Безопасность учебно-научного труда и жизнедеятельности (стр. 9 )

В понедельник 4 октября 2010 года на венгерском заводе Ajka Timfoldgyar Zrt по производству алюминия в городе Айка, находящемся в 160 километрах от столицы страны – Будапешта, произошел взрыв, в результате которого было повреждено хранилище с крайне ядовитым веществом - «красным шламом». По мнению пресс-секретаря венгерского отделения "Гринпис" Вая Мартона,- это одна из крупнейших экологических катастроф в Европе за последние 20-30 лет и крупнейшая катастрофа, произошедшая в Венгрии.

117

Красный шлам (red mud) образуется в результате работы большинства алюминиевых заводов и содержит большое количество ценных компонентов, извлечение многих из которых может быть рентабельным. Red mud непосредственно получается при очистке боксита (основное сырье для производства алюминия) в производстве глинозема.

Как известно, бокситы – это горная порода, состоящая в основном из гидроксидов и оксидов алюминия, железа, кремния, титана и др.

Большая часть мирового производства глинозема ведется по способу Байера (процесс получения чистой окиси алюминия), по которому для производства 1 т товарного глинозема расходуется 2,6 т боксита, 60-100 кг каустической щелочи, 30 кг известняка. При этом примерно 1,3 т уходит в отвалы, представляющие собой концентрированные суспензии, которые называют красными шламами (КШ); они имеют высокое (до 40%) содержание оксида железа. При этом на каждую тонну полученного оксида алюминия приходится от 360 до 800 кг шлама.

Красный шлам представляет собой нерастворимый осадок – густую смесь тонко измельченных отходов, содержащую оксиды алюминия, железа, титана и других металлов, а также щелочь. Это вещество опасно, как для окружающей среды, так и для организма человека: при попадании на кожу он начинает ее разъедать.

Многие специалисты не считают КШ отходом, поскольку он может служить сырьем для переработки. Однако пока это экономически невыгодно, поэтому после того как КШ удаляется из глиноземного цеха за пределы территории завода в виде пульпы, он складируется на специально оборудованной и тщательно изолированной площадке – так называемом шламовом поле (шламохранилище). Затем намывается в виде длинных усеченных пирамид высотой до 20-26 м. Шламохранилища обустраивают таким образом, чтобы содержащиеся в отходах щелочи не проникали в грунтовые воды. Непрерывное увеличение производства глинозема и вовлечение в переработку низкокачественных бокситов с повышенным выходом шламов ведет к росту объемов складируемых шламов. Как только хранилище отрабатывает свой потенциал, территорию можно вернуть в первоначальный вид, покрыв ее песком, золой или дерном и посадив определенные виды деревьев и трав. На полное восстановление могут уйти годы, но в итоге местность возвращается в изначальное состояние.

В настоящее время количество накопленных отходов исчисляется сотнями миллионов тонн. Ежегодный прирост только по одному из заводов составляет порядка 800 тысяч тонн.

118

Это, в частности, означает, что ежегодно в атмосферу попадают миллионы частиц вредных веществ. Доля металлургии в промышленном производстве Венгрии составляет лишь 7,6%, и в основном это производство алюминия.

В результате взрыва на заводе Ajkai Timfoldgyar Zrt по производству алюминия в районе города Айка произошел прорыв плотины, cдерживавшей резервуар с ядовитыми токсичными отходами – красным шламом. В результате произошла утечка приблизительно 1,1 миллиона кубометров этого вещества. После прорыва дамбы тонны ядохимикатов хлынули на близлежащие населенные пункты: в основном в Колонтар и Девечер. Поток ядохимикатов был выше человеческого роста, а в некоторых местах достигал 2,5 метров.

В трех областях, затронутых разливом отходов – Веспрем, Ваш и Дьёр-Мошон-Шопрон, венгерскими властями было объявлено чрезвычайное положение. К месту трагедии прибыли армейские подразделения химической защиты. Активно применялись нейтрализаторы, которыми обрабатывается почва и зараженные воды. Железнодорожное сообщение в районе разлива отходов было прервано.

