Характеристика аварий на радиационно опасных объектах

Введение

Радиационная опасность  представляет собой составную часть техногенной опасности, реализуемой в виде поражающих воздействий чрезвычайной радиационной ситуации на человека и окружающую среду при ее возникновении, либо в виде прямого или косвенного ущерба для человека и окружающей среды в процессе нормальной эксплуатации этих объектов.

Это дает основание говорить об актуальности проблем  предупреждения и ликвидации аварий, защиты персонала и населения. Прогностические оценки на ближайшую перспективу показывают, что тенденция повышения вероятности радиационных аварий в ближайшем будущем будет сохраняться. Для этого есть целый ряд предпосылок:

• рост сложных производств с применением новых технологий, которые требуют высокой концентрации энергии и опасных веществ;
• высокий и все прогрессирующий износ основных производственных фондов, достигающих на ряде предприятий 80-100%;
• падение технологической и производственной дисциплины, уровня квалификации технического персонала;
• снижение требовательности и эффективности работы надзорных органов;
• высокая концентрация населения, проживающего вблизи потенциально опасных промышленных объектов;
• отсутствие или недостаточный уровень предупреждающих мероприятий, способных уменьшить масштабы последствий радиационных аварий и снизить риск их возникновения;
• недостаточная законодательная и нормативная база;
• стремление иностранных государств и фирм к инвестированию вредных производств на территории России;

Относительно новой опасностью для России является риск      инициированных чрезвычайных ситуаций, в т. ч. и "технологического" терроризма на объектах жизнеобеспечения крупных городов и промышленных центров, а также объектах повышенной экологической опасности, включая радиационно-опасные объекты.

По расчетам экспертов, затраты на предупреждение аварий во много раз меньше по сравнению с величиной ущерба, к которому они приводят в случае возникновения. Поэтому во всем мире вопросам безопасности радиационных производств придается очень большое значение.

В этой связи привлечение внимания к проблемам радиационной безопасности, выделение их в отдельный блок для целей анализа, выявления источников риска, разработки и принятия на системном уровне необходимых мер, направленных на их снижение с учетом потенциальной опасности многих продуктов и технологий представляется оправданным и актуальным.

I. Характеристика аварий на радиационно-опасных объектах

В настоящее время практически любая отрасль хозяйства и науки использует радиоактивные вещества и источники ионизирующих излучений. Высокими темпами развивается ядерная энергетика. Атомная наука и техника таят в себе огромные возможности, но вместе с тем представляют и большую опасность для людей и окружающей среды. Атомные установки эксплуатируются на ледоколах, на крейсерах и подводных лодках, в космических аппаратах.

Ядерные материалы приходится возить, хранить, перерабатывать, что создает дополнительный риск радиоактивного загрязнения окружающей среды, поражения людей, животных и растительного мира.

Радиационно-опасный объект (РОО) – предприятие, на котором при авариях могут произойти массовые радиационные поражения. [5,c.384].

К радиационно-опасным объектам относятся:

— предприятия ядерного топливного цикла (предприятия ЯТЦ);

— атомные станции (АС): атомные электрические станции (АЭС), атомные теплоэлектроцентрали (АТЭЦ), атомные станции теплоснабжения (АСТ);

— объекты с ядерными энергетическими установками (объекты с ЯЭУ): корабельные, космические;

— исследовательские ядерные реакторы;

— ядерные боеприпасы (ЯБП) и склады их хранения;

— установки технологического, медицинского назначения и источники тепловой и электрической энергии, в которых используются радионуклиды.

Среди техногенных источников ЧС наибольшую опасность по тяжести поражения, масштабам и долговременности действия поражающих факторов представляют радиационные катастрофы. В обычных условиях радиационная обстановка в стране определяется, во-первых, природной радиоактивностью, включая космические излучения; во-вторых, радиоактивным фоном обусловленным проведенными с 1945 по 1989  г. не менее 1820  испытаниями ядерного оружия; в-третьих, наличием территорий, загрязненных радиоактивными веществами вследствие произошедших в предыдущие годы аварий на предприятиях атомной промышленности и энергетики; в-четвертых, эксплуатацией ядерно - и радиационно - опасных объектов.

Факторы опасности ядерных реакторов достаточно многочисленны.

Перечислим лишь некоторые из них:

1. Возможность аварии сразгоном реактора. При этом вследствие сильнейшего тепловыделения может произойти расплавление активной зоны реактора и попадание радиоактивных веществ в окружающую среду. Если в реакторе имеется вода, то в случае такой аварии она будет разлагаться на водород и кислород, что приведет к взрыву гремучего газа в реакторе и достаточно серьезному разрушению не только реактора, но и всего энергоблока с радиоактивным заражением местности. Аварии с разгоном реактора можно предотвратить, применив специальные технологии конструкции реакторов, систем защиты, подготовки персонала.
2. Радиоактивные выбросы в окружающую среду. Их количество и характер зависит от конструкции реактора и качества его сборки и эксплуатации. У РБМК они наибольшие, у реактора с шаровой засыпкой наименьшие. Очистные сооружения могут уменьшить их. Впрочем, у атомной станции, работающей в нормальном режиме, эти выбросы меньше, чем, скажем, у угольной станции, так как в угле тоже содержатся радиоактивные вещества, и при его сгорании они выходят в атмосферу.
3. Необходимость захоронения отработавшего реактора. На сегодняшний день эта проблема не решена, хотя есть много разработок в этой области.
4. Радиоактивное облучение персонала. Можно предотвратить или уменьшить применением соответствующих мер радиационной безопасности в процессе эксплуатации атомной станции.

Ядерный взрыв ни в одном реакторе произойти в принципе не может.

Под ядерной (радиационной) аварией понимают потерю управления цепной реакцией в реакторе либо образование критической массы при перегрузке, транспортировке и хранении тепловыделяющих сборок, или повреждению ТВЭЛов, приведшую к потенциально опасному облучению людей  сверх допустимых пределов. Иногда используется понятие ядерно-опасного режима, который представляет собой отклонения от пределов и условий безопасности эксплуатации реакторной установки, не приводящие к ядерной аварии. Ядерно-опасный режим можно рассматривать как режим, создающий аварийную ситуацию.

Главной опасностью аварий на РОО был и будет выброс в окружающую природную среду РВ, сопровождающийся тяжелыми последствиями. Радиационная авария присуща не только АЭС, но и всем предприятиям ядерного топливного цикла, а также предприятиям, использующим радиоактивные вещества. К таким предприятиям можно отнести предприятия, добывающие урановую или ториевую руду; заводы по переработке руды. Радиационные аварии на РОО могут возникнуть в процессе испытаний, хранения, транспортировки ядерного оружия.

Основным поражающим фактором при авариях на реакторах АЭС это радиоактивные загрязнения местности и источником загрязнения является атомный реактор как мощный источник накопленных радиоактивных веществ.

Рассмотрим образование поражающих факторов и их воздействие при аварии на АЭС.

1.   Световое излучение и явление проникающей радиации может оказать воздействие, в основном, на работающую смену персонала.

2.   Радиоактивное заражение местности в результате выбросов продуктов распада в атмосферу во всех случаях будет значительным и на больших площадях.

3.   Ударная волна (сейсмическая) образуется только при ядерном взрыве реактора, при тепловом взрыве ее действие на окружающую среду незначительно.

Разберем особенности радиоактивного заражения местности при авариях на АЭС, учитывая в первую очередь опыт аварии на ЧАЭС. Источником радиоактивного заражения выбросов в атмосферу из аварийного реактора явились продукты цепной реакции. В выбросах было обнаружено 23 основных радионуклида.

В первые минуты после взрыва и образования радиоактивного облака наибольшую угрозу для здоровья людей представляли изотопы так называемых благородных газов (ксеноны), но они быстро рассеиваются в атмосфере, теряя свою активность. Таким образом, радиоактивное заражение не образуется.

В последующем воздействуют на людей коротко живущие радиоактивные компоненты, такие как Йод -131(8 суток).

