2. Чрезвычайные ситуации техногенного характера

Техногенные чрезвычайные ситуации связаны с производственной деятельностью человека и могут протекать с загрязнением и без загрязнения окружающей среды. Наибольшую опасность в техногенной сфере представляют транспортные аварии, взрывы и пожары, радиационные аварии, аварии с выбросом аварийно химически опасных веществ.

Основными факторами возникновения опасностей и ЧС техногенного характера являются:

• неустойчивое (напряженное) состояние объекта (личности, общества, государства, системы), при котором воздействие на него всех потоков вещества, энергии и/или информации превышают максимально допустимые значения (это снижает способности предупреждения, ослабления, устранения и отражения опасностей);

• увеличение энергоемкости, внедрение новых технологий и материалов, опасных для природы и человека;

• несовершенство и устарелость оборудования, снижение технологической и трудовой дисциплины;

• накопление отходов производства и энергетики, в т. ч. химических и радиоактивных;

• недостатки контроля надзорных органов и государственных инспекций;

• нехватка квалифицированных кадров, обладающих культурой безопасности на производстве и в быту;

• недостаточный уровень предупредительных мероприятий по уменьшению масштабов и последствий чрезвычайных ситуаций, снижению риска их возникновения.

Перечисленные факторы повышают риск возникновения опасных ситуаций, аварий и катастроф техногенного характера во всех сферах хозяйственной деятельности.

2.1 Аварии на радиационно-опасных объектах

Радиационно-опасный объект (РОО) — предприя­тие, на котором при авариях могут произойти мас­совые радиационные поражения.

К типовым радиационно-опасным объектам отно­сятся: атомные станции, предприятия по изготовлению ядерного топлива, по переработке отработанного топ­лива и захоронению радиоактивных отходов, научно- исследовательские и проектные организации, имею­щие ядерные реакции, ядерные энергетические уста­новки на транспорте.

Радиационная авария — происшествие, приведшее к выходу (выбросу) радиоактивных продуктов и ионизирующих излучений за предусмотренные проектом пределы (границы) в количествах, превышающих установленные нормы безопасности.

Радиационные аварии подразделяются на 3 типа:

• Локальные — нарушение в работе РОО, при кото­ром не произошел выход радиоактивных продук­тов или ионизирующих излучений за предусмот­ренные границы оборудования, технологических систем, зданий и сооружений в количествах, пре­вышающих установленные для нормальной эксп­луатации предприятия значения;

• Местная — нарушение в работе РОО, при кото­ром произошел выход радиоактивных продуктов в пределах санитарно-защитной зоны и в количе­ствах, превышающих установленные нормы для данного предприятия;

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

По отечественной классификации, отражающей порядок возрастания серьезности последствий, все ава­рии на РОО разделяются на девять классов.

Первые восемь классов охватывают аварии с широким диапазоном возможных последствий – от незначительных нарушений в рабо­те до серьезных поломок в оборудовании. Такие аварии относятся к проектным, они рассматриваются при проектировании РОО, а также в окончательных выводах по анализу безопасности эксплуатации объекта. В целом под обеспечением радиационной безопасности понимается проведение комплекса организационных и социальных мероприятий направленных на исключение или максимальное снижение опасности вредного воздействия ионизирующих излучений на организм человека и уменьшение радиоактивного загрязнения окружающей среды до безопасных уровней.

Аварии, отнесенные к девятому классу, являются запроектными и в процессе проектирования не рассматриваются, из-за малой вероятности их возникновения. Эти аварии относятся также к гипотетическим или тяжелым. Подобные аварии возникают при повреждении или разрушении актив­ной зоны реактора или хранилища отходов ядерного топлива и возможны при возникновении не предусмотренного в проекте аварийного исходного события. Кроме всевозможных классификаций радиационных аварий на РОО по видам существует специальная шкала происшествий на АЭС, разработанная под эгидой МАГАТЭ в 1989 г., введена в действие в России с сентября 1990 г. Изначально она задумывалась для информации об аварийных ЧС на АЭС.

Шкала происшествий на АЭС INES (Международная шкала событий на АЭС):

• 7 ступень – глобальная авария, сопровождающаяся большим выбросом РВ в окружающую среду, радиологически эквивалентным от тысячи до десятков тысяч терабеккерелей (ТБк) радиоактивного йода-131, нанесен значительный ущерб здоровью людей и окружающей среде.