Анализы венгерской Службы по контролю за водными ресурсами показали превышение нормы содержания щелочи в Дунае – второй по протяженности реки в Европе. Уровень щелочи в воде превысил норму 8% и составил 8,96-9,07%, что создало угрозу всей экосистеме реки. В тех реках, в которые к этому моменту попал красный шлам, погибла вся рыба. Жертвами аварии к этому моменту стали четыре человека, в том числе ребенок, около 120 человек получили травмы и химические ожоги, сотни людей были эвакуированы.

Разлив отходов прошел через три области (Веспрем, Ваш и Дьёр-Мошон-Шопрон), в которых был введен режим чрезвычайного положения. Только в Колонтаре ядовитой жидкой массой было затоплено около 400 домов.

Химикат также попал в грунт и достиг грунтовых вод. Экологическое загрязнение в связи с этим становится намного масштабнее, нежели при простом попадании шлама в водяной поток.

Для обеззараживания почвы пришлось снимать 30-ти сантиметровый слой и хоронить в специально вырытых могильниках, как при эпидемии тифа.

119

Аварии и катастрофы на химически-опасных объектах

Химически опасным объектом (ХОО) называется объект, на котором хранят, перерабатывают, используют или транспортируют аварийно-химически опасные вещества.

Аварийно-химически опасными веществами (АХОВ) называют токсические химические вещества, способные в случае аварий на химически опасных объектах легко переходить в атмосферу и вызывать массовые поражения людей и заражение окружающей природной среды: воздуха, почвы и воды.

Наиболее распространенными АХОВ являются хлор, аммиак, сероводород, сероуглерод, сернистый ангидрид, азотная и серная кислоты и ряд других веществ.

Степень химической опасности объекта устанавливается исходя из доли населения, попадающего в зону возможного химического заражения при аварии на ХОО, от общей численности населения. Для химически опасных объектов установлены 4 степени химической опасности: 1-я степень - в зону возможного химического заражения (ЗВХЗ) попадает свыше 75 тысяч человек; 2-я степень - в ЗВХЗ попадает 40-75 тысяч человек; 3-я степень - в ЗВХЗ попадает менее 40 тысяч человек; 4-я степень - ЗВХЗ СДЯВ находится в пределах санитарно-защитной зоны объекта.

К основным химически опасным объектам относятся:

- предприятия химической, целлюлозно-бумажной, оборонной, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, черной и цветной металлургии, промышленности минеральных удобрений;

- предприятия пищевой, мясомолочной промышленности, хладокомбинаты и продовольственные базы, имеющие холодильные установки, в которых в качестве хладагента используется аммиак;

- очистные сооружения, использующие в качестве дезинфицирующего вещества хлор;

- железнодорожные станции, имеющие пути отстоя подвижного состава с химически опасными веществами, а также станции, где производят погрузку и выгрузку ХОВ;

- склады и базы с запасами ядохимикатов и других веществ для дезинфекции, дезинсекции и дератизации;

- газопроводы;

- военно-химические объекты

Всего в РФ функционирует более 3,3 тыс. химически опасных объектов, суммарный запас ХОВ на которых составляет более 700 тыс. т.

120

Более 50% предприятий используют аммиак и хлор (хладагенты и дезинфекторы на водопроводных станциях), 5% предприятий – соляную и серную кислоты. Свыше 70% предприятий химической и почти все предприятия нефтехимической и нефтеперабатывающей промышленности сосредоточены в крупных городах или возле них. Общая площадь территории РФ, которая может подвергнуться химическому заражению, составляет 300 тыс. км2 с охватом более 59 млн человек. В нашей стране эксплуатируется около 350 тыс. км промысловых нефтепроводов, 300 тыс. км газопроводов, 100 тыс. км транспортных нефтепроводов и 850 компрессорных и нефтеперекачивающих станций. При этом более 70% труб давно выработали допустимый ресурс и требуют замены.

В Санкт-Петербурге и области находится 114 ХОО. Непосредственно в городе расположено 85 ХОО, из них 28 водоочистительных станций (в каждой хранится около 10-12 т хлора). Хлор используется на пивоваренных заводах, пищевых комбинатах и т. п. предприятиях. На центральной базе в районе п. Янино сосредоточено до 400 т хлора.

Аварии на химически опасных объектах и их классификация

Под химической аварией понимается нарушение технологических процессов на производстве, повреждение трубопроводов, емкостей, хранилищ, транспортных средств при осуществлении перевозок, приводящие к выбросу химических опасных веществ в атмосферу в количествах, представляющих опасность массового поражения людей и животных.

В зависимости от степени химической опасности аварии подразделяются на:

Аварии I степени химической опасности с возможностью массового поражения производственного персонала и населения близлежащих районов.

Аварии II степени химической опасности с возможностью массового поражения производственного персонала химически опасных предприятий.

Аварии химически безопасные, при которых образуются локальные очаги химического поражения, не представляющие опасности для производственного персонала предприятия и населения.

По степени сложности восстановления объекта выделяют две категории аварий:

категория 1 — аварии в результате взрывов, вызывающих разрушение технологической схемы, инженерных сооружений и полное

121

или частичное прекращение выпуска продукции, при этом для восстановления производства требуются специальные ассигнования от вышестоящих организаций;

категория 2 — аварии, в результате которых повреждено основное или вспомогательное технологическое оборудование, полностью или частично прекращен выпуск продукции, но для восстановления производства не требуются специальные ассигнования.

По масштабам последствий аварии на ХОО в соответствии с общей классификацией чрезвычайных ситуаций делятся на:

локальные, не связанные с выбросом ХОВ либо связанные с незначительной утечкой ядовитых веществ;

объектовые, связанные с утечкой ХОВ из технологического оборудования или трубопроводов; глубина пороговой зоны менее радиуса санитарно-защитной зоны вокруг предприятия;

местные, связанные с разрушением большой единичной емкости или целого склада ХОВ; облако достигает зоны жилой застройки, проводится эвакуация из ближайших жилых районов и другие соответствующие мероприятия;

региональные со значительным выбросом ХОВ; наблюдается распространение облака вглубь жилых районов;

глобальные с полным разрушением всех хранилищ с ХОВ на крупных химически опасных предприятиях (в случае диверсии, в военное время или в результате стихийного бедствия).

При обычных условиях АХОВ находятся в газообразном или жидком состояниях. Однако при производстве, использовании, хранении и перевозке газообразные АХОВ, как правило, сжимают, приводя в жидкое состояние. Это резко сокращает занимаемый ими объем. При аварии и разрушении емкости, давление над жидкими веществами падает до атмосферного, АХОВ вскипает и выделяется в атмосферу в виде газа, пара или аэрозоля. Облако газа (пара, аэрозоля) АХОВ образовавшееся в момент разрушения емкости в пределах первых 3 минут называется первичным облаком зараженного воздуха. Оно распространяется на большие расстояния. Оставшаяся часть жидкости (особенно с температурой кипения выше 20°С) растекается по поверхности и также постепенно испаряется. Пары (газы) поступают в атмосферу, образуя вторичное облако зараженного воздуха, которое распространяется на меньшее расстояние.

Размеры и форма зоны заражения в основном зависят от метеоусловий, количества и токсичности разлившегося ХОВ.

Так, при скорости ветра от 0 до 0,5 м/с зона заражения будет представлять собой круг, при скорости от 0,6 до 1 м/с – полукруг, при скорости от 1,1 до 2 м/с – сектор с углом 90°, при скорости более 2 м/с – сектор с углом 45°.

122

Скорость ветра определяет не только форму зоны заражения, но и скорость движения зараженного облака. Так, при скорости ветра 1 м/с за 1 ч облако удалится от места аварии на 5–7 км, при 2 м/с – на 10–14 км, а при 3 м/с – на 16–21 км. Значительное увеличение скорости ветра (6–7 м/с и более) способствует быстрому рассеиванию облака.

Глубина зоны заражения зависит от метеорологических условий: вертикальной устойчивости атмосферы и колебаний направления ветра.

Различают три степени вертикальной устойчивости атмосферы: инверсию, изотермию, конвекцию.

Инверсия - это состояние атмосферы, характеризующееся повышением температуры воздуха по мере увеличения высоты. Толщина приземных инверсий составляет десятки и сотни метров. Этот слой является в атмосфере задерживающим. Под ним накапливается водяной пар, пыль, что способствует образованию дыма и тумана. Инверсия способствует сохранению высоких концентраций ХОВ в приземном слое воздуха.

Изотермия характеризуется равновесием воздуха и типична для пасмурной погоды. Она также возникает в утренние и вечерние часы. Изотермия, как и инверсия, способствует застою паров ХОВ в приземном слое.