Затем воздействуют на организм долгоживущие изотопы, Цезий-137 и Стронций-90 (до 30 лет).

На фоне тугоплавкости большинство радионуклидов,  такие как теллур, йод, цезий обладают высокой летучестью. Вот почему аварийные выбросы реакторов всегда обогащены этими радионуклидами, из которых йод и цезий имеют наиболее важное воздействие на организм человека и животный мир. Состав аварийного выброса продуктов деления реактора существенно отличается от состава продуктов ядерного взрыва. При ядерном взрыве преобладают радионуклиды с коротким периодом полураспада. Поэтому на следе радиоактивного облака происходит быстрый спад мощности дозы излучения. При авариях на АЭС характерно радиоактивное загрязнение атмосферы и местности легколетучими радионуклидами, а, во-вторых, Цезий-137 и Стронций-90 обладают длительными периодами полураспада. Поэтому такого резкого уменьшения мощности дозы не наблюдается.

И еще одна особенность. При ядерном взрыве и образовании следа для людей главную опасность представляет внешнее облучение (90-95% от общей дозы). При аварии на АЭС с выбросом активного материала картина иная. Значительная часть продуктов деления ядерного топлива находится в парообразном и аэрозольном состоянии. Вот почему доза внешнего облучения здесь составляет 15%, а внутреннего – 85%.

Специалисты выделяют следующие потенциальные последствия радиационных аварий:

1.   немедленные смертельные случаи и травмы среди работников предприятия и населения;

2. латентные смертельные случаи заболевания настоящих и будущих поколений, в том числе изменения в соматических клетках, приводящие к возникновению онкологических заболеваний, генетические мутации, влияние на зародыш и плод вследствие облучения матери в период беременности;

3.   материальный ущерб и радиоактивное загрязнение земли и экосистем;

4.  ущерб для общества, связанный с боязнью относительно потенциальной возможности использования ядерного топлива для создания ядерного оружия.

К последствиям  серьезных радиационных аварий относится и наличие косвенного риска для здоровья и жизни людей. Косвенный риск возникает при непосредственном осуществлении мер безопасности, эвакуации при аварии. Например: эвакуационные мероприятия, вызванные радиационной аварией, обусловливают возникновение множества косвенных рисков: смертельные случаи вследствие дорожно-транспортных происшествий, увеличение числа сердечных приступов у эвакуируемого населения, психические травмы, вызванные стрессовой ситуацией во время эвакуации, и т.п.

Классификация аварий на радиационно-опасных объектах

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

Классификация возможных аварий на РОО производится 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.

Анализ различного рода отклонений в эксплуатации РОО, а так же аварийных ситуаций показывает, что возможны аварии двух типов.

Первый тип – гипотетический,  не вызывает загрязнения.

Второй тип – с полным разрушением реактора (хранилища), которое может сопровождаться цепной реакцией, т.е. ядерным взрывом малой мощности или тепловыми взрывами, вызванными интенсивным паро- и газообразованием.

Причиной ядерной аварии может быть образование критической массы при перегрузке, транспортировке, хранении ТВЭЛов, нарушении режимов хранения отработанных ядерных отходов.

Радиационная авария – происшествие, приведшее к выходу (выбросу) радиоактивных продуктов и ионизирующих излучений за предусмотренные проектом пределы (границы) РОО в количествах, превышающих установленные нормы безопасности.

Радиационные аварии  на РОО подразделяются на три типа:

Локальная  – нарушение в работе РОО, при котором не произошел выход радиоактивных продуктов или ионизирующего излучения за предусмотренные границы оборудования, технологических систем, зданий и сооружений в количествах, превышающих установленные для нормальной эксплуатации предприятия значения.

Местная – нарушение в работе РОО, при котором произошел выход радиоактивных продуктов в пределах санитарно – защитной зоны и количествах, превышающих установленные нормы для данного предприятия.

Общая – нарушение в работе РОО, при котором произошел  выход радиоактивных продуктов за границу санитарно – защитной зоны и количествах, приводящих к радиоактивному загрязнению прилегающей территории и возможному облучению проживающего на ней населения выше установленных норм. [4,c.106].

