2.4. Возможные последствия аварий радиационно опасных объектов, особенности радиоактивного загрязнения при авариях на радиационно опасных объектах. Особенности защиты населения при авариях на радиационно опасных объектах

Радиационно-опасный объект (РОО) - объект, при повреждении, разрушении и аварии которого может произойти радиоактивное загрязнение местности, акватории, воздушного пространства и др. объектов, расположенных на них, способное оказать влияние на действия и боеспособность войск, жизнедеятельность населения и промышленное производство. Это может привести к массовому облучению ионизирующим излучением людей, животных и растений.
РОО представляют опасность ввиду возможного загрязнения окружающей среды, поражения личного состава, населения, находящихся на местности, при разрушении объектов, сопровождающихся выбросом в окружающую среду радиоактивных веществ.
РОО являются вещества, устройства или технологические процессы, имеющие в своем составе (содержащие) радионуклиды в количествах, подлежащих в соответствии с п.п. 1.7 и 1.8 «Основных санитарных правил обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99)» обязательному учету и контролю, а также требующих специального разрешения на владение ими и их использование. В том случае, если эти объекты предназначены для осуществления цепных ядерных реакций или способны при определенных условиях к их неконтролируемому возникновению, они являются одновременно радиационно и ядерно опасными.
Согласно п. 3.1 «Основных санитарных правил обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99)» установлено четыре категории РОО:
I - объекты, при аварии на которых возможно их радиационное воздействие на население и могут потребоваться меры по его защите;
II - радиационное воздействие при аварии ограничивается территорией санитарно-защитной зоны (СЗЗ);
III - радиационное воздействие при аварии ограничивается территорией объекта. К радиационно опасным объектам относятся:
а) по признаку «объекты использования атомной энергии»:
- ядерные установки - сооружения и комплексы с ядерными реакторами, в том числе атомные станции (АЭС). Суда и другие плавсредства, космические и летательные аппараты, транспортные и транспортабельные средства. Сооружения и комплексы с промышленными, экспериментальными и исследовательскими ядерными реакторами, критическими и подкритическими ядерными стендами. Сооружения, комплексы, полигоны, установки и устройства с ядерными зарядами для использования в мирных целях и другие содержащие ядерные материалы сооружения, комплексы, установки для производства, использования, переработки, транспортирования ядерного топлива и ядерных материалов;
- радиационные источники - не относящиеся к ядерным установкам комплексы, установки, аппараты, оборудование и изделия, в которых содержатся радиоактивные вещества или генерируется ионизирующее излучение;
- пункты хранения ядерных материалов и радиоактивных веществ, хранилища радиоактивных отходов (далее - пункты хранения)
- не относящиеся к ядерным установкам и радиационным источникам стационарные объекты и сооружения, предназначенные для хранения ядерных материалов и радиоактивных веществ, хранения или захоронения радиоактивных отходов (РАО);
- ядерные материалы - материалы, содержащие или способные воспроизвести делящиеся (расщепляющиеся) ядерные вещества;
- радиоактивные вещества - не относящиеся к ядерным материалам вещества, испускающие ионизирующее излучение;
- радиоактивные отходы - ядерные материалы и радиоактивные вещества, дальнейшее использование которых не предусматривается;
б) по территориально-производственному признаку:
- объекты ядерного комплекса (ядерно-топливного цикла (ЯТЦ), атомной энергетики, ядерного оружейного комплекса);
- базы хранения ядерного оружия;
- территории и водоемы, загрязненные радионуклидами в результате имевших место радиационных аварий, ядерных взрывов в мирных целях, производственной деятельности и т.п.
Предприятия ЯТЦ осуществляют добычу урана, его обогащение (по 235U), изготовление ядерного топлива, переработку отработанного ядерного топлива и РАО, хранение ядерного топлива, РАО и захоронение РАО. Предприятия ЯТЦ по производственному признаку делятся на следующие группы:
- добывающие уран предприятия;
- предприятия по разделению изотопов урана;
- предприятия по изготовлению ядерного топлива;
- предприятия по переработке отработанного ядерного топлива;
- объекты захоронения РАО.
К добывающим уран предприятиям относятся объекты, осуществляющие добычу урановой руды и ее переработку механическим и гидрометаллургическим способами, и предприятия по подземному выщелачиванию урана.
Основные типы радиационных аварий на этих предприятиях - выброс (разброс) урановой руды при транспортировке (или концентрата) и разлив растворов урана при авариях трубопроводов. В случае аварий на добывающих уран предприятиях принятие экстренных мер по защите населения и ликвидации их последствий, как правило, не требуется, а загрязнения ураном не носят катастрофического характера даже при больших масштабах выбросов из-за малой радиоактивности естественного урана.
Предприятия по разделению изотопов урана (обогащению природного урана) и изготовлению ядерного топлива используют в технологических процессах как физические, так и химические методы. При этом возможны следующие типы аварий:
- самоподдерживающая цепная реакция деления (СЦР) при проведении работ с растворами, порошками и изделиями из компактного урана;
- взрывы, в результате которых происходит выброс радиоактивных материалов в окружающую среду;
- разливы растворов, содержащих уран;
- пожары с возгоранием соединений, в которых содержится уран, и выбросом их в окружающую среду. Из всех этих аварий радиационную опасность для населения могут представлять газоаэрозольный выброс в результате СЦР, содержащий продукты деления урана, а также взрывы и пожары на различных участках технологических процессов.
Переработка отработанного ядерного топлива осуществляется на специальных перерабатывающих предприятиях (радиохимических заводах). В ходе технологических процессов переработки осуществляется разделка тепловыделяющих элементов, растворение топлива, химическое выделение урана, плутония, цезия, стронция и других радионуклидов.
Основными причинами радиационных аварий на радиохимических заводах являются термохимические взрывы, сопровождаемые выбросом содержимого технологических аппаратов (урана и продуктов его деления), в том числе и за пределы санитарнозащитной зоны (СЗЗ) предприятия.
Часть РАО радиохимических заводов и других производств направляются на объекты захоронения. Перед захоронением они, как правило, подвергаются дополнительной переработке. Низко- и среднеактивные отходы, характеризующиеся большими объемами, направляются на переработку, общей тенденцией которой является максимально возможное уменьшение их объема при помощи технологических процессов сорбции, коагуляции, выпаривания, прессовки и т.д. с последующим включением в матрицы (цемент, битум, смолы и т.д.). Хранение низко- и среднеактивных отходов осуществляется в бетонных емкостях с последующим захоронением в естественных и искусственных полостях. Высокоактивные отходы выдерживаются во временных хранилищах и по истечении определенного времени отправляются на захоронение. Классификация жидких и твердых радиоактивных отходов по удельной радиоактивности и по уровню радиоактивного загрязнения представлена в приложении 5.
Наиболее вероятной причиной радиационных аварий на объектах переработки и хранения РАО являются термобарические взрывы с выбросом содержимого технологических аппаратов, в том числе за пределы СЗЗ.
Сегодня в стране действует 12 предприятий ядерно-топливного цикла, в том числе 3-мя радиохимическими производствами. Учитывая, что радиационные аварии на этой группе предприятий в отдельных случаях могут носить крупномасштабный характер, следует относить их к особо опасным производствам. Это обусловлено наличием большого количества специфических факторов, определяющих потенциальную опасность радиохимических предприятий. К ним можно отнести:
- неконтролируемое накопление делящихся веществ в отдельных фазах производства;
- образование в ходе технологических процессов взрывопожароопасных газовых смесей;
- большое количество самовоспламеняющихся и самовозгараемых материалов;
- наличие химических процессов, протекающих с высоким экзотермическим эффектом; использование оборудования с опасной геометрией и другие.
Всего в течение 40 лет на радиохимических заводах произошло более 20 серьезных аварий. Большая их часть является следствием неконтролируемых физико-химических процессов, меньшая - результатом развития самопроизвольной цепной ядерной реакции.
Наибольшую вероятность возникновения и значительные радиационные последствия имеют аварии при транспортировании ядерных материалов, прежде всего, гексафторида урана (ГФУ) и отработанного ядерного топлива (ОЯТ) водо-водяных энергетических реакторов (ВВЭР). Наиболее опасны, при этом, попадания контейнеров с этими ядерными материалами в зону пожара.
К объектам атомной энергетики относятся АЭС, на которых тепло, выделяющееся в ядерном реакторе, используется для получения водяного пара, вращающего турбогенератор для производства электрической энергии.
АЭС включает один или несколько ядерных энергетических реакторов. На российских АЭС работают следующие типы ядерных реакторов:
- водо-водяные энергетические реакторы электрической мощностью 440 МВт (ВВЭР-440) и 1000 МВт (ВВЭР-1000) на тепловых нейтронах; 105
- реакторы большой мощности, канальные, электрической мощностью 1000 МВт (РБМК-1000), графитовые, на тепловых нейтронах;
- реакторы жидкометаллические на быстрых нейтронах электрической мощностью 600 МВт (БН-600);
- реакторы энергетические графитовые паровые на тепловых нейтронах, электрической мощностью 12 МВт (ЭГП-12).
В России действуют 29 энергоблоков на 9 атомных электростанциях.
Типы ядерных реакторов, эксплуатирующихся на АЭС в России, представлены в прил. 1, их основные физико-технические характеристики - в прил. 2.
Характеризуя состояние эксплуатации действующих российских АЭС, следует отметить, что функционирование их осуществляется, в целом, в соответствии с правилами и нормами безопасности. С учетом накопленного опыта работы станций, а также анализа причин и последствий имевших место аварий, разработаны и реализуются на станциях мероприятия по повышению их надежности и безопасности, при этом учитываются состояние и особенности каждого конкретного энергоблока.
Вместе с тем, на сегодня ни одна из действующих АЭС не имеет процедурно законченного обоснования их безопасности и анализа возможных последствий аварийных ситуаций.
Вызывает беспокойство то, что из 29 действующих энергоблоков только 7 (реакторы - ВВЭР-1000) отличаются достаточной надежностью. Отрицательной особенностью является и то, что большинство российских АЭС расположены в густонаселенной Европейской части страны, в их 30-километровых зонах проживает более 4 миллионов человек.
Положение на АЭС усугубляется тем, что на большинстве станций сегодня имеет место высокая, свыше 65%, степень износа основных производственных фондов. Слабо ведутся работы по модернизации, ремонту и профилактике оборудования. В силу социальных причин наблюдается падение производственной и технологической дисциплины.
В принципе, можно констатировать, что вероятность за- проектных аварий на российских АЭС в настоящее время, в целом, значительно не уменьшилась, а по ряду энергоблоков, где не выполнен комплекс дополнительных мер безопасности, эта вероятность повысилась.
Среди техногенных источников ЧС наибольшую опасность по тяжести поражения, масштабам долговременности действия поражающих факторов представляют радиационные катастрофы.
Наглядным примером этому является авария на Чернобыльской АЭС (1986 г.), которая по совокупности своих последствий стала самой крупной катастрофой современности, затронувшей судьбы миллионов людей не только в бывшем СССР, но и за его пределами.
Достаточно сказать, что радиоактивному загрязнению с плотностью по цезию-137 более 1 Ки/км2 только в Российской Федерации подверглись территории 19 субъектов Российской Федерации, общей площадью около 60 тыс.км2, на которых проживает почти 3 млн. человек, в том числе более 600 тыс. детей. Ликвидация последствий этой катастрофы потребовала беспрецедентной в мирное время мобилизации сил и ресурсов страны.
Важнейшими уроками Чернобыльской катастрофы были:
- осознание возможности возникновения катастроф, протекающих по неисследованным, незапланированным, запроектным сценариям и требующих нестандартных действий по их локализации и ликвидации;
- недооценка опасностей радиационных аварий, их факторов и параметров воздействия на людей и окружающую среду;
- отсутствие системы научной поддержки принятия решений локализации и ликвидации аварий;
- отсутствие заранее созданной информационной базы данных по основным характеристикам радиационно-опасных объектов и окружающих их территорий;
- недостаточный учет психологических факторов при действиях по оповещению и эвакуации населения из мест радиационных аварий;
- необходимость повышения в системе защитных мероприятий роли радиационной разведки, оповещения и информирования населения об обстановке и действиях в сложившихся условиях;
- низкая оснащенность сил, привлекаемых к ликвидации последствий аварии, средствами индивидуальной защиты, радиационной разведки, дозиметрического контроля и специальными транспортными средствами, а также материальными ресурсами;
- отсутствие заблаговременно отработанных прав и мер ответственности участников спасательных операций, их гарантий и льгот.
