Радиационные аварии, их виды, основные опасности и источники радиационной опасности

2. Особенности аварий атомной энергетики

2.1 Фазы протекания аварий на радиационно-опасных объектах

1. Ранняя - от начала аварии до прекращения выброса радиоактивных веществ (РВ) и окончания формирования следа радиоактивного заражения (РЗ) на местности (в зависимости от конкретных метеоусловий может быть в виде «пятен»). Продолжительность фазы - до двух недель. Велика вероятность внешнего облучения от гамма-излучения и бета-частиц, а также внутреннего облучения через пищу, воду, воздух.

2. Средняя - от окончания ранней фазы до принятия мер защиты населением. Продолжительность фазы - несколько лет. При этом источником внешнего облучения являются осевшие на местности РВ. Не исключено и внутреннее облучение через пищу, воздух.
. Поздняя - до прекращения проведения защитных мер и отмены всех ограничений.

2.2 Аварии с выбросом радиоактивных веществ и их последствия

радиационный атомный энергетика авария
Радиация представляет собой уникальное явление природы, открытое физиками в конце XIX и тщательно изученное в XX веке.
Ионизирующее излучение, в частности радиоактивное, представляет собой потоки заряженных и нейтральных частиц, а также электромагнитных волн. Это сложное излучение, включающее несколько видов.
Альфа-излучение - ионизирующее излучение, состоящее из альфа-частиц (ядер гелия), испускаемых при ядерных превращениях и распространяющихся на небольшие расстояния: в воздухе - не более 10см, в биоткани (живой клетке) - до 0,1мм. Они полностью поглощаются листом бумаги и не представляют опасности для человека, за исключением случаев непосредственного контакта с кожей.
Бета-излучение - электронное ионизирующее излучение, испускаемое при ядерных превращениях. Бета-частицы распространяются в воздухе до 15 м, в биоткани - на глубину до 15 мм, в алюминии - до 5 мм. Одежда человека почти на половину ослабляет их действие. Они практически полностью поглощаются оконными стеклами и любым металлическим экраном толщиной в несколько миллиметров; опасны при контакте с кожей.
Гамма-излучение - фотонное (электромагнитное) ионизирующее излучение, испускаемое при ядерных превращениях со скоростью света. Гамма-частицы распространяются в воздухе на сотни метров и свободно проникают сквозь одежду, тело человека и значительные толщи материалов. Это излучение считают самым опасным для человека.
Источники ионизирующих излучений делятся на природные (естественные) и техногенные, связанные с деятельностью человека. К естественным источникам относятся космические лучи и земная радиация, создающие природный радиационный фон, составляющий для человека за один год примерно 1,4 мЗв (0,14 бэр). Источники ионизирующих излучений техногенного характера - медицинская аппаратура, используемая для диагностики и лечения, дает до 50% техногенных излучений; промышленные предприятия ядерно-топливного комплекса, а также последствия испытаний ядерного оружия. Среднегодовая доза техногенных излучений составляет около 0,9 мЗв (0,09 бэр). Среднее значение суммарной годовой дозы излучения естественных и техногенных источников составляет 2-3 мЗв (0,2-0,3 бэр). Это так называемый естественный фон. Уровень радиации (мощность дозы), соответствующий естественному фону, - 0,1-0,6 мкЗв/ч (10-60 мкбэр/ч) - принято считать нормальным, свыше 0,6 мкЗв (60 мкбэр/ч) - повышенным.
Облучение, не превышающее нормального (естественного) фона, не влияет на здоровье людей. Однако, если облучение вызвано повышенной радиоактивностью, возникшей, например, в результате выброса РВ на ядерно-опасном объекте, воздействие ионизирующего излучения на человека может сопровождаться серьезными заболеваниями и даже лучевой болезнью.
Предельно допустимые концентрации радиоактивных веществ в окружающей среде и некоторые нормы радиационной безопасности для людей. В настоящее время органы здравоохранения определили предельно допустимые концентрации радиоактивных веществ в окружающей среде и предельно допустимые дозы (ПДД) облучения людей. В таблице 1 и 2 приведены ПДК радиоактивности в почве, воде, воздухе и значения ПДД облучения различных групп населения. При авариях на ядерно-опасных объектах суммарную дозу облучения населения можно условно представить следующим образом:

где Д_{внешн(ом)} - доза внешнего облучения соответственно от радиоактивного облака и загрязненной местности; Д_{внешн(к)} - доза внешнего облучения от радиоактивной пыли, попавшей на кожные покровы человека; Д_{внутр(ингал)} - доза внутреннего облучения, полученная через органы дыхания (йод-131); Д _{внутр(пища, вода)} - доза внутреннего облучения, полученная с пищей и водой, загрязненными радионуклидами долгоживущих элементов (цезия, стронция, плутония).