Пример: Авария на Чернобыльской АЭС, СССР, 1986 год.

• 6 ступень – тяжелая авария, по внешним последствиям характеризующаяся значительным выбросом РВ радиологически эквивалентным от десятков до сотен ТБк радиоактивного йода-131 в ограниченной зоне с необходимостью введения в действие противоаварийных мероприятий.

Пример: Авария в Уиндскейл (Великобритания) в 1957 г., авария на АЭС Фукусима-1, Япония, 2011 год.

• 5 ступень – значительный выброс продуктов деления в окружающую среду эквивалентен величинам от нескольких единиц до десятков ТБк радиоактивного йода 131. Возможна частичная эвакуация, необходима местная йодная профилактика.

Пример: США, 1979 г. АЭС Три-Майл-Айленд.

• 4 ступень – авария в пределах АЭС – частичное разрушение активной зоны как механическое, так и тепловое (плавлением). Обслуживающий персонал может получить острое отравление порядка 2 зиверта (Зв). Возможный выброс в окружающую среду вызывает облучение отдельных лиц из населения в пределах нескольких миллизивертов. Защитных мер не требуется, но должен осуществляться контроль продуктов питания.

Пример: Франция, АЭС Сен-Лоран в 1980 г.

• 3 ступень – серьезное происшествие из-за отказа оборудования или ошибок эксплуатации. В окружающую среду выброшены радиоактивные продукты, возможная доза облучения отдельных людей не превышает нескольких миллизивертов. Внутри АЭС обслуживающий персонал может быть переоблучен дозами порядка 50 мЗв.

Пример: Авария на АЭС Вандельос, Испания 1989 г.

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

• 0 и ниже – аварии и происшествия технического характера, не связанные с атомной установкой и ее работой.

Классификация аварий на радиационно-опасных объектах проводится с целью заблаговременной раз­работки мер, реализация которых в случае аварии должна уменьшить вероятные последствия и содей­ствовать успешной ликвидации.

Причины аварий, как правило, связаны с нарушени­ем барьеров безопасности, предусмотренными для каж­дого атомного реактора, в процессе его эксплуатации. Причиной ядерной аварии может быть также об­разование критической массы при перегрузке, транспортировке и хранении тепловых входящих элементов.

В тяжелых случаях нарушения контроля и управ­ления цепной ядерной реакцией могут произойти теп­ловые и ядерные взрывы. Тепловой может возникнуть тогда, когда вследствие быстрого неуправляемого развития реакции резко возрастает мощность и происхо­дит накопление энергии, приводящей к разрушению реактора со взрывом.

Радиационное воздействие на персонал и населе­ние в зоне радиоактивного загрязнения характеризу­ется величинами доз внешнего и внутреннего облуче­ния людей.

Под внешним понимается прямое облуче­ние человека от источников ионизирующего излучения, расположенного вне его тела, главным образом от источников гамма-излучения и нейтронов. Внутреннее облучение происходит за счет ионизирующего излуче­ния от источников, находящихся внутри человека. Эти источники образуются в критических (наиболее чув­ствительных) органах и тканях. Внутреннее облучение происходит за счет источников альфа-, бета- и гамма- излучения.

Для лучшей организации защиты персонала и на­селения производится заблаговременное зонирование территории вокруг радиационно-опасных объектов. Устанавливаются следующие три зоны:

• зона экстренных мер защиты — это территория, на которой доза облучения всего тела за время формирования радиоактивного следа или доза внутреннего облучения отдельных органов может превысить верхний предел, установленный для эвакуации;

• зона предупредительных мероприятий — это тер­ритория, на которой доза облучения всего тела за время формирования радиоактивного следа или доза облучения внутренних органов может превы­сить верхний предел, установленный для укрытий и йодной профилактики.

• зона ограничении — это территория, на которой доза облучения всего тела или отдельных его орга­нов за год может превысить нижний предел для потребления пищевых продуктов. Зона вводится по решению государственных органов.