Отечественная классификация, согласно которой в порядке возрастания серьезности последствий все аварии на РОО  разделены на девять классов. Первые восемь классов охватывают аварии с широким диапазоном возможных последствий – от незначительных нарушений в работе до серьезных поломок в оборудовании. Такие аварии относятся к проектным, они рассматриваются при проектировании РОО, а также в окончательных выводах по анализу безопасности эксплуатации объекта. В целом под обеспечением радиационной безопасности понимается проведение комплекса организационных и социальных мероприятий направленных на исключение или максимальное снижение опасности вредного воздействия ионизирующих излучений на организм человека и уменьшение радиоактивного загрязнения окружающей среды до безопасных уровней.

Аварии, отнесенные к девятому классу, являются запроектными и в процессе проектирования не рассматриваются, из-за малой вероятности их возникновения. Эти аварии относятся также к гипотетическим или тяжелым. Подобные аварии возникают при повреждении или разрушении активной зоны реактора или хранилища отходов ядерного топлива и возможны при возникновении не предусмотренного в проекте аварийного исходного события.

С точки зрения медицинских последствий, контингента облучаемых лиц и вида лучевого воздействия на организм человека радиационные аварии разделяются на пять основных групп: малые, средние, большие, крупные и катастрофические. К малым радиационным авариям относятся инциденты не связанные с серьезными медицинскими последствиями и характеризуются только экономическими потерями. При этом возможно облучение лиц различной категории. Дозы лучевого воздействия не должны превышать установленных НРБ-96 санитарных норм. Для четырех групп радиационных аварий, возможны медицинские последствия – острые и хронические лучевые поражения, неблагоприятные стохастические последствия, вторую и третью группы объединяют производственные радиационные аварии, т.е. инциденты, связанные с персоналом; четвертая и пятая группы – коммуникальные аварии и происшествия, при которых страдает население. Для радиационных аварий второй группы характерно только внешнее, а для третьей группы – внешнее и внутреннее облучение персонала.

Для больших аварий используются дополнительные подразделения по критерию распространенности связанные с радиоактивным загрязнением:

1.   персонала и рабочих мест;

2.   производственного помещения;

3.   здания;

4.   территории;

5.   санитарно-защитной зоны.

Четвертая группа радиационных аварий (крупные аварии) объединяет инциденты, при которых возможно чисто внешнее, совместное внешнее и внутреннее облучение небольшого числа лиц.

В пятую группу (катастрофические аварии) относятся радиационные аварии, при которых наблюдается совместное внешнее и внутреннее облучение больших контингентов населения, проживающего в одном или нескольких регионах.

Кроме всевозможных классификаций радиационных аварий на РОО по видам существует специальная шкала происшествий на АЭС, разработанная под эгидой МАГАТЭ в 1989 г., введена в действие в России с сентября 1990 г. Изначально она задумывалась для информации об аварийных  ЧС на АЭС.

II. Опишите и проанализируйте 1-2 хорошо известных Вам из жизненной практики события, связанные с проявлением опасностей в сфере экологии

Омская область: угроза экологической катастрофы.

Более половины подземных водных источников Омской области оказались загрязнены продуктами жизнедеятельности животных и человека. Ученые говорят, что подземная вода - самая чистая. Пройдя через песок - природный фильтр, вода пригодна не только для утоления жажды. Подземная вода насыщена минеральными солями, полезными для организма человека, и может использоваться для лечения. Это в теории. На практике большинство подземных источников Омской области могут принести здоровью только вред. Сотрудники омской геологоразведочной экспедиции регулярно берут пробы воды из подземных скважин. По мнению ученых, в регионе восемьдесят процентов источников загрязнены человеком. Поземные воды загрязняются через устья заброшенных скважин. Их в свое время по области набурили несколько тысяч. Водой из большинства скважин поили скот. Когда с началом перестройки животноводческие хозяйства стали разоряться, скважины оставлялись без присмотра. В устья сваливали мусор и навоз. Сейчас экологи требуют закрыть бесхозные источники воды. Но для правильной заглушки необходимо потратить около пятидесяти тысяч рублей на каждую скважину. А закрыть надо около пяти тысяч источников. ВЛАДИМИР ДЕРГАЧЕВ, начальник омской геологоразведочной экспедиции: "Мы придем к тому, что заболевания населения будут возрастать, и мы придем к тому, что эпидемии начнутся". Большинство крупных городов испытывают недостаток воды. Живительную влагу приводят в мегаполисы из источников, расположенных за много десятков километров от города. В центре Омска есть скважина, откуда берут чистую воду. Воду из скважины в центре Омска можно пить без опасения за свое здоровье. Специалисты утверждают, что подобных источников по области наберется меньше десяти. Остальные подземные резервуары продолжают накапливать вредные вещества. Специалисты дают прогноз, что на территории области скоро вовсе не останется скважин, воду из которых можно будет пить без опасения за свое здоровье.