Сегодня вероятность аварий, подобных Чернобыльской, на АЭС с реакторами РБМК, ВВЭР-440, на промышленных и ряде исследовательских реакторов составляет, по оценкам ряда экспертов, 10^-3 реакторо-лет при нормативной величине 10^-6.. 10^-7 реакторо-лет, т.е. на 3-4 порядка выше.
Наиболее тяжелыми радиационными авариями на АЭС, сопровождаемыми выбросом урана и продуктов его деления за пределы СЗЗ и радиоактивным загрязнением окружающей среды, являются запроектные аварии, обусловленные разгерметизацией первого контура реактора с разрушением или без разрушения активной зоны.
Радиационные аварии имеют место на судах и кораблях, космических аппаратах с ядерными реакторами, на объектах с промышленными, экспериментальными и исследовательскими ядерными реакторами.
Корабельные объекты с ЯЭУ оснащаются реакторами легководного типа. Принципиальными их отличиями от реакторов АЭС являются: использование в качестве топлива более обогащенного урана, сравнительно малые размеры, высокая степень защиты.
Характерной причиной радиационных аварий на корабельных ЯЭУ является разгерметизация первого контура реактора с выбросом при определенных условиях продуктов деления урана в окружающую среду.
На существующих космических объектах с ЯЭУ используются малогабаритные ядерные реакторы с высоким обогащением природного урана, на быстрых нейтронах, с жидкометаллическим теплоносителем, электрической мощностью несколько МВт.
Особенности последствий радиационных аварий космических объектов с ЯЭУ в полете обуславливаются разрушением и сгоранием летательного аппарата при входе в плотные слои атмосферы. Выпадением его радиоактивных остатков, в том числе отдельных высокоактивных, на значительном пространстве, исчисляемом десятками тысяч километров квадратных.
Заслуживают внимания промышленные и исследовательские ядерные установки. Характерной особенностью этих установок является их размещение, как правило, непосредственно в жилых производственных зонах крупных промышленных центров (Москва, Санкт-Петербург, Димитровград и др.). В частности, в г. Москве и Московской области в настоящее время эксплуатируется более 50- ти ядерных исследовательских установок различного назначения.
Следует отметить, что оборудование и технологические системы большинства исследовательских ядерных установок морально и физически изношены, нормативно-технические документы обеспечения безопасности использования этих установок либо устарели, либо отсутствуют, продолжается утечка из состава эксплуатационного персонала высококвалифицированных кадров, не имеется достаточного финансирования для необходимой реконструкции установок.
При этом, отсутствует государственная программа использования исследовательских реакторов, которая могла бы установить целесообразный объем исследований на них, а также определить перечень выводимых из эксплуатации реакторов.
На исследовательских ядерных установках исключаются крупномасштабные радиационные аварии глобального или регионального характера. Однако, они имеют серьезную опасность для персонала и населения, проживающего на прилегающей к ним территории.
Наиболее тяжелые последствия радиационных аварий на промышленных, экспериментальных и исследовательских ядерных реакторах имеют место при разрушении активных зон реакторов, сопровождаемом выбросом урана и продуктов его деления за пределы СЗЗ и загрязнением окружающей среды.
Определенные особенности и большое разнообразие имеют радиационные аварии на установках технологического, медицинского назначения и источниках тепловой и электрической энергии, в которых используются радионуклиды, что обусловлено их различием по назначению, конструкции, составу радионуклидов, типу и мощности излучения. Большинство используемых в этих установках радионуклидов являются мощными гамма - излучателями (60Со, 137Cs и другие) и опасны при разрушении защитных контейнеров, в которых они находятся, или изъятии их из контейнеров без принятия мер защиты. В меньшей части установок используются альфа- и бета - излучатели (238Pu, 210Po, 90Sr и другие), которые без надлежащей защиты также опасны для внешнего облучения. 109
Радиоактивное загрязнение окружающей среды при авариях установок технологического и медицинского назначения, источников тепловой и электрической энергии, в которых используются радионуклиды, возможно только при изъятии капсул с радионуклидами из защитных контейнеров и механическом или физическом разрушении капсул. При этом, как правило, происходит местное загрязнение окружающей среды. Возможен разнос загрязнений человеком, транспортом, ветром, водными потоками. Уровни радиации, плотности загрязнения зависят от типа радионуклида и его количества. В отдельных устройствах активность радионуклидов («топлива») может достигать 10¹⁶-10¹⁷ Бк. Территории и водоемы загрязнены радионуклидами в результате имевших место радиационных аварий, ядерных взрывов в мирных целях. Производственная деятельность предприятий ЯТЦ представляет радиационную опасность в связи с возможным разносом радиоактивных загрязнений и облучением населения, проживающего на загрязненных территориях, как за счет внешнего, так и внутреннего облучения, обусловленного употреблением загрязненных продуктов (овощей, фруктов, мяса, рыбы, молока, ягод, грибов) и попаданием радиоактивных аэрозолей через дыхательные пути.
Значительную радиационную опасность представляют отходы ядерных технологий. Узловой проблемой отходов ядерных технологий является накопление отработанного ядерного топлива. Всего его накоплено уже более 10 тыс. т., с суммарной активностью свыше 4 млрд. Ки. Проблема хранения и переработки отработанного ядерного топлива на сегодня стала тупиковой. Объемы этого вида отходов постоянно растут, а мощности по их переработке и утилизации остаются неизменными.В результате в хранилищах на атомных электростанциях отработанного ядерного топлива хранится в среднем в 1,5-2 раза больше, чем в активных зонах, а на Белоярской, Билибинской, Ленинградской и Курской АЭС - в 3-4 раза больше, с общей активностью отработанного топлива в 6-8 раз выше, чем в «рабочих» зонах. Сложное положение с отработанным ядерным топливом на атомном флоте. Особенно беспокоят суда гражданского флота у причалов, служащие своеобразными хранилищами отработанного топлива.