Радиоактивное загрязнение окружающей среды имеет место, если содержание радиоактивности в почве, воде или воздухе превышает предельно допустимые концентрации. Оно квалифицируется как чрезвычайная ситуация с последующими действиями соответствующих служб по защите населения и проведением мероприятий по дезактивации местности и объектов на ней.

Таблица 1: Значение предельно допустимых концентраций некоторых радиоактивных веществ

Предельно допустимые концентрации радиоактивности
	Предельные допустимые значения критериев
	йод-131	цезий-137	стронций-90	плутоний - 239, 240
В почве, Ки/км^2	-	1	0,3	0,1
В воде, Ки/л	1· 10^-8	1,5 · 10^-8	4,0 · 10^-8	5,2 · 10^-9
В воздухе, Ки/л	1,5 · 10^-13	4,9 ·10^-14	4,0 · 10^-14	3,0 · 10^-17

Таблица 2: Предельно допустимые дозы облучения людей

Предельно допустимые дозы облучения людей
Персонал радиационно-опасных объектов	20 мЗв (2 бэр) в год в среднем за любые 5 лет, но не более 50 мЗв (5 бэр) в год
Население	1 мЗв (0,1 бэр) в год в среднем за любые 5 лет, но не более 5 мЗв (0,5 бэр) в год
Лица, привлекаемые к ликвидации последствий аварии	200 мЗв (20 бэр) за время работы

Степень опасности поражения людей ионизирующими излучениями определяется значением экспозиционной дозы излучения Д, которая измеряется в рентгенах, Р. Интенсивность радиоактивных излучений оценивается мощностью дозы излучения Р, характеризующей скорость накопления дозы и выражаемой в рентгенах в час, Р/ч, миллирентгенах в час, мР/ч, или в микрорентгенах в час, мкР/ч. При оценке последствий облучения людей ионизирующими излучениями важно знать не экспозиционную, а поглощенную дозу излучения, т.е. количество энергии ионизирующих излучений, поглощенное тканями организма человека.

Рентген - это такая доза гамма-излучения, при которой в 1 см³ воздуха при нормальных физических условиях (температура воздуха 0 °С и давление 760 мм рт. ст) образуется 2,08-10⁹ пар ионов, несущих одну электростатическую единицу количества электричества.
Для оценки последствий облучения организма человека различными видами излучений, а также при попадании радионуклидов в его организм с воздухом, водой и пищей применяется специальная единица измерения эквивалентной дозы облучения - бэр (биологический эквивалент рентгена). Источниками радиационной обстановки на Земле являются: природная радиоактивность, включая космическое излучение; глобальный радиационный фон, обусловленный проводившимися испытаниями ядерного оружия; эксплуатация радиационно опасных объектов.
Радиационно опасный объект (РОО) - объект, на котором хранят, перерабатывают, используют или транспортируют радиоактивные вещества и при аварии на котором (или его разрушении) может произойти облучение ионизирующим излучением или радиоактивное загрязнение людей, сельскохозяйственных животных и растений, объектов экономики, а также окружающей природной среды (ГОСТ Р 22.0.05.-94).
В настоящее время доля облучения людей от первых двух источников несущественна. Третий же из них, даже при нормальной эксплуатации РОО, требует обеспечения радиационной безопасности, а при радиационных авариях ведет к облучению и переоблучению людей, радиоактивному загрязнению окружающей среды. Первая - санитарно-защитная зона - территория вокруг источника ионизирующего излучения, на которой уровень облучения людей в условиях нормальной эксплуатации данного источника может превышать установленный предел дозы облучения для населения и где запрещается постоянное и временное проживание людей, вводится режим ограничения хозяйственной деятельности и проводится радиационный контроль.
Вторая - зона наблюдения - представляет собой территорию за пределами санитарно-защитной зоны, на которой проводится радиационный контроль.
Особо тяжелые условия облучения населения и работников создаются при радиационных авариях.