Обмеление Аральского моря.

Ученые вынесли Аралу неутешительный вердикт: в ближайшие 50 лет обмеление озера продолжится со скоростью 0,5-1 метр в год. После этого "море примет форму остаточного горько-соленого водоема, который стабилизируется подземными или остаточными речными стоками". То есть фактически превратится в лужу. Неутешительные прогнозы не были взяты с потолка, а стали итогом работы десятка экспедиций, проведенных российскими исследователями из Института океанологии РАН совместно со своими коллегами из бывшего СССР. В общей сложности ученые наблюдали за состоянием моря с 2002 года, и о результатах этих наблюдений рассказали во время пресс-конференции, проведенной в РИА Новости.

Судьба Аральского моря может служить прекрасной иллюстрацией человеческой глупости. Когда в 30-е годы прошлого века на реках Амударья и Сырдарья, питавших Арал, началось строительство оросительных сооружений, никто не задумывался о последствиях. Перед строителями была поставлена задача - превратить Центральную Азию в цветущий регион (о том, что пустыни и степи существуют не только для того, чтобы раздражать человека своей бесполезностью, тогда как-то не очень задумывались).  Проект удался. Однако в 60-х годах прошлого века четвертое по величине в мире озеро неожиданно начало мелеть. Сейчас его площадь сократилась примерно на три четверти, а объем воды в нем уменьшился в 15 раз. Соленость воды возросла в некоторых районах до 200 граммов на литр. В Мертвом море аналогичный показатель составляет 300 граммов на литр. Таким образом, Арал вплотную подошел к тому, чтобы стать мертвым во всех смыслах. Конечно, текущее состояние Аральского моря стало результатом одновременной "работы" нескольких факторов. Среди них, разумеется, имеются и естественные - уровень озера за несколько миллионов лет его существования неоднократно колебался. Так, например, численное моделирование позволило установить, что за последние 10 тысяч лет этот уровень падал как минимум четыре раза, последний раз совсем недавно - в XVI веке. Однако главная вина все-таки лежит на человеке: ученые полагают, что соотношение антропогенных и естественных причин обмеления составляет семь к трем.

Высыхание озера привело к тому, что в 1989 году море распалось на два независимых водоема - Северное (малое) Аральское и Южное (большое) Аральское моря. Спустя некоторое время большое разделилось на западную и восточную части. В 2002 году, когда исследователи начинали свои экспедиции, восточная часть еще существовала. Теперь ее больше нет.

Разумеется, катастрофические изменения сказались на флоре и фауне Арала - их представители также вымирают. Так, в 60-х годах прошлого века в озере обитало 34 вида рыб, из которых 20 считались промысловыми. На озере был собственный рыболовный флот, а вокруг озера расположились комбинаты по переработке рыбы. В 2002 году в Южном Арале обитало два вида рыб: камбала и атерина. После 10-й экспедиции, которая завершилась в августе 2009 года, ученые с уверенностью заявили, что теперь нет и этих двух (Рис. 1)

