Вопрос радиационно-опасные объекты. Аварии с выбросом радиоактивных веществ. Ионизирующее излучение. Доза облучения. Последствия радиационных аварий. Степени лучевой болезни. Йодная профилактика. Действие населения при авариях с выбросом радиоактивных

Радиационно-опасный объект (РОО) – это объект, на котором хранят, перерабатывают или транспортируют РВ, при аварии или разрушении которого может произойти облучение людей, с/х животных, растений, ОЭ и окружающей природной среды.

К радиационно-опасным объектам (РОО) относятся:

- предприятия ядерного топливного цикла (ЯТЦ): урановой и радиохимической промышленности, места переработки и захоронения радиоактивных отходов;

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

- объекты с ядерными энергетическими установками и (ЯЭУ): корабельными, космическими, войсковыми атомными электростанциями (ВАЭС);

- ядерные боеприпасы (ЯБ) и склады их хранения.

Предприятия ЯТЦ осуществляют добычу урановой руды, ее обогащение, изготовление топливных элементов для ядерных энергетических реакторов (ЯЭР), переработку радиоактивных отходов, их хранение и окончательное размещение.

Предприятия ядерного топливного цикла (ЯТЦ) можно разделить на 3 группы:

- предприятия урановой промышленности;

- радиохимические заводы;

- места захоронения радиоактивных отходов.

К предприятиям урановой промышленности относятся объекты, осуществляющие:

- добычу урановой руды;

-обработку урановой руды, включающие предприятия по очистке урановой руды на специальных дробилках в несколько этапов и обогащению методом газовой диффузии.

Процесс приготовления ЯТ включает получение порошкообразного диоксида урана, его таблетирование, изготовление тепловыделяющих элементов (ТВЭЛов) и тепловыделяющих сборок (ТВС), которые в последующем используются в ЯЭР.

Отработанное в ядерных реакторах топливо может отправляться на захоронение, но может быть переработано с извлечением необходимых компонентов и частично повторно использовано.

Переработка отработанного топлива осуществляется на радиохимических заводах. Радиоактивные отходы радиохимических заводов направляются на захоронение, которое осуществляется в бетонных емкостях в естественных или искусственных полостях.

Наиболее характерными авариями на предприятиях ЯТЦ являются:

- возгорание горючих компонентов и радиоактивных материалов;

- превышение критической массы делящихся веществ;

- появление течей и разрывов в резервуарах-хранилищах;

- характерные аварии с готовыми изделиями.

Под аварией на РОО понимается выход из строя или повреждение отдельных узлов и механизмов объекта во время его эксплуатации, приводящей к РЗ. Выбросы и истечения РВ из реактора характеризуются следующими поражающими факторами:

- газо-аэрозольная смесь радионуклидов распространяется в виде облака на сотни км и испускает мощный поток ионизирующих излучений (ИИ);

- РЗ местности, имеет длительный характер в результате разброса высокоактивных осколков ЯТ на территории АС и осаждения радиоактивных частиц из газо-аэрозольного облака.

При авариях на АС радиоактивное загрязнение имеет следующие особенности:

- РЗ местности и атмосферы имеет сложную зависимость от исходных параметров (типа и мощности реактора, времени его работы, характера аварии и т.п.) и метеоусловий, вследствие чего прогнозирование его возможных масштабов весьма затруднено и носит ориентировочный характер;

- естественный спад активности радионуклидов существенно более длителен, чем распад продуктов ядерных взрывов;

- смесь выбрасываемых из реактора РВ обогащена долгоживущими радионуклидами (плутоний – 239, цезий – 137 и др.), причем относительный вклад в общую активность альфа-излучающих изотопов с течением времени будет увеличиваться. В результате большие площади на длительное время окажутся загрязненными биологически опасными радионуклидами, которые в последующем могут быть вовлечены в миграционные процессы местности;

- малые размеры радиоактивных частиц (средний размер около 2 мкм) способствуют их глубокому проникновению в микротрещины и краску, что затрудняет проведение работ по дезактивации;

- пылеобразование приводит к поступлению в организм через органы дыхания мелкодисперсионных продуктов деления, прежде всего, биологически опасных «горячих» частиц;

- наличие в атмосфере облака газо-аэрозольной смеси радионуклидов, испускающей мощный поток ИИ;

- осаждение высокоактивных осколков конструкций реактора и графита как на территории АС, так и в виде пятен по следу облака;

- стационарный характер источника загрязнения, продолжительность выбросов во времени на небольшую высоту (1,5-2 км) и частые изменения метеоусловий приводят к азимутальной неравномерности загрязнения местности, изменению уровней радиации в отдельных районах во времени и образованию радиоактивных зон загрязнения в виде пятен.

Радиоактивное загрязнение (РЗ) местности при аварии на АС качественно характеризуется теми же параметрами, что и РЗ при ядерном взрыве, однако имеет целый ряд особенностей существенно влияющих на состав и содержание мероприятий по защите населения и территорий. Это следующие особенности:

1. Состав радиоактивных изотопов в смеси, выбрасываемой в атмосферу из ядерного реактора, существенно различен для каждого реактора, зависит от многих его параметров, что в свою очередь, определяет различный характер уменьшения активности и интенсивности излучения со временем.

2. Значительная часть (около 30%) энергии при ядерном взрыве затрачивается на проникающую радиацию, в то время как при аварии на АС проникающая радиация как поражающий фактор практически отсутствует.

3. Выброс РВ в атмосферу при ядерном взрыве происходит практически мгновенно, а при аварии на АС – сравнительно длительный промежуток времени.

4. При аварии на АС облако РВ поднимается на высоту до 1,5 км и переносится ветром в нижних турбулентных слоях атмосферы.

5. При аварии на АС количество поднятой с грунта пыли будет незначительно.

6. При аварии на АС короткоживущие радионуклиды представляют большую опасность, чем при ЯВ.

7. Выбрасываемая при аварии на АС смесь РВ обогащена долгоживущими изотопами цезия-137, стронция-90, плутония-239 и т.д., что способствует их длительной последующей миграции.

8. при аварии на АС с разрушением активной зоны реактора на территорию непосредственно прилегающую к реактору, выбрасывается большое количество разрушенных конструкций реактора, в т.ч. кусков облученного графита, что является источником мощного ИИ.

9. При аварии на АС возможно «прожигание» основания реактора и фундамента сооружения энергоблока с последующим проникновением радиоактивных частиц в грунт и грунтовые воды.

10. При аварии на АС общее количество выброшенных РВ зависит от типа реактора, его мощности, продолжительности работы от момента последней загрузки ЯТ, а также вида аварии.

11. При ядерном взрыве определяющим в накоплении дозы излучения в организме человека является внешнее воздействие гамма-излучения от продуктов взрыва. При аварии на АС оно существенно дополняется дозой облучения от загрязненной окружающей среды и дозой внутреннего облучения.

12. При аварии на АС спад мощности дозы облучения происходит значительно медленнее, чем при ядерном взрыве.

Ядерный взрыв помимо ударной волны и светового излучения, сопровождается проникающей радиацией (мощный поток гамма-излучения и быстрых нейтронов), а также образованием большого количества радионуклидов (радиоизотопов). При ядерном взрыве образуется до 200 радиоактивных изотопов 30 химических элементов, а при аварии на РОО с выбросом радионуклидов образуется более 100 радиоизотопов 37 химических элементов, ядра атомов которых способны самопроизвольно распадаться и превращаться в ядра атомов других элементов и испускать при этом невидимые излучения.

Радиоактивное излучение, нейтронный поток и рентгеновское излучение называют ИОНИЗИРУЮЩИМИ ИЗЛУЧЕНИЯМИ.

Виды ИИ: альфа-излучение, бета-излучение, гамма-излучение и быстрые нейтроны.

Альфа-излучение – поток положительно заряженных частиц (ядер атомов гелия). Скорость движения около 20 тыс.км/сек. путь пробега несколько см (4-10), на 1 см пути образуется 20-30 тыс. пар ионов. Задерживается одеждой, листом бумаги. Эти частицы опасны при попадании вовнутрь организма.

Бета-излучение – поток отрицательно заряженных частиц (электронов) или позитронов. Скорость движения около 300 тыс.км/сек. Путь пробега до 20 м. На 1 см пути образуется до 150 пар ионов. Задерживается одеждой до 40-60%.

Гамма-излучение – ЭМИ, по свойствам оно близко к рентгеновскому, но обладает значительно большей скоростью и энергией. Скорость распространения равна 300 тыс. км/сек. Обладает большой проникающей способностью, но малой ионизацией. На 1 см пути образуется 2 пары ионов. Это основное поражающее излучение для живых организмов. Защиту обеспечивают защитные сооружения.
Особенности биологического действия ионизирующих излучений:

- высокая эффективность поглощенной энергии. Даже малые количества могут вызвать глубокие биологические изменения в организме;

- наличие скрытого периода (период мнимого благополучия);

- действие малых доз может накапливаться (кумуляция);

- воздействует не только на данный организм, но и на его потомство;

- различные органы организма имеют свою чувствительность к облучению;

- не каждый организм в целом одинаково реагирует на облучение.

Облучение зависит от частоты. Одноразовое облучение в большой дозе вызывает более глубокие последствия.

В результате воздействия ИИ на организм в тканях могут происходить сложные физические, химические и биологические процессы. Известно, что в биологической ткани 60-70% по массе составляет вода. В результате ионизации молекулы воды (Н₂О) образуют свободные радикалы Н⁰ и ОН⁰, которые в присутствии кислорода О₂ образуют гидратный оксид НО₂ и перекись водорода Н₂О₂. Оба они являются сильными окислителями, вступают в химические реакции с молекулами белка и ферментов. Нарушаются обменные процессы в организме, подавляется активность ферментных систем, замедляется и прекращается рост тканей, появляются токсины. А это приводит к нарушению жизнедеятельности отдельных функций или систем в целом, т.е. заболеванию лучевой болезнью.

Поражающее действие ИИ характеризуется дозой (Д) облучения. ДОЗА – это энергия излучения, поглощенная единицей массы (объема).

Различают:

- экспозиционная доза (рентген)

- поглощенная доза (рад)

- эквивалентная доза (бэр).

В результате воздействия ИИ нарушаются нормальное течение биохимических процессов и обмен веществ в организме. В зависимости от величины поглощенной дозы и индивидуальных особенностей организма вызванные изменения могут быть обратимыми и необратимыми. При небольших дозах пораженная ткань восстанавливается. Большие дозы при длительном воздействии могут вызвать необратимое поражение отдельных органов или всего организма. Любой вид ИИ вызывает биологические изменения в организме как при внешнем (источник находится вне организма), так и при внутреннем облучении (РВ попадают внутрь).

Биологический эффект ИИ зависит от суммарной дозы и времени воздействия, вида излучения, размеров облучаемой поверхности. При однократном облучении всего тела возможны биологические нарушения в зависимости от суммарной дозы поглощенной.

Поглощенная доза излучения, вызывающая поражение отдельных частей тела, а затем смерть, превышает смертельную поглощенную дозу облучения всего тела.

Важным фактором при воздействии ИИ на организм является время облучения. С увеличением мощности дозы поражающее действие излучения возрастает.

Внешнее облучение альфа, а также бета-частицами менее опасно. Они имеют небольшой пробег в ткани и не достигают кроветворных и других внутренних органов. При внешнем облучении необходимо учитывать гамма и нейтронное облучение, которое проникает в ткань на большую глубину и разрушают ее.

Степень поражения организма зависит от размера облучаемой поверхности. С уменьшением облучаемой поверхности уменьшается и биологический эффект. РВ могут попасть внутрь организма при вдыхании воздуха, зараженного радиоактивными элементами, с зараженной пищей или водой и, наконец, через кожу, а также при заражении открытых ран.

Степень опасности зависит также от скорости выведения веществ из организма. На скорость выведения РВ большое влияние оказывает период полураспада данного РВ.

Полученная поглощенная доза приводит к развитию лучевой болезни, в зависимости от дозы облучения различают следующие степени лучевой болезни:

1. 
   Первая степень (легкая) – 100-250 рад, Р
   
2. 
   Вторая степень (средняя) – 250-400 рад, Р
   
3. 
   Третья степень (тяжелая) – 400-600 рад, Р
   
4. 
   Четвертая степень (кр. тяжелая) – более 600 рад. Р.
   

Дозы внешнего облучения, не приводящие к снижению работоспособности людей:

- при однократном облучении (до 4 суток) – не более 50 рад., из них за первые сутки не более 30 рад.

- при многократном облучении: в течение одного месяца – не более 100 рад., в течение 3-х месяцев – не более 200 рад, в течение года – не более 300 рад.

В мирное время все страны, использующие АЭ на производстве, в медицине и науке, имеют национальные нормы и правила радиационной безопасности, основанные на рекомендациях. (Международной комиссии по РЗ). С 1976 г. в нашей стране действуют Нормы радиационной безопасности, уточненные в 2000 г. Их цель – предупредить неблагоприятные последствия от воздействия ИИ, а также исключить переоблучение людей при авариях на ЯЭУ и ликвидации их последствий.

Нормами РБ регламентированы три категории облучаемых лиц.

1. Категория «А» - персонал радиационных объектов. Для этой категории ПДД облучения – 2 бэра.

2. Категория «Б» - часть населения, неработающая непосредственно с ИИ, но по условиям проживания или размещения рабочих мест могут подвергаться воздействию ПВ и др. источников облучения – 0,1 бэр.

3. Категория «В» - остальное население. Для него никакие ПДД сверх природного фона не определяются.
После аварии на ЧАЭС были установлены временные допустимые уровни загрязнения после проведения дезактивационных работ:

- поверхность дорог вне насел. пункта – 1,5 мр/час;

- поверхность дорог в насел. пункте – 0,7 мр/час;

- открытые поверхности территорий насел. пунктов, земельных угодий, тротуаров, площадок, полей – 0,7 мр/час;

- наружные поверхности жилых домов и служебных помещений – 0,7 мр/час;

- внутренние поверхности – 0,3 мр/час.

Для оценки загрязнения открытых поверхностей радиоактивными частицами можно использовать ориентировочно соотношение между мощностью дозы на местности (р/ч) и плотностью РЗ (КИ/м²).

Загрязнение плотностью 1 КИ/м2 эквивалентно мощности дозы 10 р/час. (10 МКИ/см² соответствует 1р/ч).

В целях исключения массовых радиационных поражений и переоблучения сверх установленных доз действия рабочих, служащих, л/с ГО и остального населения строго регламентируются и подчиняются определенному режиму РЗ. Под ним понимается порядок действия людей, применение средств и способов защиты в зонах РЗ, предусматривающий максимальное уменьшение возможных доз облучения:

- радиационная защита (укрытие л/с в ЗС, ПРУ, подвалах, домах и т.п.)

- эвакуация населения;

- применение СИЗ органов дыхания и кожи;

- йодная профилактика.

Эвакуация, как крайняя мера. обеспечивающая защиту, проводится только в исключительных случаях.
Проведение йодной профилактики.
При авариях на ЯЭУ в облаке радиоактивных продуктов содержится значительное количество радиоактивного йода-131 (период полураспада 8 дней). Попадая в организм, он сорбируется щитовидной железой и поражает ее. Наиболее эффективным методом защиты при этом является прием внутрь лекарственных препаратов стабильного йода (йодная профилактика). Максимальный защитный эффект достигается при заблаговременном или одновременном с поступлением радиоактивного йода приеме стабильно аналога.

Защитный эффект препарата резко снижается в случае его приема, спустя 2 часа после поступления в организм радиоактивного йода. Однако даже через 6 часов после разового поступления йода-131 прием препарата стабильного йода может снизить дозу облучения щитовидной железы примерно в 2 раза. Однократный прием 100 мг стабильного йода обеспечивает защитный эффект в течение 24 ч. В условиях длительного поступления радиоактивного йода в организм человека необходимы повторные приемы препаратов стабильного йода 1 раз в сутки в течение всего срока, когда возможно поступление йода-131, но не более 10 суток для взрослых и не более 2 суток для беременных женщин, детей до 3 лет.

Для снижения последствий воздействия ИИ на организм применяются противорадиационные препараты (радиопротекторы). Они повышают устойчивость организма к воздействию ИИ или снижают тяжесть клинического течения лучевой болезни, ослабляют ранние симптомы поражения радиацией – тошноту и рвоту (Индивидуальная аптечка АИ-2).
Действия населения, связанные с выбросом

радиоактивных веществ.

1. 
   При оповещении.
   

Если ЗС далеко и у вас нет противогаза, оставайтесь дома и слушайте сообщения штаба ГО, закройте окна, двери, зашторьте их плотной тканью или одеялом, закройте вентиляционные люки, отдушины, заклейте щели в оконных рамах. Загерметизируйте продукты питания и создайте в ёмкостях запас воды.

Оповестите соседей о полученной опасности.

Помните! Главную опасность для людей на местности, загрязненной РВ, представляет внутреннее облучение. Поэтому, необходимо защитить органы дыхания, используя СИЗ.

Во избежание поражения кожных покровов необходимо использовать плащи с капюшоном, комбинезоны, резиновую обувь, перчатки.

2. 
   Соблюдение правил РБ и личной гигиены.
   

- максимально ограничьте пребывание на открытой местности, при выходе из помещений используйте СИЗ;

- при нахождении на открытой территории не раздевайтесь, не садитесь на землю, не курите;

- периодически поливайте территорию возле дома для уменьшения пылеобразования;

- перед входом в помещение обувь вымойте водой или оботрите мокрой тряпкой, верхнюю одежду вытряхните и почистите влажной щеткой;

- принимайте пищу только в закрытых помещениях, тщательно мойте руки с мылом перед едой и полощите рот 0,5% раствором питьевой соды;