Глава 9

Выявление и оценка радиационной

и химической обстановки как составная часть

управленческого процесса

9.1. Выявление обстановки, формирующейся при выбросах радиоактивных веществ в окружающую среду

Выявление и оценка радиационной обстановки являются составными, не­разрывно связанными элементами одного процесса.

Выявление радиационной обстановки в общем случае включает:

• определение путем прогнозирования или по фактическим данным пара­метров, характеризующих уровни радиационных полей, радиоактивного за­грязнения окружающей среды;

• адекватное отражение полученных результатов на соответствующих устройствах отображения;

— определение характера и размеров зон радиоактивного загрязнения. При оценке радиационной обстановки, проводимой по прогнозным или

фактическим данным, предусматривается:

• анализ прогнозируемых данных, а также собранной и обработанной ин­формации о радиоактивном загрязнении окружающей среды;

• оценка степени превышения установленных уровней безопасности, вли­яния обстановки на здоровье и жизнедеятельность людей, состояние экоси­стем, функционирование народно-хозяйственных, коммунально-бытовых и других объектов;

• оценка альтернативных вариантов действий, при которых исключается или снижается до минимума радиационное поражение людей, обеспечивается экологическое равновесие в окружающей среде и приемлемый радиационный риск.

На основе выводов из оценки обстановки осуществляется информацион­но-интеллектуальная поддержка подготовки и принятия решений по управле­нию радиационной безопасностью и риском, включающая:

— выработку вариантов предложений на управленческие решения по обес­печению безопасности населения, активному функционированию народно­хозяйственных, коммунально-бытовых и других объектов, проведению ликви­дации последствий радиационной аварии;

• оценку этих вариантов и выбор того из них, при котором наилучшим об­разом достигается переход к уровню приемлемого риска;

• представление выбранного варианта лицу, принимающему решение, с обоснованием выбора.

Заметим, что выявление и оценка радиационной обстановки является со­ставной частью анализа и оценки риска.

Содержанием анализа радиационного риска, как отмечалось выше, яв­ляется:

• описание радиационно опасных объектов, прилегающих к ним террито­рий, их демографических особенностей, а также метеоусловий;

• идентификация источников риска, то есть выявление и описание в виде сценариев возможных нарушений технологических процессов и аварийных ситуаций, ведущих к выбросу радиоактивных веществ в окружающую среду;

• моделирование радиационного воздействия на окружающую среду и лю­дей при реализации источника риска и прогнозирование этого воздействия.

Оценка риска предусматривает:

• сравнение прогнозируемого или фактического риска с нормами риска и с приемлемым уровнем риска;

• выработку возможных путей перехода к уровню приемлемого риска.

Из изложенного следует, что выявление и оценка радиационной обстанов­ки органично вписывается в мероприятия по анализу и оценке риска. Вместе с тем она дополняет их в части, касающейся выбора вариантов действий, при которых снижается до минимума радиационный ущерб и обеспечивается за­щита населения и окружающей среды.

Состав и содержание мероприятий по выявлению и оценке радиационной обстановки существенно зависят от характера источников ее возникновения и формирования. В связи с этим обычно различают радиационную обстановку при нормальном эксплуатационном режиме функционирования радиационно опасных объектов и радиационную обстановку, обусловленную аварийными выбросами радиоактивных веществ.

Процесс выявления и оценки радиационной обстановки является непре­рывным и осуществляется как при благоприятных условиях, так и при возник­новении и развитии радиационных аварий.

Организация этого процесса должна согласовываться с задачами и характе­ром функционирования единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций.

С учетом приведенных соображений в непрерывном процессе выявления и оценки радиационной обстановки можно выделить следующие три этапа:

— 1-й этап — заблаговременное (иначе — предварительное) прогнозирова­ние и оценка возможной радиационной обстановки и последствий ее разви­тия, то есть наносимого ущерба. Осуществляется на этапе предупреждения чрезвычайных ситуаций, исходя из данных анализа по идентификации радиа­ционного риска, моделей распространения радиоактивных веществ в окружа­ющей среде и радиационного воздействия. При этом учитывается стохастиче­ская природа факторов, влияющих на эти процессы;

• 2-й этап — оперативное прогнозирование и оценка радиационной об­становки и радиационного ущерба. Производится на основании данных о воз­никновении аварий на радиационно опасных объектах и выбросах радиоак­тивных веществ в окружающую среду, а также о фактах превышения безопас­ных уровней радиационных полей и концентрации радиоактивных веществ в окружающей среде, зафиксированных системой радиационного мониторин­га. По данным оперативного прогноза, непрерывно уточняемого по мере по­ступления информации, осуществляется оперативное управление радиацион­ным риском;

• 3-й этап — выявление и оценка радиационной обстановки по фактиче­ским данным, полученным от системы мониторинга и контроля окружающей среды.

Методика оценки радиационной обстановки при авариях на АЭС, исполь­зуемая на практике, изложена в приложении 1.

