Аварии на АЭС

     Содержание

 

      Введение

 

     К основным источникам загрязнения окружающей среды радиоактивными веществами (РВ) относятся  производственные предприятия, добывающие и перерабатывающие сырье, содержащее РВ, атомные  электростанции (АЭС), радиохимические  заводы, научно-исследовательские институты и др. объекты.

     В настоящее время правоохранительными  органами Российской Федерации обобщается практика исполнения законодательства, направленного на предупреждение незаконного ввоза, вывоза, захоронения, утилизации отработавшего ядерного топлива, радиоактивных, токсичных, химических и иных вредных для окружающей природной среды и здоровья населения зарубежных и отечественных промышленных отходов.

     Цель  данного реферата в том, что бы наиболее полно раскрыть радиоактивный  фон и проблемы его снижения.

     Задачи  реферата:

     − аварии и катастрофы на АЭС и других ядерных энергетических установках (ЯЭУ);

     − утилизация радиоактивных отходов;

     − радиационная безопасность;

     − перспективы автономной энергетики

     − проблемы снижения радиоактивного фона.

 

      1. Аварии  и катастрофы на  АЭС и других  ядерных энергетических  установках (ЯЭУ)

 

     АЭС являются составной частью довольно сложной совокупности ядерного производства, называемой ядерно-топливным комплексом или циклом (ЯТЦ). Он включает в себя:

     - добычу и переработку урановой  руды с получением химических  концентратов урана (рудодобывающие  и рудоперерабатывающие заводы);

     - получение чистых соединений  урана из концентратов (аффинажные заводы);

     - производство гексафторида урана и разделение его изотопов (заводы по получению гексафторида и разделению его изотопов);

     - изготовление топлива для получения  энергии на АЭС;

     - переработку отработавшего (облученного) на АЭС ядерного  топлива (радиохимические заводы или заводы по регенерации топлива);

     -отработку  отходов, хранение или захоронение  средне- и высокотоксичных отходов  и транспортировку ядерных продуктов  между предприятиями ЯЦП.

     При работе  предприятий ЯЦП образуются пылегазообразные, жидкие и твердые отходы, содержащие  радиоактивные и обычные  химические вещества.

     Под радиоактивными отходами понимают непригодные  к использованию в настоящее  время и в обозримом будущем  жидкие и твердые материалы и  предметы, содержащие  радионуклиды в концентрации, превышающей ПДК или ПДУ (предельно допустимые концентрации и уровни).¹

     1.1. Характеристика ионизирующих  излучений

 

     При распаде радионуклиды испускают  -  и   -  частицы, - кванты, нейтроны и др. - частицы представляют собой поток ядер атомов гелия (Не). Вследствие большой ионизирующей способности пробег частиц очень мал. В воздухе  он составляет не  более 10 см. В биоткани (живой клетке) до 0.1 мм частицы полностью поглощаются листом бумаги и не представляют опасности для человека, за исключением случаев непосредственного контакта с кожей.

      Частицы - электроны и позитроны, обладают в сотни раз меньшей ионизирующей способностью, чем частицы. Вследствие этого они распространяются  в воздухе до 10 ... 20 м, в биоткани - на  глубину 5 ... 7 мм, в дереве - до 2.5 мм, в алюминии - до 1 мм. Одежда человека почти наполовину  ослабляет действие частиц. Они практически  полностью поглощаются оконными стеклами и любым металлическим  экраном толщиной в несколько миллиметров. Но при контакте с кожей они также  опасны, как и a-частицы.

     Излучение представляет собой поток квантов высокочастотного электромагнитного поля, распространяющихся со скоростью света. Оно свободно проникает  сквозь одежду, тело человека и через значительные толщи материалов.

     Все рассмотренные излучения опасны для организма человека, поэтому  необходимо строгое соблюдение установленных норм радиационной безопасности (НРБ - 99) и основных санитарных правил работы с РВ.

     Радиационная  безопасность - комплекс мероприятий (административных, технических, санитарно-гигиенических и др.), ограничивающих облучение населения и окружающей среды до наиболее низких значений, достигаемых  средствами приемлемыми для общества.

     Эффективная эквивалентная доза - сумма средних  эквивалентных доз в различных  органах; она учитывает разную чувствительность к ионизирующим излучениям тканей  организма.

     Для характеристики потенциальной опасности  излучения  используется понятие “мощность дозы излучения”:

     - поглощенная - Гр/с; рад/ч;

     - эквивалентная - Зв/с; бэр/ч.

     Степень загрязнения РВ местности и различных  объектов на ней характеризуется поверхностной активностью (плотностью  загрязнения), т. е. кол-вом РВ, приходящимся на  единицу поверхности (Бк/м² или Ки/км²). Степень загрязнения РВ продуктов питания и воды характеризуют объемной или удельной активностью (концентрацией РВ), т. е. количеством РВ  в единице объема или веса (Бк/м3, Бк/кг или Ки/л, Ки/кг).

     Основными принципами  радиационной безопасности являются:

     - непревышение установленного дозового  предела;

     - исключение всякого необоснованного  облучения;

     - снижение дозы до возможно низкого предела.

     В зависимости от степени контакта  с источниками ионизирующих  излучений и чувствительности организма, установлены 3 категории облучаемых лиц:

     КАТЕГОРИЯ А - профессиональные работники, постоянно  или  временно работающие  с источниками ионизирующих излучений (ИИ);

     КАТЕГОРИЯ Б – лица, находящиеся по условиям работы в сфере воздействия источников ионизирующего излучения;

     КАТЕГОРИЯ В – население.

     Эффективная доза облучения в год: группа А  – 20 мЗв; группа Б – 5 мЗв; население – 1 мЗв.

 

      1.2. Характеристика аварий на АЭС

 

     Основными и наиболее опасными источниками  ионизирующих излучений и радиоактивного заражения окружающей среды являются аварии на АЭС. Радиационными  аварии на АЭС - нарушение их безопасной эксплуатации, при котором произошел выход радиоактивных продуктов и (или) ионизирующего излучения за предусмотренные проектом для нормальной  эксплуатации границы в количествах, превышающих установленные значения. Радиационные  аварии характеризуются исходным событием, характером протекания и радиационными последствиями.

     В соответствии с решением МАГАТЭ (Международным  агентством по атомной энергетике) установлены 7 баллов (степеней опасности) аварийных ситуаций на АЭС: 1) незначительные происшествия; 2) происшествия средней тяжести; 3) серьезные происшествия; 4) аварии в пределах АЭС; 5) аварии с риском для окружающей среды; 6) тяжелые аварии; 7) Глобальные (крупные) аварии.

     Радиоактивное заражение при аварии АЭС может  происходить за счет  выброса  парогазовой фазы (авария без разрушения активной зоны) − высота выброса Нв=150-200 м, время выброса – 20-30 мин. Состав радиоактивных изотопов: ксенон, криптон, йод. Более  серьезной  аварией  является  выброс продуктов деления из реактора (авария с разрушением активной зоны). При этом радиоактивные продукты выбрасываются  на высоту  Нв=2-3 км, продолжительность выброса - несколько суток до окончания герметизации реактора. Характер радиоактивного заражения  при авариях на АЭС имеют ряд особенностей (по сравнению с взрывом ядерного боеприпаса): 1) длительность радиоактивного  заражения окружающей среды: уран - 235, Т1/2 = 700 млн. лет; стронций - 90,  Т1/2 – 28,6 года; цезий - 137, Т1/2 = 30 лет и так далее); 2) Распространение  РВ составляет  3-12  часов; 3) “Очаговое” заражение в дальней (более 1000 км) зоне.     

     1.3. Характеристика районов  РЗМ при авариях  на АЭС

 

     При авариях на АЭС с выбросом  радиоактивных веществ (РВ) возникают районы радиоактивного заражения (загрязнения) местности (РЗМ) в форме окружности  (в р-не аварии) и вытянутого эллипса  (по следу облака) - правильной формы при т. н. нормальных  топо-  и метео- условиях и неправильной - при ненормальных (сложных) топо- и метеоусловиях (пересеченная местность, изменение направления и скорости ветра и др.). Воздействие  РЗМ на людей осуществляется в виде облучения:

     - внутреннего - с воздухом, пищей,  водой;

     - внешнего - от проходящего облака  и РВ, выпавших на подстилающую  поверхность;

     - контактного - от РВ на кожных  покровах, одежде.

     Основными  параметрами, характеризующими  районы РЭМ,  являются  экспозиционные и поглощенные  дозы  облучений до полного распада (Д, Р(рад)) и мощности  этих доз - уровни радиации на определенное  время (Р, Р/ч, рад/ч).

     Уровни  радиации с течением времени, вследствии распада РВ, уменьшаются. В практических  расчетах часто используется  т. н. эталонный уровень радиации - уровень радиации, приведенный к 1 ч после  аварии - Р1 .  Между  дозой  облучения до полного распада  и уровнем радиации Р1 при авариях на АЭС существует связь:  Д = 400Р1. В зависимости от величин  Д, районы РЗМ (для  организации и проведения защитных мероприятий) подразделяют  на зоны:

     1. Внешнего облучения: А - умеренного, Б - сильного, В - опасного, Г - чрезвычайно  опасного

     2. Внутреннего облучения: Д’ - опасного  и Д - чрезвычайно опасного.

 

      2. Проблемы снижения радиоактивного фона

  

 Радиоактивные отходы появляются на АЭС из двух источников: главным является основной технологический контур АЭС, другим   источником является вспомогательные установки, например, газовый       контур, контур охлаждения. Источники радиоактивных отходов активационного происхождения, например, радиоактивные продукты   коррозии или образующийся в процессах деления тритий (сверхтяжелый изотоп водорода), имеют активность, строго меняющуюся во времени по известному закону.

     Случайным источником являются продукты деления, попадающие в теплоноситель. Их активность в теплоносителе в каждый момент времени зависит от того, сколько  негерметичных ТВЭЛов в этот момент эксплуатируется в активной зоне, какова степень их негерметичности. Поскольку этот процесс случаен, данный факт учитывается на АЭС при организации постоянного радиационного контроля за состоянием теплоносителя, количеством и темпом образования радиоактивных отходов. Атомная электростанция - такое же производство, как и другие, поэтому во время основного технологического процесса - отвода тепла от активной зоны реактора для выработки электроэнергии, образуются и радиоактивные отходы. Поскольку из теплоносителя постоянно нужно удалять разнообразные примеси, при очистке теплоносителя выделяются радиоактивные газы. Захватывая микрочастицы жидкости и твердые микрочастицы, газы переходят в аэрозольную форму. Радиоактивные отходы также могут быть и жидкими, и твердыми.

     2.1. Проблема обращения с радиоактивными отходами на предприятиях России

 

     В 1998 г. радиационная обстановка на территории Российской Федерации, как и в  предыдущие годы, определялась главным  образом:

• естественным радиационным фоном, формируемым космическим излучением и природными радионуклидами как естественно распределенными, так и привнесенными в окружающую среду деятельностью человека;
• глобальным радиоактивным загрязнением, связанным с проведенными ранее ядерными взрывами и крупными радиационными авариями в прошлом;
• радиоактивным загрязнением территорий, оказавшихся в зонах распространения радиоактивных облаков выбросов при радиационной аварии на Чернобыльской АЭС.

     На  территории России вклад природных  источников в коллективную дозу облучения  населения составляет приблизительно 70-80%.

     В ходе различных проверок выявляются многочисленные нарушения законов Российской Федерации "Об охране окружающей природной среды", "О радиационной безопасности населения", "О санитарно-эпидемиологическом благополучие населения".

     Практически не выполняются федеральные целевые программы "Обращение с радиоактивными отходами и отработавшими ядерными материалами, их утилизация и захоронение на 1996-2005 годы", "Отходы".

     Анализ  имеющихся материалов свидетельствует, что наиболее острый характер приобрела проблема хранения и переработки отработавшего ядерного топлива, образующегося нa объектах Министерства по атомной энергии и Министерства обороны Российской Федерации.

     Ни  на одной атомной электростанции России не имеется полного комплекса  установок для кондиционирования радиоактивных отходов, в связи с чем усугубляется проблема переработки и утилизации отработавшего ядерного топлива. На производственном объединении "Маяк", Сибирском химическом комбинате и Красноярском горнохимическом комбинате Минатома России около 400 млн. куб. м отходов находится в открытых водоемах и специальных бассейнах.

     В последнее время обострилась  обстановка с приемом, переработкой и хранением отработавшего ядерного топлива на единственном в России специализированном ПО "Маяк", технические возможности которого явно недостаточны.

     Непосредственно на предприятиях Минатома России радиоактивные твердые отходы производства размещаются в могильниках, что не соответствует установленным требованиям. Между тем модульные хранилища для надлежащего захоронения таких отходов не создаются. Несмотря на важность и первоочередность, эти мероприятия не финансируются.