9.3. Методологическая схема информационной

поддержки и определения зон повышенного риска при выявлении и оценке радиационной обстановки

Методология расчетов по выявлению и оценке радиационной обстановки ориентирована на выработку данных, необходимых для обеспечения органов управления необходимой информационно-интеллектуальной поддержкой для принятия управленческих решений.

Схемой расчетов предусматривается:

• формирование информационного поля постоянной и переменной ис­ходной информации и ввод ее в ЭВМ;

• моделирование процессов формирования зон радиоактивного загрязне­ния, распространения радиоактивных веществ в окружающей среде и нанесе­ния радиационного ущерба. Проведение расчетов по моделям и расчетным со­отношениям;

• графическое отображение зон радиоактивного загрязнения, соответст­вующих уровням риска, при которых принимаются определенные управленче­ские решения;

• прогнозирование динамики развития и оценка радиационной обста­новки.

В состав постоянной информации, вводимой в базы данных заблаговре­менно, представляется целесообразным включать:

а) исчерпывающую характеристику объектов ядерного топливного цикла, а также других радиационно опасных объектов, включая описания и возмож- ные сценарии развития аварий, в том числе проектных и запроектных. Напри- мер, для АЭС в этой характеристике должны содержаться следующие сведе- ния:

• типы и мощности используемых ядерных реакторов, количество и типы энергоблоков, их надежность, безопасность, состояние;

• уровни возможных аварий по шкале МАГАТЭ, а также категории аварий;

• варианты аварий, исходя из возможных причин, сценарии развития, возможный радионуклидный состав выбросов;

б) возможные последствия аварий в зависимости от их уровней и вариан- тов. Зоны распространения и выпадения радиоактивных веществ. Зоны радиа- ционного риска при авариях;

в) набор типовых метеорологических ситуаций с приведением данных по параметрам ветра, атмосферной стратификации и интенсивности турбу- лентного обмена в атмосфере;

г) матрицу значений основных параметров радиационной обстановки по уровням и вариантам аварий, типам метеоусловий, а также другие результа- ты предварительных расчетов.

В состав переменной информации, поступающей с началом аварии и при ее развитии, следует включать конкретные сведения, содержащие:

• наименование, местоположение, характер объекта аварии, его фактиче­ское состояние и т.п.;

• данные о характере, масштабах, причине аварии, количестве аварийных (поврежденных) структурных элементов объекта;

• данные о метеопараметрах, стратификации пограничного слоя атмосфе­ры и т.п.;

• другие данные, принимаемые во внимание при прогнозировании и оценке радиационной обстановки.

Моделирование процессов формирования зон радиоактивного загрязне­ния, распространения радиоактивных веществ в окружающей среде и нанесе­ния радиационного ущерба осуществляется на основе современных представ­лений о закономерностях турбулентной диффузии в воздушной и водной сре­дах, с учетом стохастического характера метеорологических и других парамет­ров, закономерностях гидрогеохимических процессов, обусловливающих миг­рацию радиоактивных веществ в почвенных и других геоструктурах и перенос их в подземных водах, закономерностях формирования производных парамет­ров радиационной обстановки (мощности дозы излучения, концентрации ра­диоактивных веществ, степени поверхностного загрязнения объектов окружа­ющей среды), а также о закономерностях переноса радиоактивных веществ по трофическим цепям и формирования основного параметра, по которому оце­нивается радиационный ущерб эффективной эквивалентной дозой облучения.

При проведении этой работы предполагаются широкие научные обобще­ния и использование ранее разработанных моделей, которые адекватно отра­жают реальные процессы переноса вещества и энергии в природе, а также раз­личного рода расчетных соотношений, нашедших реализацию и рекомендуе­мых МАГАТЭ, как, например, формул, связывающих концентрацию радиоак­тивных веществ в радиоактивном облаке с дозой бета- и гамма-облучения, степень радиоактивного загрязнения кожи и одежды с дозой бета- и гамма-об­лучения.

Вычисления на ЭВМ по моделям и расчетным соотношениям позволяют получить всю необходимую информацию для оценки уровня радиационного риска.

Логическим продолжением, а точнее говоря, составным элементом имита­ционного численного моделирования является графическое отображение зон радиоактивного загрязнения в заданной системе координат в виде изолиний, соответствующих уровням параметров радиационной обстановки, при кото­рых принимаются управленческие решения на:

• укрытие населения;

• принятие контрольных мер по доступу в зону загрязнения;

• введение стабильного йода;

• эвакуацию;

• отселение людей;

• дезактивацию.