Конвекция характеризуется вертикальным перемещением воздуха с одной высоты на другую. Такие перемещения воздуха приводят к рассеиванию зараженного облака, снижают концентрацию ХОВ и препятствуют их распространению. Наиболее часто подобное явление наблюдается в летние ясные дни.

Если рассмотреть в качестве примера аварию с разрушением 100-тонной емкости с АХОВ при скорости ветра 2 м/с, то:

в случае инверсии опасное воздействие паров аммиака может сказываться на расстоянии порядка 4 км, хлора – до 20 км;

в случае изотермии опасное воздействие паров аммиака может сказываться на расстоянии порядка 1,3 км, хлора – до 4 км;

в случае конвекции опасное воздействие паров аммиака может сказываться на расстоянии порядка 0,5 км, хлора – до 2 км.

Повышение температуры почвы и воздуха ускоряет испарение АХОВ, и увеличивает его концентрацию. Надо иметь в виду, что здания и сооружения городской застройки нагреваются солнечными лучами быстрее, чем расположенные в сельской местности. Поэтому в городе наблюдается интенсивное движение воздуха, связанное обычно с его притоком от периферии к центру по магистральным улицам. Это способствует проникновению АХОВ во дворы, тупики, подвальные помещения и создает повышенную опасность поражения населения. Кроме этого стойкость АХОВ в городе выше, чем на открытой местности.

123

Все АХОВ, заражающие воздух, проникают в организм через органы дыхания (ингаляционный путь). Многие могут вызвать поражения путем проникновения через незащищенные кожные покровы (кожно-резорбтивные поражения), а также через рот (пероральные поражения при употреблении зараженной воды и пищи). Помимо опасности химического воздействия, выбросы АХОВ могут сопровождаться действием других поражающих факторов: пожарами и взрывами. В таких случаях химические поражения следует ожидать у 60-65% пострадавших, травматические повреждения – у 25%, а ожоги – у 15%. У 5% пострадавших поражения могут быть комбинированными.

Правила безопасного поведения населения при авариях с выбросом аварийно-химически опасных веществ

Для оповещения населения об авариях на химически опасных объектах гудками, сиренами и другими сигнальными средствами передают сигнал «Внимание всем!». Услышав этот сигнал, надо сразу же включить радио и телевизионные приемники и прослушать информацию о случившемся и порядке действий населения.

ЧТО НУЖНО СДЕЛАТЬ ПРИ ОПОВЕЩЕНИИ ОБ АВАРИИ

С ВЫБРОСОМ ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫХ ВЕЩЕСТВ

надеть средства защиты органов дыхания и кожи,

закрыть окна и форточки,

отключить электроприборы,

перекрыть газ,

взять документы, ценные вещи,

взять при необходимости теплую одежду и питание (трехдневный запас непортящихся продуктов),

предупредить соседей,

быстро, без паники выйти из здания (помещения) и укрыться в ближайшем убежище или покинуть район аварии.

При движении по зараженной местности соблюдайте следующие правила:

- выходите из зоны химического заражения в сторону перпендикулярную направлению ветра;

- избегайте перехода через туннели, овраги, лощины, так как в низких местах больше концентрация ядовитых веществ;

- двигайтесь быстро, но не бегите и не поднимайте пыли;

- не прислоняйтесь и не касайтесь окружающих предметов;

- не наступайте на встречающиеся на пути капли жидкости или порошкообразные россыпи неизвестных веществ;

124

- не снимайте средства индивидуальной защиты;

- при обнаружении на коже, одежде, обуви, средствах индивидуальной защиты капель ядовитых веществ удалите их тампоном из бумаги, ветоши или носовым платком, по возможности промойте зараженное место водой;

- оказывайте помощь пострадавшим, детям и престарелым, не способным двигаться самостоятельно;

- не принимайте пищу, не пейте воду.

При эвакуации транспортом уточните время и место посадки. Не опаздывайте, но и не приходите раньше назначенного срока. Напомните об отъезде соседям.

В случае отсутствия средства индивидуальной защиты, если позволяет обстановка, можно попытаться немедленно выйти из зоны заражения, задержав дыхание на несколько минут. Для защиты органов дыхания можно использовать изделия из ткани, смоченные водой, меховые и ватные части одежды, прикладывая их ко рту во время вдоха.