Здесь, кстати, проявилась ирония матери-природы. Дело в том, что появление в водах Арала атерины Atherina boyeri caspia, которая родом с Каспия, стало результатом эксперимента. В 50-х годах прошлого века было принято решение разводить этих рыб на Аральском море. Не стала исключением и экосистема Арала - появление новых видов подорвало существование многих пищевых цепочек. Так что если бы даже озеро и не высыхало, экологическая катастрофа все равно была бы обеспечена. Человечество, так сказать, подстраховалось.     Наконец, помимо относительно "безопасных" экспериментов по созданию оросительной системы и внедрению новых видов в экосистему озера, здесь проводились и более опасные испытания. Например, остров Возрождения служил полигоном для испытания биологического оружия. В 2001 году этот остров соединился с материком, и сейчас существуют опасения, что пылевые бури могут принести выживших возбудителей сибирской язвы, чумы, тифа, оспы в населенные районы.

По разным подсчетам, даже если полностью прекратить забор воды из рек, питающих (хотя, наверное, правильно говорить "питавших") Арал, приемлемый уровень воды восстановится в озере не ранее, чем через 200 лет. Но ученые предлагают другой план спасения (который поддерживает, например, мэр Москвы Юрий Лужков). Для того чтобы озеро не высохло окончательно, нужно перенаправить туда часть стоков Иртыша. То есть исправить одно вмешательство другим. Правда, ученые признают, что подобные планы требуют серьезной проработки.

Но самое важное, что и в таком плачевном состоянии Арал, оказывается, можно использовать. Так, сейчас в толще воды обитают артемии Artemia salina - рачки длиной 10-13 миллиметров. Цисты этих рачков, которые в большом количестве плавают на поверхности Арала, могут использоваться, например, для кормления птиц. Поэтому их можно производить в промышленных масштабах. Кроме этого, в 2008 году Узбекистан занялся разведкой полезных ископаемых на своей части дна Арала. Ну и, наконец, главной надеждой региона является привлечение туристов. Об этом с уверенностью заявил заведующий лабораторией Института геологии и геофизики Академии наук Республики Узбекистан Максим Петров. Исследователь полагает, что найдется много желающих посмотреть на этот уголок природы. Ведь соленость Арала в некоторых регионах уже позволяет читать книгу, лежа в воде (раньше это считалось прерогативой Мертвого моря). А еще есть лечебные грязи...

Так что для Арала еще не все потеряно. До того как это измученное человеческими экспериментами озеро, когда-то гордо называвшееся морем, окончательно исчезнет с лица Земли, люди найдут еще много способов его использования.

III. Тесты

Тест 1.

Минимальный расход воздуха на одного работающего в помещении бухгалтерии, где рабочие места оснащены компьютерами, должен составить:

1. 55м³ .
2. 30-40м³.
3. 45м³.
4. 70м³.

Укажите регламентирующий документ.

Правильный ответ №1. Нормативные показатели производственного микроклимата установлены ГОСТ 12.1.055-88 и СанПиН 2.2.4.584-96

Тест 2.

По современным представлениям науки биосфера, это:

1. Атмосфера и гидросфера.
2. Часть атмосферы, гидросфера и литосфера.
3. Атмосфера, гидросфера, литосфера и абиосфера.
4. Совокупность экосистем.

Дайте определение ноосферы.

Правильный ответ: 3. Биосфера – оболочка Земли, населенная живыми организмами. Биосфера охватывает поверхность Земли, верхнюю часть литосферы, всю гидросферу, тропосферу и нижнюю часть стратосферы. [2,c.14].

Ноосфера (греч. νόος — «Разум» и σφαῖρα — «шар») — сфера взаимодействия общества и природы, в границах которой разумная человеческая деятельность становится определяющим фактором развития (эта сфера обозначается также терминами «антропосфера», «биосфера», «биогеосфера»). Ноосфера — предположительно новая, высшая стадии эволюции биосферы, становление которой связано с развитием общества, оказывающего глубокое воздействие на природные процессы

Тест 3. Источниками инфразвука являются:

1. Голоса людей.
2. Гром.
3. Орудийные выстрелы.
4. Рок музыка.
5. Землетрясение.
6. Море.
7. Лес.
8. Атмосфера.
9. Бытовые приборы.

Внимание!

Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы

Бесплатная оценка