Как будет показано ниже, эти зоны могут быть названы зонами повышен­ного риска.

Завершающий и весьма важный этап в проведении расчетов посвящается прогнозированию динамики развития и оценке радиационной обстановки в целом по району, затронутому аварией, а также по отдельным наиболее важ­ным объектам и территориям. На этом этапе предусматривается формирова­ние в системе управления базами данных (СУБД) и в базе знаний нескольких блоков информации. При этом каждый последующий блок развивает по со­ставу и содержанию информации предыдущие и вносит определенные уточне­ния. Таких блоков информации должно быть по крайней мере три — по числу фаз радиационно опасной аварии.

Для полной и детальной оценки радиационной обстановки может приме­няться экспертная система, реализующая дедуктивный принцип получения необходимой информации.

Применение такой экспертной системы целесообразно для уточнения и де­тализации динамики развития обстановки на отдельных объектах.

В свою очередь, методология определения зон, где уровни радиационного риска превышают установленные допустимые значения, строится в соответст­вии с рассмотренным выше подходом к зонированию территорий, подверг­шихся радиоактивному загрязнению. Здесь под зонами возможного радиоак­тивного загрязнения имеются в виду части территории, ограниченные изоли­ниями с уровнями радиационных параметров, при которых принимаются определенные управленческие решения по защите населения.

Характер мер защиты и критериальные значения радиационных парамет­ров, при которых принимаются управленческие решения, зависят от фазы (этапа) аварии.

Как уже отмечалось выше, в процессе развития аварии, связанной непо­средственно с выбросом радиоактивных веществ, обычно выделяется четыре основные фазы [115]: начальная, ранняя, промежуточная и поздняя (восста­новительная).

Основываясь на представлениях о динамике развития аварии, ее фазах и радиационной обстановке, можно установить критериальные уровни пара­метров, при которых принимаются управленческие решения. В табл. 9.3 при­ведены потенциальные пути облучения и защитные меры, рекомендуемые МАГАТЭ на различных фазах радиационно опасной аварии [115] . По этим мерам принимаются управленческие решения.

Решения о мерах защиты населения от радиоактивного облучения на ран­ней и промежуточной фазах развития аварии должны приниматься на основании сравнения оценочных (прогнозируемых) доз с приведенными в табл. 6.4, 6.5 и 6.6 дозовыми критериями для нижнего и верхнего уровней ра­диационного воздействия.

Если прогнозируемое облучение не превышает нижний уровень дозового кри­терия (уровень А), то меры, перечисленные в табл. 9.3, проводить не следует.

Если прогнозируемое облучение превосходит нижний уровень дозового критерия, но не достигает его верхнего уровня (уровня Б), то решение по про­ведению мер, перечисленных в табл. 9.3, может быть отсрочено. Оно должно приниматься с учетом конкретной радиационной обстановки и местных усло­вий. Для этого используются данные радиационного контроля и обследования окружающей среды в заранее выбранных точках в зоне распространения ава­рийного выброса.

Таблица 9.3

Потенциальные пути облучения на разных фазах аварии и меры по предотвращению радиационных поражений

Фаза аварии	Потенциальный путь облучения	Меры по предотвращению радиационных поражений
Ранняя	Внешняя радиация от ава­рийного объекта	Укрытие, эвакуация, конт­роль доступа
	Внешняя радиация от шлей­фа	Укрытие, эвакуация, конт­роль доступа
	Вдыхание радиоактивных веществ, содержащихся в шлейфе	Укрытие, введение стабиль­ного йода, эвакуация, конт­роль доступа
	Загрязнение радиоактивны­ми веществами кожи и одежды	Укрытие, эвакуация, дезак­тивация людей
Промежуточная	Внешняя радиация от за­грязненной поверхности земли и объектов	Эвакуация, переселение, дезактивация земли и соору­жений
Поздняя	Вдыхание повторно-взве­шенных радиоактивных ве­ществ	Отселение, дезактивация земли и сооружений
	Употребление загрязненной пищи и воды	Контроль пищи и воды

В том случае, когда прогнозируемое облучение достигает или превосходит верхний уровень, проведение мер защиты является обязательным. По крите­риальным значениям эквивалентной дозы облучения рассчитываются крите­риальные величины производных параметров радиационной обстановки, ко­торые играют роль производных уровней вмешательства, являющихся основа­нием для принятия решений по мерам защиты. Расчет производится с помо­щью имитационных моделей переноса и рассеивания радиоактивных веществ, учитывающих все возможные пути попадания их в организм человека.