Если нет возможности покинуть район аварии, останьтесь в помещении, включите радио и ждите сообщения органов ГОЧС.

Проведите герметизацию помещения.

Плотно закройте окна, двери, вентиляционные люки, дымоходы и т. д.

Входные двери зашторьте, используя плотный материал или одеяло, на порог поставьте сосуд с водой.

Нельзя укрываться на первых этажах многоэтажных зданий, в подвалах и полуподвальных помещениях!

При подозрении на поражение химически опасными веществами необходимо исключить любые физические нагрузки, принять обильное теплое питье (чай; в некоторых случаях, молоко) и обратиться к медицинскому работнику для определения степени поражения и проведения профилактических и лечебных мероприятий.

Об устранении опасности химического поражения и о порядке дальнейших действий население извещается специально уполномоченными органами.

Надо помнить, что при возвращении населения в места постоянного проживания вход в жилые помещения и производственные здания, подвалы и другие помещения разрешается только после контрольной проверки на содержание ХОВ в воздухе помещений.

Перейдем теперь к рассмотрению следующего вида техногенных чрезвычайных ситуаций - аварий и катастроф на радиационно-опасных объектах.

125

Аварии и катастрофы на радиационно-опасных объектах

Радиационно-опасными объектами (РОО) называют объекты, на которых хранят, перерабатывают, используют или транспортируют радиоактивные вещества и при аварии на которых (или их разрушении) может произойти облучение ионизирующим излучением и радиоактивное загрязнение людей, сельскохозяйственных животных и растений, объектов экономики, а также окружающей природной среды.

Основными радиационно-опасными объектами являются:

- атомные электростанции (АЭС);

- предприятия по изготовлению ядерного топлива;

- предприятия по переработке отработавшего ядерного

топлива и захоронению радиоактивных отходов;

- научно-исследовательские и проектные организации,

имеющие ядерные реакторы;

- надводные корабли и подводные лодки с ядерными

энергетическими установками;

- космические аппараты с ядерными энергетическими

установками;

- различные виды ядерного оружия на боевом дежурстве и в

местах хранения

В соответствии с данным выше определением радиационно-опасного объекта основными поражающими факторами при аварии на этих объектах являются ионизирующие излучения и загрязнение людей и окружающей среды радиоактивными веществами.

Ионизирующие излучения (ИИ) — это потоки частиц с ненулевой массой покоя (а–, β-частиц и нейтронов) и электромагнитных квантов (рентгеновских и гамма - квантов) , прохождение которых через вещество приводит к ионизации и возбуждению его атомов и молекул.

Альфа-излучение (а) – поток положительно заряженных ядер гелия. α-частицы обладают наименьшей проникающей способностью, длина их пробега в теле равна 0,05 мм, в воздухе – 8–10 см. Однако, эти частицы обладают наибольшей ионизирующей способностью и опасны при попадании внутрь организма.

Бета-излучение (β) – поток высокоэнергетичных электронов. Обладают бо́льшей проникающей способностью. Длина пробега потока от источника в воздухе составляет порядка 2 м, а в тканях человека – порядка 3 см. β-частицы полностью задерживаются твердыми материалами (алюминиевой пластиной в 3,5 мм, органическим стеклом); их ионизирующая способность в 1000 раз меньше, чем у α-частиц.

126

Гамма-излучение (γ) – поток электромагнитных квантов с длиной волны менее 0.06 ангстрем. Испускается при торможении быстрых электронов в веществе, а также при распаде большинства радиоактивных веществ. Обладает большой проникающей способностью. В воздухе гамма-кванты распространяются на сотни метров, свободно проникают сквозь одежду, тело человека и значительные толщи материалов. Однако, гамма-излучение обладает меньшей ионизирующей способностью, чем а– и β-излучение вследствие меньшей плотности ионизации на единицу длины пробега.

Рентгеновское излучение- поток электромагнитных квантов с длиной волны от 0.06 до 20 ангстрем. Может быть получено в специальных рентгеновских трубках, в электронных ускорителях, при торможении быстрых электронов в веществе. Рентгеновские лучи, как и γ-излучение, обладают малой ионизирующей способностью, но большой глубиной проникновения.

Нейтроны — незаряженные элементарные частицы с массой равной массе протона. Время их жизни – около 16 мин. Медленные нейтроны имеют энергию от долей электрон-вольта до нескольких тысяч электрон-вольт, а быстрые – энергию более 0,5 Мэв и выше, медленные - от долей до нескольких тысяч электрон-вольт. Длина пробега медленных нейтронов в воздухе составляет около 15 м, в биологической среде – 3 см; для быстрых нейтронов – соответственно 120 м и 10 см. Последние обладают высокой проникающей способностью и представляют наибольшую опасность.

Для оценки воздействия ионизирующего излучения на любые вещества и живые организмы используются специальные величины – дозы излучения.

Основная характеристика взаимодействия ионизирующего излучения и среды – это ионизационный эффект. В начальный период развития радиационной дозиметрии чаще всего в качестве количественной меры поля излучения использовалась степень ионизации воздуха рентгеновских трубок или аппаратов. Количественная мера, основанная на величине ионизации сухого воздуха при нормальном атмосферном давлении получила название экспозиционная доза.

Экспозиционная доза – это отношение суммарного заряда всех ионов одного знака в элементарном объеме воздуха к массе воздуха в этом объеме. В системе СИ единицей измерения экспозиционной дозы является кулон на килограмм (Кл/кг). Экспозиционная доза в 1 Кл/кг означает, что суммарный заряд всех ионов одного знака, которые возникли под действием излучения в 1 кг воздуха, равен одному кулону. Внесистемной единицей измерения экспозиционной дозы является рентген. (Р).

127

Один рентген - это такая экспозиционная доза рентгеновского или гамма - излучения, при которой в 1 см3 атмосферного воздуха при температуре 00 С и давлении 760 мм ртутного столба возникают ионы, общий положительный или отрицательный заряд которых равен одной электростатической единице (1 CGSE ) 1 Кл/кг = 3880 Р.

В дальнейшем, выяснилось, что для ряда приложений, более удобной количественной характеристикой ионизирующих излучений, является энергия ИИ, поглощаемая, единицей массой вещества - т. н. поглощенная доза излучения.

Поглощенная доза показывает, какое количество энергии излучения поглощено в единице массы любого облучаемого вещества, и определяется отношением поглощенной энергии ионизирующего излучения к массе вещества. За единицу измерения поглощенной дозы в системе СИ принят грэй (Гр). 1 Гр – это такая доза, при которой массе 1 кг передается энергия ионизирующего излучения 1 Дж. Внесистемной единицей поглощенной дозы является рад (radiation absorbed dose). Один рад соответствует такой поглощенной дозе, при которой количество энергии, которая выделяется в одном грамме любого вещества, равно 100 эрг независимо от вида энергии ионизирующего излучения. 1 Гр = 100 рад.

Изучение последствий облучения живых тканей показало, что при одинаковых поглощенных дозах различные виды радиации производят неодинаковое биологическое воздействие на организм. При одной и той же поглощенной дозе радиобиологический разрушительный эффект тем выше, чем плотнее ионизация, создаваемая излучением. Чтобы учесть этот эффект, было введено понятие эквивалентной дозы.

Эквивалентная доза рассчитывается путем умножения значения поглощенной дозы на специальный коэффициент относительной биологической эффективности (ОБЭ), зависящий от вида излучения. Для гамма - и бета -излучений этот коэффициент приблизительно равен единице, для тепловых нейтронов 3, для быстрых нейтронов 10, для альфа - частиц и тяжелых ионов 20. Т. о. даже сравнительно малые поглощенные дозы могут вызвать серьёзные биологические последствия. Единицей измерения эквивалентной дозы в СИ является зиверт (Зв). Величина 1 Зв равна эквивалентной дозе любого вида излучения, поглощенной в 1 кг биологической ткани и создающей такой же биологический эффект, как и поглощенная доза в 1 Гр фотонного излучения. Внесистемной единицей измерения эквивалентной дозы является бэр (биологический эквивалент рада). 1 Зв = 100 бэр.

Мощностями экспозиционных и поглощенных доз называются дозы облучения, создаваемые в веществе в единицу времени.

Мощности экспозиционных доз измеряются в р/с, р/мин, р/час.

128

Мощности поглощенных доз измеряются в рад/с, рад/мин, рад/час, а в системе СИ в Гр/с. Вторым поражающим фактором аварии на радиационно-опасном объекте является загрязнение окружающей среды радиоактивными веществами.

Радиоактивные вещества принято оценивать по их активности.

Активность определяется числом распадов, происходящих в данном количестве радиоактивного вещества за единицу времени. В качестве единицы активности в Международной системе единиц СИ используется беккерель (Бк). Активность в 1 Бк соответствует одному распаду в секунду. Однако в практической дозиметрии чаще используется другая единица - кюри (обозначается Ки). 1 Ки = 3,7Бк, то есть соответствует 37 миллиардам радиоактивных распадов в секунду. Именно такое количество распадов происходит в одном грамме радия 226, первого из изученных радиоактивных веществ.

Важной характеристикой радиоактивного изотопа является период его полураспада, который определяется как промежуток времени, за который число радиоактивных атомов данного изотопа уменьшается вдвое. Наиболее опасны те радиоактивные вещества, период полураспада которых близок к продолжительности жизни человека.

Уровень радиации и предельно допустимые дозы облучения

Мощность дозы естественного радиоактивного фона на территории РФ составляет 0,01–0,02 мР/ч.

Согласно Федеральному закону «О радиационной безопасности населения» от 9 января 1996 г. и поправке к ст. 9 от 1999 г. с января 2000 года для населения средняя годовая эффективная доза равна 0,001 зиверта или эффективная доза за период жизни (70 лет) – 0,07 зиверта; в отдельные годы допустимы бо́льшие значения эффективной дозы при условии, что средняя годовая эффективная доза, исчисленная за пять последовательных лет, не превысит 0,001 зиверта.

После Чернобыльской аварии в РФ установлены следующие допустимые пределы радиационного фона:

15–19 мР/ч (миллирентген в час) – безопасно;

20–60 мР/ч – относительно безопасно;

61–120 мР/ч – зона повышенного внимания;

121 мР/ч и более – опасная зона.

Международная комиссия по радиационной защите (МКРЗ) рекомендует считать предельно допустимую дозу (ПДД) разового аварийного облучения – 25 бэр; ПДД профессионального хронического облучения – до 5 бэр в год; для ограниченных групп населения – 0,5 бэр. Генетически значимые дозы для населения находятся в пределах 7–55 мбэр/год.

129

Доза облучения может быть однократной и многократной. Однократным считается облучение, полученное за первые четверо суток. Если продолжительность облучения превышает этот срок, то оно считается многократным.

При облучении человека дозой менее 100 бэр отмечаются лишь легкие реакции организма, проявляющиеся в формуле крови, изменении вегетативных функций.

При дозах более 100 бэр развивается острая лучевая болезнь, тяжесть течения которой зависит от дозы облучения.

Аварии на радиационно-опасных объектах и их классификация

Радиационная авария – это происшествие, вызванное неисправностью оборудования, неправильными действиями работников (персонала), стихийными бедствиями или иными причинами приводящее к выходу (выбросу) радиоактивных продуктов и ионизирующих излучений за предусмотренные проектом пределы (границы) РОО в количествах, превышающих установленные нормы безопасности.

Под ядерной (радиационной) аварией понимают потерю управления цепной реакцией в реакторе либо образование критической массы при перегрузке, транспортировке и хранении тепловыделяющих сборок, а также нарушении режимов хранения отработанных ядерных отходов, приводящие к облучению людей сверх допустимых пределов. В тяжелых случаях вследствие быстрого неуправляемого развития цепной реакции ядерная авария может приводить к ядерному взрыву малой мощности или тепловому взрыву, в результате которого происходит полное разрушению реактора или хранилища, сопровождающееся массовым облучением людей на значительной территории.

Классификация возможных аварий на РОО производится по двум признакам: по типовым нарушениям нормальной эксплуатации и по характеру последствий для персонала, населения и окружающей среды.

Аварии, связанные с нарушениями нормальной эксплуатации, подразделяются на:

- проектные, то есть такие, которые могут быть предотвращены существующими (заложенными в проекте) системами безопасности,

- проектные с максимально возможными последствиями (так

называемые максимальные проектные аварии) и

- запроектные, которые не могут быть локализованы системами внутренней безопасности объекта.

130

Последствия первых двух не приводят к выходу радиоактивных веществ за пределы санитарно-защитной зоны и облучению населения сверх допустимых установленных норм, В случае же аварий третьего типа требуется принятие в той или иной степени мер по радиационной защите населения.

По масштабам последствий радиационные аварии делятся на:

Локальные – нарушения в работе РОО, при котором не произошел выход радиоактивных продуктов или ионизирующего излучения за предусмотренные границы оборудования, технологических систем, зданий и сооружений в количествах, превышающих установленные для нормальной эксплуатации предприятия значения.

Местные – нарушения в работе РОО, при котором произошел выход радиоактивных продуктов в пределах санитарно – защитной зоны и количествах, превышающих установленные нормы для данного предприятия.

Общие – нарушения в работе РОО, при котором произошел выход радиоактивных продуктов за границу санитарно – защитной зоны и количествах, приводящих к радиоактивному загрязнению прилегающей территории и возможному облучению проживающего на ней населения выше установленных норм.

В зависимости от медицинских последствий, контингента облучаемых лиц и вида лучевого воздействия на организм человека радиационные аварии разделяются на пять основных групп: малые, средние, большие, крупные и катастрофические.

К малым радиационным авариям относятся инциденты не связанные с серьезными медицинскими последствиями. К второй и третьей группам относятся аварии, приводящие к поражению персонала, причем для аварий второй группы характерно только внешнее, а для третьей группы – внешнее и внутреннее облучение персонала. В авариях относящихся к четвертой и пятой группы (крупные и катастрофические) поражается и население, причем в катастрофических авариях имеет место внешнее и внутреннее облучение больших контингентов населения, проживающего в одном или нескольких регионах.

Перейдем теперь к рассмотрению особенностей радиационных

аварий на конкретных радиационно-опасных объектах.

Начнем с аварий на атомных электростанциях, которые, как практически показала катастрофа на Чернобыльской атомной станции, могут привести к возникновению чрезвычайных ситуаций трансграничного (глобального) масштаба. Дополнительный материал по медицинским аспектам аварии на АЭС приведен в Приложении 2 в конце пособия.

131

В настоящее вpемя почти в 30 стpанах миpа эксплуатиpуется около 450 атомных энеpгоблоков общей мощностью более 350 ГВт, из них 46 – в странах СНГ. Общее количество выpабатываемой атомными станциями электpоэнеpгии в миpе составляет около 20%, в Евpопе - почти 35%.

Развитие атомной энергетики сопровождается непрерывным ростом числа возникающих на атомных станциях аварийных ситуаций. Всего с момента первой серьезной аварии на АЭС NRX в Канаде в 1952 году во всем миpе было заpегистpиpовано более 300 аваpийных ситуаций на атомных станциях.

Для классификации аварий на АЭС могут быть использованы как сформулированные выше общие классификационные градации аварий на радиационно-опасных объектах, так и специальная Международная шкала событий на АЭС (шкала INES), разработанная под эгидой МАГАТЭ в 1989 г. и введенная в действие в России с сентября 1990 г. В соответствии с этой шкалой события на АЭС условно делятся на 7 групп (уровней).

К событиям 1-3 уровней относятся происшествия (незначительные, средней тяжести и серьезные).

1 и 2 уровни – это функциональные отключения и отказы в управлении, не вызывающие непосредственного влияния на безопасность АЭС, а тем более на окружающую среду.

3 уровень – серьезное происшествие из-за отказа оборудования или ошибок эксплуатации. В окружающую среду могут быть выброшены радиоактивные вещества. При этом доза облучения вне АЭС не превышает нескольких мЗв (не более 5 годовых ПДД доз). Внутри АЭС обслуживающий персонал может быть переоблучен дозами порядка 50 мЗв. За пределами площадки не требуется принятия защитных мер.

События 4-го уровня и выше относятся к авариям, причем 4-й уровень соответствует максимальной проектной аварии. Серьезное повреждение активной зоны и физических барьеров. Облучение персонала порядка 1 Зв, приводящее к острой лучевой болезни. Выброс р/а продуктов в окружающую среду в количествах, не превышающих дозовые пределы для населения при проектных авариях.

5 уровень – авария с риском для окружающей среды. Тяжелое повреждение активной зоны и физических барьеров. Имеет место значительный выброс продуктов деления в окружающую среду, радиологически эквивалентный активностям от нескольких единиц до десятков терабеккерелей радиоактивного йода131. Возможна частичная эвакуация, необходима местная йодная профилактика.