Другой составляющей проблемы последствий ядерных технологий является состояние с накоплением и хранением радиоактивных отходов. Основные источники образования радиоактивных отходов - добыча, обогащение урановой руды и производство ТВЭЛов, эксплуатация АЭС, регенерация отработанного топлива, использование радиоактивных изотопов. Данные о количестве радиоактивных отходов, накопленных в настоящее время, крайне тревожные. Общий их объем составляет около 500 млн.м3 (не считая низко активных отвальных пород на добывающих предприятиях - до 100 млн.м3), с суммарной активностью свыше 2,0 млрд. Ки. Наибольшую опасность и в этом отношении представляют предприятия ядерно-топливного цикла с радиохимическим производством. В частности, только на производственном объединении «Маяк» накоплено и хранится около 550 млн. Ки жидких и до 12 млн. Ки твердых отходов. Чрезвычайные ситуации (ЧС) на РОО возможны по следующим причинам:
- диверсии в террористических целях;
- нарушение технологических процессов;
- нарушение техники безопасности и режима работы;
- боевые действия;
- природные явления и техногенные аварии и инциденты.
Эти обстоятельства потребуют:
- привлечения сил и средств Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий (МЧС России) для ликвидации последствий ЧС;
- изменение маршрутов передвижения сил и средств МЧС России, населения;
- необходимости проведения мероприятий по радиационной защите войск и сил МЧС России и населения.
Критерии, определяющие состояние ЧС, и классификация их масштабов установлены на федеральном уровне «Положением о классификации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера».
Определение состояния и масштаба ЧС радиационного характера только по размерам причиненного ущерба здоровью и имуществу населения ограничивает возможности планирования мероприятий по эффективной защите населения в условиях функционирования РСЧС, относящегося к режимам повседневной деятельности и повышенной готовности к возможным событиям, связанным с техногенным неконтролируемым облучением населения. Это существенно в случае радиационных аварий, тем более, что ущерб здоровью человека при облучении может быть обнаружен («клинически определен») в зависимости от полученной им эффективной дозы, спустя продолжительное время после факта облучения, и даже только у его потомства (стохастические эффекты излучения).

Таблица 5
Сводка масштабов и признаков ЧС в соответствии с «Положением о классификации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера»

Примечание. В соответствии с «Положением о классификации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» классификационными признаками являются: число пострадавших, либо нарушение условий жизнедеятельности определенного числа людей, либо размер материального ущерба, а также территориальный признак. При этом имеется в виду, что количественные показатели указаны «на день возникновения ЧС».
При классификации аварий на РОО существует несколько подходов. Это обусловлено тем, что подобные аварии отличаются большим разнообразием присущих им признаков, а также объектов, на которых они могут происходить. В большинстве случаев аварии, сопровождающиеся выбросами радиоактивных веществ и формированием радиационных полей, классифицируют применительно к АЭС.
В зависимости от характера и масштабов повреждений и разрушений аварии на РОО подразделяют на проектные, проектные с наибольшими последствиями (максимально проектные) и запроектные (гипотетические).
Под проектной аварией понимается авария, для которой определены в проекте исходные события аварийных процессов, характерных для того или иного объекта (типа ядерного реактора) или другого радиационно-опасного узла, конечные состояния (контролируемые состояния элементов и систем после аварии), а также предусмотрены системы безопасности, обеспечивающие ограничение последствий аварий установленными пределами.
Максимально проектные аварии характеризуются наиболее тяжелыми исходными событиями, обусловливающими возникновение аварийного процесса на данном объекте. Эти события приводят к максимально возможным в рамках установленных проектных пределов радиационным последствиям.
Под запроектной (гипотетической) аварией понимается такая авария, которая вызывается неучитываемыми для проектных аварий исходными событиями и сопровождается дополнительными по сравнению с проектными авариями отказами систем безопасности.
В радиационной аварии различают четыре фазы развития: начальную, раннюю, промежуточную и позднюю (восстановительную).
Начальная фаза аварии является периодом времени, предшествующим началу выброса (сброса) радиоактивности в окружающую среду, или периодом обнаружения возможности облучения населения за пределами СЗЗ предприятия. В отдельных случаях подобная фаза может не существовать вследствие своей быстротечности.
Ранняя фаза аварии (фаза «острого» облучения) является периодом собственно выброса радиоактивных веществ в окружающую среду или периодом формирования радиационной обстановки непосредственно под влиянием выброса (сброса) в местах проживания или нахождения населения. Продолжительность этого периода может быть от нескольких минут до нескольких часов в случае разового выброса (сброса) и до нескольких суток в случае продолжительного выброса (сброса). Для удобства в прогнозах продолжительность ранней фазы аварии в случае разовых выбросов (сбросов) принимается, как правило, равной 1 суткам.
Промежуточная фаза аварии охватывает период, в течение которого нет дополнительного поступления радиоактивности из источника выброса в окружающую среду и в течение которого решения о введении или продолжении ранее принятых мер радиационной защиты принимаются на основе проведенных измерений уровней содержания радиоактивных веществ в окружающей среде и вытекающих из них оценок доз внешнего и внутреннего облучения населения. Промежуточная фаза начинается с нескольких первых часов с момента выброса (сброса) и длится до нескольких суток, недель и дольше. Для разовых выбросов (сбросов) протяженность промежуточной фазы прогнозируют, как правило, в пределах 7-10 суток.
Поздняя фаза (фаза восстановления) характеризуется периодом возврата к условиям нормальной жизнедеятельности населения и может длиться от нескольких недель до нескольких десятков лет в зависимости от мощности и радионуклидного состава выброса, характеристик и размеров загрязненного района, эффективности мер радиационной защиты.
В зависимости от границ зон распространения радиоактивных веществ и радиационных последствий потенциальные аварии на АЭС делятся на 6 типов:
- Локальная авария. Радиационные последствия аварии ограничиваются пределами объекта. При этом возможно облучение персонала и загрязнение зданий и сооружений, находящихся на территории АЭС, выше уровней, установленных для нормальной эксплуатации.
- Местная авария. Радиационные последствия аварии ограничиваются пределами пристанционного поселка и населенных пунктов в районе расположения АЭС. При этом возможно облучение персонала и населения выше уровней, установленных для нормальной эксплуатации.
- Территориальная авария. Радиационные последствия аварии ограничиваются пределами субъекта Российской Федерации, на территории которого расположена АЭС, и включают, как правило, две и более административно-территориальные единицы субъекта. При этом возможно облучение персонала и населения нескольких административно-территориальных единиц субъекта Российской Федерации выше уровней, установленных для нормальной эксплуатации.