Полученные данные используются при оценке радиационной обстановки и определении уровня риска. Управленческие решения на проведение меропри­ятий по снижению уровня радиационного риска считаются необходимыми, если выполняется условие:

5^ПЩУ) ^{г 1 (9.5)}

где: IiyB(i, P) — произвольный уровень вмешательства (критериальное зна­чение производного параметра радиационной обстановки) для i-го радионуклида при Р-ом пути облучения; a(i, P) — величина измеряемого или рассчитываемого при прогнози­ровании обстановки параметра для i-го радионуклида при Р-ом пути облучения.

При оперативном управлении радиационным риском на основе рассмот­ренных выше подходов и суждений расчетным путем определяются границы зон, внутри которых радиационный риск превышает определенные уровни, являющиеся критериями для принятия управленческих решений по мерам ра­диационной защиты, обеспечивающим снижение риска.

Стратегия и организация проведения предусмотренных мер радиационной защиты должны быть такими, чтобы новый уровень риска был приемлемым с учетом всех факторов, принимаемых во внимание при расчетах риска, в том числе затрат на выполнение защитных мероприятий.

Ранее уже отмечалось, что к числу зон повышенного радиационного риска, для которых проводятся рассматриваемые обоснования и расчеты, в соответ­ствии с рекомендациями МАГАТЭ по мерам защиты, относятся:

• зоны риска, в которых для снижения уровня риска необходимо укрытие населения в зданиях и защитных сооружениях;

• зоны риска, где снижение уровня риска может быть достигнуто введени­ем населению стабильного йода;

• зоны риска, из которых следует отселить население в зоны приемлемого риска;

• зоны риска, где снижение уровня риска может быть достигнуто проведе­нием дезактивации.

Однако при таком довольно большом числе зон графоаналитический метод оценки радиационной обстановки связан с определенными трудностями. Было бы удобнее пользоваться некоторыми обобщенными понятиями о зонах повышенного риска. Основываясь на установленных в нашей стране нормати­вах и критериях для принятия управленческих решений и взглядах на плани­рование мероприятий по защите населения в случае аварии на АЭС, представ­ляется целесообразным ввести в рассмотрение следующие зоны повышенного радиационного риска.

Первая зона повышенного радиационного риска (зона риска проведения экстренных мер радиационной защиты) населения — территория, в пределах которой доза облучения всего тела человека за время формирования радиоак­тивного следа или доза внутреннего облучения отдельных органов может пре­высить верхний дозовый предел, установленный для эвакуации.

Вторая зона повышенного риска (зона риска проведения предупредитель­ных мер радиационной защиты) населения — территория, в пределах которой доза облучения всего тела человека за время формирования радиоактивного следа или доза внутреннего облучения отдельных органов может превысить верхний дозовый предел, установленный для укрытия населения и проведения йодной профилактики.

Третья зона повышенного радиационного риска (зона риска введения огра­ничительных мер радиационной защиты) населения — территория, на кото­рой доза облучения всего тела человека или отдельных органов за 1 год может превысить нижний предел для потребления пищевых продуктов.

Размеры и положение границ описанных зон повышенного радиационного риска зависят от многих факторов стохастической природы. Поэтому они мо­гут быть определены вероятностными методами.

Граница зоны в этом случае будет интерпретироваться как геометрическое место точек, где с определенной вероятностью, например, равной 0,9, будет превышаться соответствующий дозовый предел, а уровень риска проведения экстренных, предупредительных или ограничительных мер, в зависимости от характера зоны риска, составит величину, равную этой вероятности.

Как правило, границы зон повышенного риска для каждого радиационно опасного объекта будут определяться заранее, в расчете на возможную общую радиационную аварию или же с учетом всех возможных аварий, при которых происходит распространение радиоактивных продуктов за пределы санитар-но-защитной зоны, в соответствии с рассмотренной ранее методологией ана­лиза и оценки риска.

В число зон повышенного радиационного риска могут быть включены и другие зоны. В частности, зоны, в пределах которых возможны те или иные радиационные поражения людей, в том числе смертельные. Введение в рас­смотрение такого рода зон может оказаться полезным при решении задач, свя­занных с оценкой санитарных потерь персонала аварийного объекта и населе­ния и планированием мер по оказанию медицинской помощи пострадавшим при радиационной или ядерной аварии.

Для определения границ зон риска радиационных потерь персонала радиа-ционно опасных объектов и населения необходимо проведение соответствую­щих расчетов, с учетом характера радиационных поражений, а также их воз­можных ближайших и отдаленных последствий, возникающих при тех или иных дозовых нагрузках. Методика этих расчетов составляет отдельную зада­чу, не рассматриваемую в данной работе.