Методика оценки радиационной обстановки при аварии на атомной станции

Методика оценки радиационной

обстановки при аварии на атомной станции

В Украине 8000 объектов манипулируют с радиоактивными веществами. Среди них есть объекты, представляющие большую опасность для населения и окружающей среды. Это в первую очередь атомные станции (АС).

Специфическими особенностями атомных станций, влияющими на их надежность и безопасность, относятся:

1.  интенсивное нейтронное и гамма-излучение в активной зоне реакторов;

2.  длительное и неуправляемое выделение теплоты в активной зоне реактора после его остановки;

3.  накопление в активной зоне большого количества радиоактивных продуктов деления.

При эксплуатации ядерного энергетического реактора могут возникать разные неполадки. Имеется много физических эффектов, которые могут привести к этому. Причины, вызывающие неполадки, можно разделить на 2 группы:

1.  недостатки в конструкции отдельных узлов, вызывающие выход из строя оборудования;

2.  нарушение персоналом правил эксплуатации энергетического реактора.

Аварии на АС возникают внезапно и последствия предсказать трудно. К радиационным авариям относятся события с выходом радиоактивных веществ (РВ) за границы, не предусмотренные проектом для нормальной работы АС в количествах, превысивших установленный предел. Для оценки событий на АС в 1991 г. была принята международная шкала событий на АС INES. Она имеет 7 ступеней.

7-ая ступень – глобальная авария. Выброс в среду от тысяч до десятков тысяч терабаккерелей. Пример – авария на ЧАЭС в 1986 г. Выброс в среду составил 185·10⁴ ТБк.

6-ая ступень – тяжелая авария. Выброс в среду десятков и сотен ТБк. Пример – авария в ядерном центре Селлафилд в 1957 г., Великобритания. 13 человек погибли, 260 заболели лучевой болезнью.

5-ая ступень – серьезная авария. Выброс в среду до десятков ТБк. Пример – авария на АС Тримайл-Айленд в 1979 г., США.

4-ая ступень – чрезвычайно-серьезное происшествие. Авария в пределах АС. Облучение отдельных лиц дозой до 1 Зв. Пример – авария на АС Сен-Лоран, Франция, 1980 г.

3-я ступень – серьезное происшествие. Авария в пределах АС. Облучение персонала дозой до 50 мЗв. Пример – авария на АС Вандельос в 1989 г., Испания.

2-я и 1-я ступени – отключения и отказы управления, не влияющие на безопасность АС и среды.

Ниже шкалы: аварии и происшествия не влияющие на работу ядерной установки.

Как показывает опыт, авария на АС представляет собой развивающийся процесс, имеющий 3 фазы:

-  раннюю;

-  среднюю;

-  позднюю.

Ранняя фаза – период от момента начала аварии до прекращения выбросов и окончания формирования следа (от нескольких часов, до нескольких суток).

Наиболее опасными, хотя и маловероятными авариями на реакторах типа ВВЭР-1000 считаются аварии, связанные с потерей теплоносителя.

В качестве реперной гипотетической аварии (РГА) принята авария с мгновенным разрывом трубопровода максимального диаметра, при полном обесточивании энергоблока и с задержкой (до 10 минут) в подаче аварийного электропитания.

Через несколько секунд после снижения давления в первом контуре срабатывает пассивная система аварийного охлаждения активной зоны реактора (САОЗ). К 35 секунде рост температуры тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ) прекратится. За это время, в результате нарушения теплоотдачи, средняя температура активной зоны достигает 1200⁰С. Более 50% топлива перегреется до температуры 1400⁰С, а 2% топлива оплавится. При этом под защитную оболочку выходит 20% инертных радиоактивных газов (ИРГ), йода и цезия от накопившихся в активной зоне.

Общая активность данных изотопов в активной зоне реактора через год работы реактора может составлять 806 МКи (66,3 т урана), следовательно, выброс радионуклидов под защитную оболочку может составить 161 МКи или 5,9 эксабеккерелей. За все время ядерных испытаний с 1945 по 1961 годы в атмосфере было взорвано примерно 500 ядерных боеприпасов. При этом общая активность выброшенных изотопов составила 50 МКи.

Выход радионуклидов из-под защитной оболочки может составить до 3% в сутки. На основе этих данных и с учетом погодных условий можно произвести прогнозные оценки последствий аварии.

Средняя фаза – период от момента прекращения выбросов до значительного снижения степени радиоактивного загрязнения (примерно в 10 раз). Продолжительность этой фазы – 1 год.

Поздняя фаза. От 1 года до времени, когда уровни радиации достигнут фоновых значений. Эта фаза может продолжаться десятки и более лет.

Оценка радиационной обстановки методом прогнозирования включает решение следующих задач:

-  определение направления оси следа радиоактивного облака;

-   определение размеров зон радиоактивного загрязнения;

-  мощности дозы гамма-излучения на оси следа;

-  определение возможных радиационных поражений людей на загрязненной местности;