- Региональная авария. Радиационные последствия аварии ограничиваются пределами двух и более субъектов Российской Федерации и приводят к облучению населения и загрязнению окружающей среды выше уровней, установленных для нормальной эксплуатации.
- Если при региональной аварии количество людей, получивших дозу облучения выше уровней, установленных для нормальной эксплуатации, может превысить 500 человек, или количество людей, у которых могут быть нарушены условия жизнедеятельности, превысит 1000 человек, или материальный ущерб от аварии превысит 5 млн. минимальных размеров оплаты труда, то такая авария будет федеральной.
- Трансграничная авария. Радиационные последствия аварии выходят за территорию Российской Федерации либо данная авария произошла за рубежом и затрагивает территорию Российской Федерации. Перечисленные радиационные последствия потенциальных аварий на ЭС определяют масштабы чрезвычайных ситуаций радиационного характера.
Международным агентством по атомной энергетике (МАГАТЭ) разработана международная шкала событий на АЭС. В соответствии с этой шкалой аварии на АЭС подразделяются по характеру и масштабам последствий, а некоторые и по причинам их вызвавшим.
Градация аварий на АЭС осуществляется по 7 уровням:
- глобальная авария;
- тяжелая авария;
- авария с риском для окружающей среды;
- авария в пределах АЭС;
- серьезное происшествие;
- происшествие средней тяжести;
- незначительное происшествие.
Международная шкала событий на АЭС приведена в приложении 6.
Помимо рассмотренных выше классификаций, существует классификация нарушений в работе АЭС, которой придерживаются при расследовании и учете аварий и происшествий, выявлении причин и обстоятельств их возникновения, оценке с точки зрения безопасности, а также разработке мер по устранению последствий нарушений, предотвращению их возникновения и повышению безопасности.
В соответствии с этой классификацией нарушения в работе АЭС подразделяются на аварии и происшествия. Выделяют 4 категории аварий, которые характеризуются различным количеством выброшенных радиоактивных веществ в окружающую среду, начиная с выброса большей части радиоактивности из активной зоны ядерного реактора, при котором превышаются дозовые пределы для гипотетической аварии (категория АО -1), и заканчивая выбросом радиоактивных веществ в таких количествах, при которых не превышаются дозовые пределы для населения при проектных авариях (категория АО-4).
Происшествия характеризуются возникновением неисправностей и повреждений различных узлов ядерного реактора, систем оборудования и подразделяются на 10 типов. Наибольшую опасность представляет происшествие первого типа (ПО-1), при котором, помимо неисправностей и повреждений, происходит выброс в окружающую среду радиоактивных продуктов выше предельно допустимых норм без нарушения пределов безопасной эксплуатации АЭС. Особенности радиоактивного загрязнения местности при авариях (разрушениях) на АЭС, космических аппаратах и других РОО определяются радионуклидным составом продуктов загрязнения, характером и особенностями их пространственного распределения.
Последствия радиационных аварий и, прежде всего, радиоактивные загрязнения окружающей среды имеют сложную зависимость от исходных параметров РОО (типа объекта, типа и мощности ядерной или радиоизотопной установки, характера радиохимического процесса и т.д.) и метеоусловий.
Характер радиоактивного загрязнения местности в результате аварий на АЭС зависит от типа и масштабов аварии - от локальной утечки в атмосферу ограниченного количества радиоактивных газов до полного взрывного разрушения активной зоны реактора с выбросом во внешнюю среду огромного количества радиоактивных веществ, загрязняющих огромную территорию. На территории АЭС и в непосредственной зоне, прилегающей к станции, в результате такой аварии могут быть разбросаны радиоактивные фрагменты конструкций, куски тепловыделяющих элементов (ТВЭЛов), графитовых замедлителей и других радиоактивных элементов, формирующие гамма-излучение, мощность дозы которого может достигать сотни и тысячи рад в час вблизи аварийного реактора.
Радиоактивное загрязнение местности в районе аварийной АЭС до нескольких десятков километров является крайне неравномерным. Возможно образование локальных пятен, радионуклидный состав которых может сильно различаться в результате фракционирования радионуклидов при их выбросе и распространении. На больших расстояниях от места аварии радиоактивное загрязнение становится более равномерным при соответствующем уменьшении уровня загрязнения.
Продукты аварий АЭС в своем составе имеют большую долю долгоживущих радионуклидов. Степень обогащения тем выше, чем продолжительнее работал реактор перед аварией (т. е. чем больше его кампания). Соответственно, спад активности в районах аварий АЭС происходит в несколько раз медленнее.
При авариях космических объектов, имеющих на своем борту ядерные энергетические реакторы, содержащих ядерные материалы, несгоревшие фрагменты реакторов или изотопных батарей разбрасываются на большой территории и даже в масштабе целых континентов.
Наибольшую информативность в целях обнаружения остатков летательных аппаратов при этом представляют:
- среди продуктов деления - 95Zr, 95Nb, 140La;
- среди продуктов нейтронной активации - 58Fe, 58Co, 60Co, 46Sc, 54Mn.
На предприятиях по разделению изотопов урана (обогащению природного урана) и изготовлению ядерного топлива выход радионуклидов за пределы СЗЗ возможен при авариях, связанных с возникновением СЦР или взрывов и пожаров на участках технологических процессов.
Радионуклидный состав и активность выбросов за пределы СЗЗ при термохимических и термобарических взрывах на предприятиях по переработке отработавшего ядерного топлива и радиоактивных отходов перед захоронением зависит от характера технологического процесса и этапа его осуществления. Причем, радионуклиды, присутствующие в технологических средах, не участвуют в химических реакциях взрывного характера, и причиной их выбросов является разрушение технологического аппарата с высокой температурой технологической среды (для растворов около 100°С).
Выброс летучих продуктов деления ядерного топлива при авариях на корабельных ЯЭУ за пределы СЗЗ с активностью, представляющей опасность для населения и требующей осуществления мер защиты, маловероятен. Исследовательские реакторы в своем большинстве размещаются в густонаселенных районах, несмотря на их небольшую энергетическую мощность и меньший выброс радиоактивных продуктов при авариях .
