Надежность атомных электростанций. Источники облучения

5.4 Надежность АЭС

В связи с широким строительством АЭС возникают естественные вопросы безопасности их работы и возможных вредных влияний на человека и, в первую очередь, влияний радиоактивных излучений. Радиоактивное излучение опасно для людей, в больших дозах может вызвать заболевание, и даже смерть.

Воздействие радиоактивного излучения на живые организмы в настоящее вре­мя достаточно хорошо изучено (таблица 15.4.1). Исследованиями установлено, что по­следствия ионизирующего излучения мощными дозами в течение относительно короткого времени более ощутимы, чем при «хроническом» облучении небольши­ми дозами в течение длительного времени. Ионизирующее облучение человека оказывает соматическое (от греческого слова, означающего «тело») и генетическое действия. Длительное хроническое облучение может повысить статистическую ве­роятность заболевания раком и другими болезнями.

Действию ионизирующего излучения, так называемого естественного радиа­ционного фона, подвергается каждый живой организм в течение жизни. Источни­ки, создающие естественный радиационный фон, разделяются на внешние и внут­ренние. Внешние – это источники, находящиеся вне человека, а внутренние – это источники, заключенные в нем самом. Общая доза радиации, получаемая челове­ком за год от естественного радиационного фона, составляет около 100 мБэр (1 мЭв).

Кроме воздействия радиационного фона, люди подвергаются действию радиа­ции от искусственных источников, интенсивность которых возрастает. Макси­мальная доза радиации, которую человеческий организм может безболезненно вы­держать, точно не установлена. Следует учесть, что мБэр – это единица излучения, которая оказывает на человека такое же биологическое действие, как облучение в 1 рентген.

Таблица 15.4.1. – Воздействие радиоактивного излучения на живые организмы

При этом под рентгеном понимается единица экспозиционной дозы рентге­новского излучения. Один рентген (2,58ּ10^-4 Кл/кг) – это такая доза рентгеновского излучения или гамма-излучения, при которой в 1 г воздуха поглощается энергия, равная 87,7 эрг; в 1 мл мягких тканей человека – 96 эрг. Если от радия массой 1 г на расстоянии 1 м поместить 1 г воды или 1 г мягкой ткани человека, то за 1 ч вода и ткани получат дозу около 1 Р. При медицинском рентгеновском обследовании часть тела человека получает дозу 0,15 Р, а при лечении рентгеновскими лучами (рентгенотерапия) тело человека получает дозу от 1 до 10 Р.

Исследования биологического воздействия радиоактивного излучения показа­ли, что знание абсолютного количества поглощаемой веществом энергии недоста­точно для того, чтобы объяснить наблюдаемые биологические изменения. При этом большое значение имеет плотность ионизации, т.е. количество ионов, возни­кающих при облучении в единице объема вещества. Поэтому для измерения ра­диоактивных излучений ввели коэффициент, названный относительной биологиче­ской эффективностью данного вида излучения, и понятие дозы, эквивалентной с точки зрения биологического воздействия.

Получая ежегодную дозу естественного фона 100 мБэр, человек, не связанный с источниками излучения профессионально, получает к 70 годам дозу примерно 7 бэр, однако за последние годы эта доза у всего населения повысилась за счет ис­кусственных источников в среднем на 30 – 40 %.

Это объясняется увеличением суммарной экспозиционной дозы в связи с ши­роким использованием излучающих промышленных изделий, например телевизо­ров, а также с. периодическими обследованиями с помощью рентгеноскопии.

Доза естественного облучения в разных местах планеты и разных городах раз­лична. Например, в Лондоне эта доза составляет 67 мБэр/год, а в Абердине –                          106 мБэр/год. Еще больше различаются дополнительные дозы за счет естественных строительных материалов: в кирпичных домах – 30 мБэр/год, в домах, сооружен­ных из гранита – 150 мБэр/год. В некоторых районах земли поверхностные слои почвы содержат до 10 % фтора. Так, в Индии из-за этого в штате Керала уровни облучения достигают 2000 мБэр/год. Важнейшим источником естественного внут­реннего облучения являются радиоактивные элементы, входящие в состав мышц человеческого тела. Доза облучения, обусловленная этим фактором, составляет около 20 мБэр/год.

Сэр Джон Хилл, глава английской программы ядерной энергетики, в своей лекции отметил, что супруги, предпочитающие спать вместе, получают за счет внешнего облучения, исходящего от партнера, дополнительную дозу 1 мБэр/год.

В результате поглощения в атмосфере космическое излучение достигает по­верхности земли сильно ослабленным, обусловленная им доза облучения составля­ет на уровне моря около 28 мБэр/год. На больших высотах экранирующий эффект атмосферы снижается и, например, в Мексике (2500 м над уровнем моря) космиче­ское излучение примерно вдвое больше, чем на уровне моря.

Предполагается, что когда мощность АЭС в нашей стране достигнет 200 млн. кВт, дополнительная доза облучения населения составит менее 0,01% от облуче­ния за счет естественной радиации. Такая небольшая доза облучения даже полезна, так как человек всегда жил и развивался в условиях радиации.

Для того чтобы АЭС не вызывали слишком больших излучений, необходимо выполнять требования безопасности. Понятие безопасности включает в себя не­сколько аспектов: