как для персонала, так и для многих других людей, оказавшихся в зоне этой аварии. Хотя вероятность радиационной аварии сводится по возможности к минимальной величине и обеспечивается на этом уровне, однако она имеет конкретное допустимое значение, причем как любая случайная величина может проявиться совсем неожиданным образом. Поэтому угроза РА является особым источником радиационной опасности, объективно оказывающим сильное психологическое воздействие на персонал. Участие в работах по эксплуатации РОО требует от персонала высокого профессионализма и особого чувства ответственности, в частности, за обеспечение радиационной безопасности этих работ.

Прогнозирование масштабов радиационных аварий

Аварийный взрыв РОО влечет за собой наиболее опасные последствия. Их ликвидация требует значительных затрат. Исключительно важным в этих условиях является своевременное принятие рационального решения на ЛПА. Поскольку процессы распространения облака с радиоактивными аэрозолями и образования его следа на местности протекают в течение нескольких часов, целесообразно получить хотя бы приблизительную априорную информацию о масштабах РЗМ. Эта проблема может быть решена посредством прогнозирования масштабов аварии. При этом должны быть учтены сведения об условиях аварии, метеорологических условиях и характере местности, на которой произошла авария.

Оценка радиационной обстановки – это выявление, изучение и анализ характеристик радиоактивного загрязнения окружающей среды, техники, материальных средств, а также лучевого поражения персонала и населения, возникающих в результате радиационной аварии.

Оценка проводится методами прогнозирования и по фактическим данным радиационной разведки.

Прогнозирование радиационной обстановки – это ориентировочное заключение о наиболее вероятном развитии радиационной обстановки на основе анализа исходных данных о гипотетической или фактической радиационной аварии с оценкой последствий аварий, их масштабов и степени радиационного воздействия на персонал, население и окружающую среду.

Оценка радиационной обстановки включает определение:

типа и вида радиационной аварии (вид – с взрывом, пожар);

положения границ зон РЗМ с их картографической привязкой;

степени радиоактивного загрязнения окружающей среды (мощность дозы ионизирующего излучения, плотность РЗМ и воздуха);

временных характеристик (времени начала радиоактивного загрязнения, продолжительности формирования зон);

возможных и фактических доз облучения персонала;

радиационных потерь;

динамики радиационной обстановки, начала работ по ЛПА;

степени радиационной опасности по критериям НРБ;

влияния на хозяйственную деятельность населения в районе радиационной аварии;

маршрутов и проходов на загрязненной местности для эвакуации и маневра сил и средств по ЛПА.

Такая оценка является основой для выбора наиболее целесообразной последовательности действий по ЛПА. Результаты прогнозирования используются для обоснования решения на организацию радиационной разведки и предварительного решения на противорадиационную защиту, на неотложную эвакуацию, оцепление, на определение объектов дезактивации, т.е. для обоснования мероприятий, необходимых сил и средств ЛПА.

Основными направлениями прогнозирования масштабов радиационных аварий являются:

прогноз масштабов радиоактивного загрязнения окружающей среды;

прогноз дозы облучения персонала.

Практически чаще всего прогноз РЗМ и приземного воздуха при радиационной аварии выполняется расчетными методами с использованием эмпирических формул по методикам, основанным на гауссовских моделях рассеяния радиоактивных аэрозолей в атмосфере, либо по методикам численного решения уравнения турбулентной диффузии с введением полуэмпирических коэффициентов, путем решения трехмерного полуэмпирического уравнения турбулентной диффузии с переменным коэффициентом переноса и диффузии.

В расчетных зависимостях и уравнениях должны учитываться следующие процессы, влияющие на масштабы радиоактивного загрязнения окружающей среды:

диспергирование радиоактивных аэрозолей в атмосферу с образованием радиоактивного облака (газодымовой струи при пожаре);

перенос радиоактивных аэрозолей в атмосфере в результате ветровых газодинамических воздушных течений;

перемещение радиоактивных аэрозолей под действием пульсации потока в горизонтальном и вертикальном направлении за счет турбулентной диффузии воздуха;

гравитационное осаждение радиоактивных аэрозолей (под действием силы тяжести);

вымывание осадками;

вторичное пылеобразование за счет вертикального температурного воздухообмена (ресуспензии с поверхности земли).

При учете всех этих факторов расчеты получались бы очень сложными, доступными лишь машинным методам с затратой большого машинного времени, поэтому используется ряд упрощений: