2.7.1. Радиоактивное загрязнение местности при аварии на аэс и взрыве ядерного боеприпаса

Накопленный опыт эксплуатации атомных электростанций свидетельствует, что вследствие чрезвычайных обстоятельств аварии на АЭС могут быть двух типов:

1) без разрушения ядерного реактора;

2) с разрушением ядерного реактора.

При аварии без разрушения ядерного реактора имеет место выброс парогазовой радиоактивной смеси в атмосферу. Продолжительность выброса в пределах 20 минут. Радиоактивное облако формируется на высоте до 200 метров, длиной и шириной до нескольких километров и перемещается по ветру, загрязняя атмосферу и местность.

При аварии с разрушением ядерного реактора происходит выброс в атмосферу парогазовой смеси с большим количеством различных радионуклидов на высоту 2-3 км и разбрасыванием на местности твердых осколков радиоактивных материалов. Причем после первого выброса может происходить несколько последующих выбросов с высокоактивными мелкодисперсными РВ в течение нескольких суток. В случае возникновения пожара, при высокой температуре (до 1000⁰С на Чернобыльской АЭС) происходит непрерывное испарение РВ и поступление их в атмосферу. В изотопном составе выброса много долгоживущих радионуклидов (цезий-137, стронций-90), определяющих длительный характер загрязнения местности. Это создает высокие уровни радиации вокруг АЭС и перенос РВ на большие расстояния. Загрязнению подвергаются площади, измеряемые тысячами квадратных километров. Так, при катастрофе на ЧАЭС уровни радиации были:

• на местах выброса урана (у стен реактора) – 2000 р/ч;

• на расстоянии 100 м – 600-700 р/ч;

• на удалении 5-10 км – 0,5-1 р/ч.

В результате этой катастрофы оказались загрязненными радиоактивными веществами 11 областей России, в том числе и Ленинградская область, 6 областей на Украине, 5 - в Белоруссии, а также Краснодарский край, Закавказье, Казахстан и даже Дальний Восток.

В Ленинградской области оказались загрязнены районы: Кенгисепский, Ломоносовский, Волосовский, Гатчинский, Лужский. Выявилась площадь с повышенным содержанием цезия в почве на протяжении 12 тысяч км².

Как при первом, так и при втором виде аварии происходит радиоактивное загрязнение (РАЗ) местности и образуются зоны РАЗ и очаги радиоактивного поражения.

Зона загрязнения – это участок или район местности, в пределах которого в результате аварии на АЭС произошло загрязнение местности радиоактивными веществами.

Под очагом поражения следует понимать участок местности или район, в пределах которого в результате аварии на АЭС произошло поражение людей, сельскохозяйственных животных и растений.

В случае аварии без разрушения ядерного реактора плотность и площадь загрязнения местности значительно меньше, чем при разрушении реактора.

Загрязнение местности РВ при аварии на АЭС без разрушения ядерного реактора характеризуется двумя зонами (А и М).

Зона М – зона слабого радиоактивного загрязнения, характеризуется уровнем радиации на внешней границе зоны через 1 час после аварии (Р_{1 час}) 0,025 р/ч и дозой облучения за период до полного распада (Д_∞) 0,5 рад.

Зона А – зона умеренного РАЗ, характеризуется уровнем радиации на внешней границе зоны через 1 час после аварии (Р_{1 час}) 0,1 р/ч и дозой до полного распада (Д_∞) 5 рад.

При аварии с разрушением реактора радиоактивное загрязнение местности характеризуется пятью зонами (табл.1; приложение 13):

Таблица 1

Обозначение и название зоны	Характеристика зоны
	L , км	Ш, км	Мощность дозы (Р) на 1 час после аварии, р/ч	Д∞ внешнего облучения за период полного распада РВ, рад
Зона М. Зона слабого загрязнения	340	31	0,025	0,5
Зона А. Зона умеренного загрязнения	250	25	0,1	5
Зона Б. Зона сильного загрязнения	150	18	1	15
Зона В. Зона опасного загрязнения	80	120	3	50
Зона Г. Зона чрезвычайно опасного загрязнения.	40	6,5	10 и более	150

Особенностью РАЗ местности при аварии на АЭС является следующее:

• загрязнение неравномерное, носит точечный характер;

• территория загрязнения имеет причудливые формы вследствие продолжительности выбросов и изменения направления ветра;

• распространяется в различных направлениях от источника в зависимости от направления ветра;

• длительное РАЗ вследствие наличия изотопов с большим периодом полураспада (в отличие от изотопов, образующихся при взрыве ядерного боеприпаса): уран-235 Т ½ = 710 миллионов лет, стронций-90 Т ½ = 30 лет, цезий-137 Т ½ – 30 лет, т.д.;

• очень медленный спад уровней радиации:

за 1-е сутки – в 2 раза;

за 30 суток – в 5 раз;

за 3 мес. – в 11 раз;

за 6 мес. – в 40 раз;

за 1 год – 85 раз;

• особую опасность представляет йод-131 с периодом полураспада (Т ½) 8 суток, т.к. в первые часы после аварии скапливается в организме (концентрируется в щитовидной железе) и определяет дозу внутреннего облучения; попадает в организм с вдыхаемым воздухом и пищей.

Виды радиационной опасности при аварии на АЭС:

1. Внешнее гамма-облучение от прохождения радиоактивного облака, от РВ, выпавших на поверхность земли, зданий, техники и т.д.

2. Внутреннее облучение за счет вдыхания радионуклидов с воздухом, в результате употребления загрязненных РВ продуктов питания, воды.

3. Контактное облучение вследствие загрязнения кожных покровов, одежды, обуви и т.д. при контакте с РВ.

В первые минуты после аварии наибольшую опасность представляют изотопы благородных газов (коротко живущих), затем йод. Спустя месяц и дольше - плутоний, стронций, цезий.

С учетом характера радиоактивного загрязнения и величины уровня радиации (к исходу первых суток после аварии) в случае аварии на АЭС выделяют (условно) три зоны, учитывающие возможность проживания в них людей.

Зона отчуждения. К исходу первых суток уровень радиации составляет 20 мр/ч. В этой зоне запрещено проживание и все виды работ. Размеры этой зоны примерно от 10 до 40 км.

Зона отселения (или временного пребывания). К исходу первых суток уровень радиации составляет 5 мр/час, размеры зоны примерно от 20 до 50 км. Население выселяется, но разрешается проводить экспериментальную работу. Хозяйственная деятельность осуществляется вахтовым методом.

Зона жесткого дозиметрического контроля. К исходу первых суток уровень радиации составляет 2 мр/ч, размеры зоны от 40 до 100 км. Разрешено постоянное проживание людей, разрешается хозяйственная деятельность, но под жестким радиационным контролем. Эта зона подразделяется на территорию (зону) с правом на отселение и территорию (зону) проживания с льготным социально-экономическим статусом. Границы этих зон устанавливаются в зависимости от изменения радиационной обстановки и с учетом других факторов не реже чем один раз в три года и пересматриваются Правительством Российской Федерации.

Необходимо отметить, что РАЗ местности в случае аварии на АЭС существенно отличается от РАЗ при взрыве ядерного боеприпаса по ряду таких параметров, как конфигурация следа, масштаб и степень загрязнения, дисперсный состав радиоактивных продуктов, поражающее действие, значительно медленный спад уровней радиации. Это обусловлено в основном динамикой и изотопным составом радиоактивных выбросов, а также изменением метеорологических условий за период неоднократных выбросов.

РАЗ местности при взрыве ядерного боеприпаса (при низком воздушном, подводном, подземном и наибольшее при наземном взрыве) имеет свои особенности. Так же, как и в случае аварии на АЭС, образуются зоны загрязнения и очаги поражения.

При этом условно выделяются четыре зоны РАЗ (табл.2; приложение 13):

Таблица 2

Обозначения и название зоны	Мощность дозы (Р) на 1 час после взрыва, р/ч	Доза внешнего облучения (Д∞)за период полного распада, рад	L, км	Ш, км
Зона А. Зона умеренного загрязнения	8	40	83	10
Зона Б. Зона сильного загрязнения	80	400	36	5,1
Зона В. Зона опасного загрязнения	240	1200	24	3,6
Зона Г. Зона чрезвычайно опасного загрязнения	800	4000 и более	15	2,2

Примечание: длина и ширина дается при взрыве боеприпаса в 100 кт, при средней скорости ветра 10 км/ч.

Характер спада уровней радиации при взрыве ядерного боеприпаса отличается более быстрым снижением уровней по сравнению со снижением при аварии на АЭС. При взрыве ядерного боеприпаса спад уровней радиации происходит по принципу – семикратное увеличение времени приводит к снижению уровня в 10 раз. Так, через 2 часа Р снижается в 2 раза, через 3 часа – в 4 раза, через 7 часов – в 10 раз, через 2 суток – в 100 раз, и если Р_{1 час} = 1000 р/ч (100%), то Р_{7 час} = 100 р/ч (10%), Р_{48 час (2 суток)} = 10 р/ч (1%); Р_{(2 нед)} = 1 р/ч (0,1%).

Как при аварии на АЭС, так и при взрыве ядерного боеприпаса основными показателями степени опасности радиоактивного поражения людей являются размеры зон загрязнения радиоактивными веществами и уровень радиации (Р), измеряемый в р/час. Степень же поражения людей характеризуется дозой облучения, которая определяется как произведение среднего уровня радиации на время облучения:

Д = Р_ср  Т, рад (бэр).