Радиоактивное загрязнение возможно и при авариях источников, используемых в промышленности, медицине, сельском хозяйстве, научных учреждениях. Характер и степень загрязнения зависят от параметров и условий использования данных источников. Как правило, такие источники являются точечными и при их авариях возникает локальное загрязнение, а ликвидация аварии сводится в большинстве случаев к поиску, локализации и удалению источников.
Радиоактивное загрязнение окружающей среды является наиболее важным экологическим последствием радиационных аварий с выбросами радионуклидов, основным фактором, оказывающим влияние на состояние здоровья и условия жизнедеятельности людей на территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению.
Степень опасности радиоактивно-загрязненных поверхностей определяется радионуклидным составом загрязнений, плотностью загрязнений, характером загрязненных поверхностей, временем, прошедшим после загрязнения, и некоторыми другими характерными для соответствующего загрязнения причинами.
Наиболее характерные особенности имеет радиоактивное загрязнение вследствие аварий ядерных реакторов различного характера.
В соответствии с удельным весом в составе выбросов биологически наиболее значимых радионуклидов при аварии ядерных реакторов в развитии радиационной обстановки выделяют, как правило, два основных периода: «йодовой опасности», продолжительностью до 2-х месяцев, и «цезиевой опасности», который продолжается многие годы.
В «йодном периоде», кроме внешнего облучения (131J, 137Cs, 90Sr, тяжелые металлы - до 45% дозы за первый год), основные проблемы связаны с молоком и листовыми овощами - главными «поставщиками» радионуклида йода внутрь организма. «Цезиевый период», наступающий по прошествии 10 периодов полураспада йода-131, является периодом, когда цезий определяет основную причину радиационного воздействия на население и окружающую среду.
На первом этапе радиационное воздействие на людей складывается из внешнего и внутреннего облучений, обусловленных соответственно радиоактивными облучениями от загрязненных радионуклидами объектов окружающей среды и вдыханием радионуклидов с загрязненным воздухом, на втором этапе - облучением от загрязненных радионуклидами объектов окружающей среды и введением их в организм человека с потребляемой пищей и водой, а в дальнейшем - в основном за счет употребления населением загрязненных продуктов питания. Принято считать, что 85% суммарной прогнозируемой дозы облучения на последующие 50 лет после аварии составляет доза внутреннего облучения, обусловленного потреблением продуктов питания, которые выращены на загрязненной территории, и лишь 15% падает на дозу внешнего облучения.
Радиоактивное загрязнение водоемов, как правило, представляет опасность лишь в первые месяцы после аварии.
При оценке экологической обстановки, сложившейся в результате радиационной аварии в регионе или на определенной территории, в качестве «фона» принимается относительно удовлетворительное (благополучное) состояние окружающей среды.
Экологическое же неблагополучие оценивается с двух позиций: состояние природной среды и состояние среды обитания и здоровья населения.
Состояние природной среды характеризуется критериями загрязнения воздушной среды, воды, почв, деградации экосистем и, как правило, оценивается, исходя из общеэкологических и санитарногигиенических требований.
При оценке состояния среды обитания человека принимаются во внимание, в первую очередь, санитарно-гигиенические нормы. Кроме того, учитываются все нормы и требования по чистоте источников водоснабжения, рыбохозяйственных водоемов, лесных угодий и т.п. Степень ухудшения здоровья населения характеризуется по медико-демографическим критериями.
При этом под существенным ухудшением здоровья населения, прежде всего, понимается увеличение числа нарушений здоровья, которые являются необратимыми и несовместимыми с жизнью людей. Показателями ухудшения здоровья населения являются также изменение структуры причин смерти и увеличение смертности за счет онкологических заболеваний, вызванных загрязнением окружающей среды радионуклидами, отклонений физического и нервнопсихического развития, нарушений течения и исходов беременности и родов, связанных с загрязнением окружающей среды.
В приложении 3 приведены Основные пределы доз облучения населения, установленные НРБ-99 (Нормами радиационной безопасности), которые используются при оценке экологической обстановки.
Превентивные (предупреждающие) меры радиационной защиты населения при авариях РОО предпринимаются только при достаточной длительности начальной фазы аварии. К числу превентивных мер, предпринимаемых в это время, относятся укрытие населения в противорадиационных укрытиях и, по возможности, обеспечение населения радиозащитными профилактическими препаратами и средствами индивидуальной защиты. На протяжении этой фазы осуществляются организационные мероприятия по подготовке к  эвакуации населения. При угрозе выброса радиоактивного йода и других биологически значимых нуклидов (например, 90Sr, 137Cs и др.) прекращается выпас молочного скота и организуется перевод его на стойловое содержание. Основными документами, устанавливающими нормы в области радиационной безопасности населения в соответствии с действующим законодательством РФ и рекомендациями международных организаций, являются:
- Нормы радиационной безопасности СП 2.6.1.758-99 (НРБ-99), утвержденные Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации 02.07.99 г.
- Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности СП 2.6.1.799-99 (ОСПОРБ-99), утвержденные Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации 27.12. 99 г. Среднегодовая доза облучения человека, не превышающая 20 мЗв рассматривается как допустимая для всех категорий населения, постоянно проживающего на территории, загрязненной радионуклидами - источниками бета- и гамма-излучения. При этом обязательными условиями, обеспечиваемыми администрацией территорий, являются проведение постоянного радиационного контроля обстановки, мер по снижению (ограничению) облучения населения, а также по его информированию о результатах контроля и о современных научных и статистических данных о риске проживания на данной территории.
Территории, на которых обнаружены локальные радиоактивные загрязнения, должны зонироваться на основании тех же критериев, которые применяются для зонирования территорий, ранее попадавших в область радиационной аварии и на которых в данное время протекают процессы, свойственные ее восстановительной стадии.
Обязательной мерой защиты должно быть длительное (в течение нескольких первых суток после аварии) укрытие детей, проживающих в радиусе около 5 км вокруг АЭС. При радиусе СЗЗ равном 3 км эта мера защиты потребуется для детей, проживающих на территории площадью около 50 км2.
При аварии на РБМК-1000 второго поколения меры защиты населения не являются обязательными. Вместе с тем, такие меры защиты, как укрытие и йодная профилактика, могут быть проведены в начальном периоде аварии с учетом конкретной обстановки и местных условий.