Основными факторами и явлениями, обусловливающими формирование радиационной обстановки при выбросах радиоактивных веществ в атмосферу, как указывалось выше, являются:

• образование и распространение в пограничном слое атмосферы газо­аэрозольного радиоактивного облака;

• радиоактивное загрязнение территорий за счет выпадения из облака вы­броса радиоактивных продуктов;

• радиоактивное загрязнение открытых участков кожи и одежды людей;

• радиоактивное загрязнение открытых водоемов и источников водоснаб­жения;

• радиоактивное загрязнение пищевых продуктов;

• радиоактивное загрязнение сельскохозяйственных угодий, лесов и пастбищ.

Каждый из перечисленных факторов радиационной обстановки характери­зуется по крайней мере одним или совокупностью нескольких измеряемых или вычисляемых параметров, с помощью которых можно оценить эквивален­тную дозу облучения, получаемую теми или иными категориями персонала АЭС и населения (см. табл. 9.1).

Радиоактивные вещества, попавшие в атмосферу, как отмечалось выше, распространяются под воздействием турбулентной диффузии. По пути пере­носа радиоактивных веществ в приземном слое атмосферы происходит внеш­нее облучение людей, попадающих в зону распространения радионуклидов, вследствие бета- и гамма-излучения из шлейфа, а также внутреннее облуче­ние, если радиоактивные вещества попадают в организм ингаляционным пу­тем и инкорпорируется в нем.

Радиоактивное загрязнение территории, открытых водоемов, источников водоснабжения, сельскохозяйственных угодий и людей происходит в резуль­тате выпадения радиоактивных осадков из шлейфа под действием силы тяже­сти, при соприкосновении шлейфа с поверхностью, при вымывании дождем. При этом возникают дополнительные пути переноса радионуклидов к челове­ку. Эти пути показаны на схеме (рис. 9.1), заимствованной из информацион­ного бюллетеня МАГАТЭ.

а) В атмосфере

Выбросы в атмосферу

Рассеяние

Воздух

Вдыхание

Вид деятельности человека

Почва

Внешнее р-у-облучение

Профессиональ­ная занятость

Осаждение

_N

Человек

б) В водной среде

Жидкие выбросы

Рассеяние

Биоаккумуляция

Пищевые продукты

Концентрация радионуклидов в воде

Орошение земель

Попадание в пи-щеварит. тракт

Осаждение

Концентрация радионуклидов в отложениях

Внешнее р-у-облучение

Рис. 9.1. Схема путей переноса радионуклидов к человеку через окружающую среду

Радиоактивные вещества, попадающие в водную среду при осаждении из облака выброса или при непосредственном сбросе, разносятся под влияни­ем течений и турбулентной диффузии. Они могут быть в ионной, молекуляр­ной форме, в коллоидном состоянии и принимают участие в химических и физико-химических процессах, происходящих в водной среде. В частности, радиоактивные вещества могут адсорбироваться в донных отложениях. Пути переноса радиоактивных веществ через водную среду к человеку показаны на рис. 9.1.

Основным параметром, по которому оценивается в конечном счете радиа­ционный ущерб, то есть степень снижения жизнедеятельности и здоровья лю­дей, является эквивалентная эффективная доза облучения (индивидуальная, коллективная или ожидаемая коллективная). Этот параметр определяется че­рез измеряемые или вычисляемые величины и в интегральной форме характе­ризует меру воздействия ионизирующих излучений на человека. Указанные измеряемые или вычисляемые величины (мощность дозы, концентрация ра­диоактивных веществ и др.) по аналогии с термином «производные уровни вмешательства для защиты населения», которые применяются МАГАТЭ [44, 124], могут быть названы производными параметрами радиационной обста­новки. В данном случае подчеркивается, что существует основной параметр, которым является доза облучения, а все остальные, то есть мощность дозы, концентрация радиоактивных веществ, степень радиоактивного загрязнения, являются производными, вспомогательным, хотя каждый из этих параметров имеет вполне понятный физический смысл и важное самостоятельное значе­ние.

Связь между искомой величиной эквивалентной дозы облучения и произ­водными параметрами определяется целым рядом факторов, в частности, усло­виями облучения, характером и радионуклидным составом загрязнения и т.п. Для каждого производного параметра она выражается соответствующим соот­ношением. Например, связь между эквивалентной дозой внешнего облучения и концентрацией радиоактивных веществ в воздухе выражается формулой [48]:

D = K₁E | C (t)dt (9.1)

о

где: D — эквивалентная доза внешнего облучения;

С(t) — концентрация РВ в воздухе как функция от времени; Е — эффективная поглощенная энергия;

К — коэффициент, согласовывающий размерности и учитывающий отношение тормозных способностей биологической ткани и воздуха.

Соотношение для определения дозы внутреннего облучения имеет вид:

D = (1 - e ^{- эф}'²)} C (t )dt (9.2)

^ эф 0

где: D — эквивалентная доза внутреннего облучения;

W — количество воздуха, вдыхаемого человеком в единицу времени; f — коэффициент органотропности;

Х_эф — эффективная константа распада радионуклида (с учетом констан­ты биологического выведения); t₁ — время нахождения в радиоактивном облаке; t₂ — время внутреннего облучения; K₂ — козффициент, согласовующий размерности.

Приведенные выше и подобные им соотношения используются при моде­лировании радиационного воздействия на персонал АЭС и население, анализе и определении уровня радиационного риска.