Устанавливаются следующие основные гигиени­ческие нормативы (допустимые пределы доз) облуче­ния на территории России в результате использова­ния источников ионизирующего излучения[5]:

• 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 большие значения эффективной дозы при условии, что средняя годовая эффективная доза, исчисленная за пять последовательных лет, не превысит 0,001 зиверта;

• для работников средняя годовая эффективная доза равна 0,02 зиверта или эффективная доза за период трудовой деятельности (50 лет) - 1 зиверту; допустимо облучение в годовой эффективной дозе до 0,05 зиверта при условии, что средняя годовая эффективная доза, исчисленная за пять последовательных лет, не превысит 0,02 зиверта.

Регламентируемые значения основных пределов доз облучения не включают в себя дозы, создаваемые естественным радиационным и техногенно изменен­ным радиационным фоном, а также дозы, получаемые гражданами при проведении медицинских рентгенорадиологических процедур и лечения.

В случае радиационных аварий допускается облу­чение, превышающее установленные нормы, в течение определенного промежутка времени и в пределах, определенных для таких ситуаций.

Наиболее серьезной является авария на Чернобыльской АЭС. 26 апреля 1986 года произошло разрушение четвёртого энергоблока Чернобыльской атомной электростанции, расположенной на территории Украинской ССР. Разрушение носило взрывной характер, реактор был полностью разрушен, и в окружающую среду было выброшено большое количество радиоактивных веществ. Авария расценивается как крупнейшая в своём роде за всю историю атомной энергетики, как по предполагаемому количеству погибших и пострадавших от её последствий людей, так и по экономическому ущербу. 31 человек погиб в течение первых трех месяцев после аварии; отдалённые последствия облучения, выявленные за последующие 15 лет, стали причиной гибели от 60 до 80 человек. 134 человека перенесли лучевую болезнь той или иной степени тяжести, более 115 тыс. человек из 30-километровой зоны были эвакуированы. Для ликвидации последствий были мобилизованы значительные ресурсы, более 600 тыс. человек участвовали в ликвидации последствий аварии.

Облако, образовавшееся от горящего реактора, разнесло различные радиоактивные материалы, и прежде всего радионуклиды йода и цезия, по большей части территории Европы. Наибольшие выпадения отмечались на значительных территориях в Советском Союзе, расположенных вблизи реактора и относящихся теперь к территориям Белоруссии, Российской Федерации и Украины.

За последние годы самой громкой стала авария на АЭС Фукусима-1 — крупная радиационная авария, произошедшая 11 марта 2011 года в результате сильнейшего землетрясения в Японии и последовавшего за ним цунами. Землетрясение и удар цунами вывели из строя внешние средства электроснабжения и резервные дизельные генераторы, что явилось причиной неработоспособности всех систем нормального и аварийного охлаждения и привело к расплавлению активной зоны реакторов на энергоблоках 1, 2 и 3 в первые дни развития аварии.

23 марта в Токио были введены ограничения на употребление водопроводной воды детьми до одного года из-за обнаружения в ней иода-131, при этом его концентрация ниже значений, установленных в Японии для чрезвычайных ситуаций. Однако уже 24 марта в связи падением концентрации веществ в воде все ограничения были сняты. Ранее присутствие иода-131 и цезия-137 было обнаружено в молоке и шпинате в префектуре Фукусима. Употребление некоторых продуктов было запрещено, хотя это не несёт опасности для здоровья.

В пробах морской воды, взятых 22 и 23 марта в 30-километровой зоне станции, был обнаружен иод-131 (несколько выше допустимых норм) и цезий-137 (намного ниже допустимых норм). В дальнейшем начался существенный рост активности воды: в пробах, взятых в 330 метрах от станции к 29 марта активность превысила допускаемые нормы в 3355 раз, к 31 марта — в 4385 раз.

28 марта в двух из пяти пробах почвы на промплощадке станции обнаружены незначительные количества плутония (0,19—1,2 Бк/кг).

23—24 марта следы (незначительное количество, нехарактерное для данной местности) радиоактивных веществ, были отмечены по всему земному шару: в Западной Европе (Германия, Исландия, Франция), США, Южной Корее и России (на корабле, прибывшем в Ванино из порта Кавасаки, в Приморском крае, в Камчатском крае). Многие страны, в том числе Россия, запретили ввоз в страну продуктов из нескольких префектур Японии.