Основными целями мер радиационной защиты населения, вводимых на протяжении ранней и промежуточной стадий, являются исключение или снижение доз внешнего облучения, радиоактивного загрязнения поверхности тела и одежды людей, предотвращение и снижение поступления радиоактивных веществ через органы дыхания, и, в отдельных случаях, через органы пищеварения. Меры, предназначенные в этот период для снижения внешнего облучения, будут эффективными и для снижения дозы внутреннего облучения. К таким мерам, в первую очередь, относится укрытие населения в противорадиационных укрытиях и его эвакуация.
При планировании укрытия населения, включая укрытие населения в противорадиационных укрытиях, исходят из численности подлежащего укрытию населения, имеющихся возможностей укрытия населения в специально подготовленных по программам гражданской обороны (ГО) убежищах и сооружениях, а также из противорадиационных и технических характеристик убежищ и сооружений, предполагаемой длительности нахождения населения в укрытиях и способах последующего вывода или эвакуации укрывшихся из укрытий.
При альтернативном выборе необходимости укрытия населения в укрытиях или эвакуации его через непродолжительное время после начала аварии принятие решения основывается, прежде всего, на значении предотвращенной дозы за рассматриваемый период и реальных возможностях осуществления каждой из этих мер защиты. В большинстве случаев, в условиях выброса короткоживущих нуклидов, предпочтительнее будет обеспечить быстрое укрытие и последующую хорошо организованную эвакуацию из укрытий, чем провести быструю эвакуацию ввиду затруднений, связанных с ее организацией.
К основным противорадиационным характеристикам сооружений, не относящихся к типовым убежищам, относятся коэффициенты ослабления (коэффициенты защиты) гамма-излучения конструкциями зданий и сооружений. Однако эффективность использования для укрытия противорадиационных убежищ, других сооружений, а также просто нахождение в производственных и жилых зданиях оценивают также и по предотвращению радиоактивного загрязнения одежды и кожных покровов, по снижению интенсивности поступления радиоактивных веществ в организм при вдыхании. В общем плане эффективность укрытия определяется коэффициентами эффективного экранирования при нахождении в убежищах и транспорте при последующей эвакуации.
В идеальном случае укрытие людей в убежищах осуществляют как превентивную меру, предпринимаемую на начальной фазе аварии. Эта мера ослабляет радиационное воздействие проходящего облака или факела выброса на следующей, ранней фазе аварии. Сигналом к этому является извещение населения о необходимости укрытия в убежищах, при их отсутствии - укрытия во внутренних помещениях, а также извещение о необходимости использовать специальные и подручные средства защиты органов дыхания. Целесообразно заранее информировать население, что укрытие в помещениях, не являющихся убежищами, дает наибольший эффект при использовании зданий, построенных из плотных материалов, а в самом здании - при использовании цокольного этажа и подвалов. Необходимо рекомендовать находиться в помещениях, расположенных в центральной части зданий и, по возможности, не имеющих окон. При наличии окон людям следует занимать углы или другие места, защищенные от прямого дневного света через окна.
Население необходимо заранее информировать, что при объявлении тревоги нужно закрыть окна и внешние двери, перекрыть системы вентиляции и другие отверстия, затушить огонь в печах, закрыть дымовые заслонки в них. Степень воздухообмена можно еще более сократить, поместив, по возможности, слой влажных газет или ткани в щели открывающихся дверей и окон.
В общей системе мероприятий по защите людей, проживающих вблизи РОО, а также личного состава МЧС России, привлекаемого к ликвидации последствий ЧС (разрушений) РОО, важную роль играет правильный выбор и своевременное обеспечение средств индивидуальной защиты (СИЗ).
Применение мер индивидуальной защиты населения планируется для ранней и промежуточной фаз аварии как обязательное дополнение к укрытию и эвакуации населения, осуществляемое, прежде всего, в период прохождения облака (факела) радиоактивного выброса и в период формирования следа радиоактивного облака. Целями этих мер является предотвращение или снижение поступления радиоактивности через органы дыхания и снижение уровней радиоактивного загрязнения поверхности тела.
К СИЗ органов дыхания относят специальные и простые (подручные средства). Специальные средства обеспечивают защиту от радиоактивных аэрозолей, газообразных и летучих радиоактивных нуклидов (например, радиойода в различных его физико-химических формах) за счет использования специальных респираторов и противогазов с селективными коробками. Ими, как правило, обеспечивается персонал аварийных команд и формирований гражданской обороны. Для населения наиболее доступной мерой является применение, как правило, предметов личного пользования в качестве простых средств защиты органов дыхания, во время перемещения к укрытиям, нахождения в укрытиях и в ходе эвакуации. Относительная эффективность этих средств защиты приведена в приложении 4.
Защитной одеждой, как средством защиты поверхности тела от радиоактивного загрязнения, обеспечивается только персонал аварийных команд и формирований гражданской обороны. Поэтому применительно к населению основным плановым мероприятием следует считать разъяснение необходимости максимальной по площади защиты поверхности тела любой одеждой.
При радиоактивном загрязнении верхней одежды предусматривается:
- предотвращение заноса радиоактивных веществ в убежища с загрязненной одеждой, путем создания на входе в убежище пункта дозиметрического контроля, санитарного шлюза и места складирования загрязненной одежды;
- контроль за загрязнением одежды в сборных эвакопунктах;
- замену загрязненной одежды на чистую, для чего необходимо создание запасов одежды (спецодежды). Оперативное решение этих задач может базироваться только на результатах предварительного прогнозирования.
Обоснование выбора СИЗ производится также по результатам прогнозирования развития аварии.
Обсуждая особенности использования СИЗ в зонах радиоактивного загрязнения при авариях РОО, следует отметить, что при этом необходимо защищать органы дыхания от попадания внутрь организма человека радионуклидов, которые могут находиться в загрязнённой атмосфере в виде тонкодисперсного аэрозоля, пара или газа, а кожные покровы человека - от непосредственного контакта с радионуклидами.
Опыт участия личного состава в ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС показал, что из табельных образцов фильтрующих средств защиты органов для защиты от тонкодисперсных аэрозолей и паров радиоактивного йода и йодистого метила применялись общевойсковые противогазы ПМК и респираторы РМ-2. Респираторы Р-2, как правило, могли использоваться однократно. Следует отметить, что при очистке загрязненного воздуха от радиоактивных частиц аэрозолей происходит накопление радиоактивности в противоаэрозольном фильтре коробки противогаза ПМК и патрона респиратора РМ-2 и они превращаются в источник ионизирующих излучений. Впоследствии был разработан новый респиратор типа «РЧ», коробка которого предназначена для очистки загрязнённого воздуха от радиоактивных аэрозолей и паров радиоактивного йода и йодистого метила. В комплект респиратора «РЧ» входит защитный экран из прозрачного полиметакрилата, который защищает лицо и глаза человека от радиационного ожога. Для защиты органов дыхания от радиоактивной пыли могут использоваться одноразовые респираторы ШБ-1 «Лепесток-200».
СИЗ уменьшают заражённость кожных покровов человека, но не могут полностью защитить от проникающей радиации. Возможность ослабления ионизирующего излучения (ИИ) определяется, с одной стороны, проникающей способностью ИИ, с другой - свойствами материла.
Альфа-частицы имеют очень малую величину свободного пробега и поэтому материалами СИЗ поглощаются полностью. В зонах заражения бета-частицы обладают высокой энергией (до 3 МэВ и более) и поэтому поглощаются не полностью. Гамма-излучение обладает высокой проникающей способностью и материалами СИЗ практически не ослабляются. Допустимые плотности заражения кожи человека и одежды мирного времени на несколько порядков ниже, чем для военного времени.
Защитная одежда, используемая в этих ситуациях, должна быть, как правило, одноразовая и изготовлена из плотной ткани или нетканого материала с малой удерживающей способностью радиоактивной пыли, с элементами герметизации по низкам брюк и рукавов.
Эвакуация населения представляет собой наиболее эффективную, но крайнюю защитную меру, которая осуществляется в случае необходимости на протяжении ранней и промежуточной фаз аварии. Эвакуация может быть эффективной мерой и после нахождения населения в укрытиях, как способ снижения дозы облучения от загрязненной окружающей среды. Так как максимальные мощности дозы гамма-излучения характерны для начального периода аварии, особенно при наличии в выброшенной смеси короткоживущих нуклидов, то срок начала эвакуации должен быть как можно более ранним.
Особенности проведения эвакуации определяются характером воздействия радиационного загрязнения, численностью и охватом вывозимого населения, временем и срочностью проведения эвакомероприятий.
Отселение планируется только при таких сценариях аварии, когда результирующая мощность сочетанной дозы облучения населения медленно спадает во времени, и когда допустим период времени на подготовку и осуществление отселения в течение поздней фазы аварии. Во всех других ситуациях разрабатываются планы экстренной эвакуации, которая перейдет в отселение при невозможности возврата населения, выявленной конкретными обследованиями зоны радиоактивного загрязнения.
Основными задачами медицинского обеспечения населения на ранней и промежуточной фазах аварии являются оказание первой медицинской помощи и выявление лиц, нуждающихся в противолучевой терапии.
Объем и характер необходимой медицинской помощи зависит от тяжести аварии, уровня полученных доз, количества облученных людей. Последний фактор имеет особое значение, так как при большом количестве облученных оказание эффективной медицинской помощи требует принятия дополнительных мер.
Первая помощь населению оказывается персоналом медицинской службы аварийно-спасательных формирований и привлекаемых территориальных медицинских служб в районе размещения объекта. Специальная подготовка персонала медицинских учреждений, которые могут быть привлечены к аварийным действиям, планируется и осуществляется заблаговременно.
В качестве защитных противорадиационных мер уже на ранней и промежуточной фазах аварии осуществляется санитарная обработка населения. Санитарная обработка населения включает:
- радиационный контроль поверхности тела и одежды;
- помывку под горячим душем с применением бытовых моющих и стандартных дезактивирующих средств;
- замену загрязненной одежды и обуви на чистые.
Применение радиозащитных профилактических препаратов предназначено для:
- снижения или блокировки поступления или последующего отложения в организме радиоактивных веществ;
- ускорения выведения из организма поступивших в него радионуклидов;
- ослабления физиологических и биохимических последствий радиационных эффектов в организме. Наиболее приемлемым с практической точки зрения и подлежащим планированию в качестве превентивной и экстренной мер радиационной защиты населения является применение препаратов стабильного йода при потенциальном или реальном выбросе в атмосферу радиойода из реакторных производств.
Эффективность препаратов стабильного йода и рекомендуемые дозы приема приведены в приложении 5.
Планирование мер по ограничению поступления радиоактивных веществ через органы пищеварения на протяжении ранней и промежуточной фаз аварии проводится при наличии достоверных прогнозных данных об аварийных и допустимых уровнях радиоактивного загрязнения каждого из основных видов продуктов и питьевой воды, особенно по суммарной радиоактивности.
Наиболее допустимой мерой в ходе ранней и промежуточной фаз аварии является введение ограничений на потребление отдельных категорий пищевых продуктов и воды из конкретных источников водоснабжения. Осуществление всего комплекса мер в полном объеме наиболее реально на поздней фазе аварии.
Основные нормативные акты и документы по вопросам обеспечения радиационной безопасности:
- Федеральный закон «О радиационной безопасности населения» от 05.12.1995 г. (с изменениями от 22.08.2004 г.)
- Гигиенические нормативы ГН 2.6.1.19-02 «Санитарно-защитные зоны и зоны наблюдения радиационных объектов. Условия эксплуатации и обоснования границ»
- СП 2.6.1.758-99 «Ионизирующее излучение, радиационная безопасность. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99)»
- СП 2.6.1.799-99 «Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99)»
- «Концепция радиационной, медицинской, социальной защиты и реабилитации населения Российской Федерации, подвергшегося аварийному облучению» (РИКРЗ, 1996 г.)
- «Обоснование основных мероприятий защиты населения при ликвидации чрезвычайных ситуаций радиационного характера». Методические рекомендации. - М.: ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), 2004; «Санитарные правила обращения с радиоактивными отходами» (Минздрав России, 2002 г.)
- Справочник спасателя. Книга 7. «Спасательные работы по ликвидации последствий радиоактивных загрязнений». - М.: ВНИИ ГОЧС, 1995
- «Справочник по радиационной безопасности». - 4-е издание, пер. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1991 и др.