Чрезвычайные ситуации. Часть III. Чрезвычайные ситуации техногенного характера. Учебное пособие

Федеральное агентство связи

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики

(ГОУ ВПО «СибГУТИ»)

И. Ф. Шушлебин

ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ СИТУАЦИИ

Часть III

ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ СИТУАЦИИ ТЕХНОГЕННОГО ХАРАКТЕРА

Учебное пособие

Новосибирск

2009

5.1Общие сведения……………………………………………………. 32

5.2Пожары……………………………………………………………… 33

3

10 ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ТЕХНОГЕННЫМИ ИСТОЧНИКАМИ, СОЗДАЮЩИМИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОЛЯ ПОВЫШЕННОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ... 58

10.1Классификация источников электромагнитного поля…………. 58

10.2Краткая характеристика отдельных техногенных источников ЭМП……………………………………………………………………………. 60

10.3Характер воздействия ЭМП на население и элементы

4

сооружений, осколочные поля, ионизирующее излучение; б) химического действия – токсическое действие опасных химических

веществ; в) биологического действия – патогенное (болезнетворное) действие

опасных биологических веществ.

По характеру основных поражающих факторов и месту возникновения, ЧС техногенного характера подразделяют на следующие основные группы [8]:

1)Аварии с выбросом (угрозой выброса) радиоактивных веществ (РВ).

2)Аварии с выбросом (угрозой выброса) аварийно химически опасных веществ (АХОВ).

3)Аварии с выбросом (угрозой выброса) биологически опасных веществ

(БОВ).

4)Транспортные аварии (катастрофы).

5)Пожары, взрывы.

6)Внезапное обрушение зданий (сооружений).

7)Аварии на коммунально-энергетических сетях.

8)Аварии на очистных сооружениях.

9)Гидродинамические аварии.

10)Электромагнитное загрязнение окружающей среды техногенными источниками, создающими электромагнитные поля повышенной интенсивности.

2 АВАРИИ С ВЫБРОСОМ (УГРОЗОЙ ВЫБРОСА) РАДИОАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ

2.1 Общая характеристика

Аварии с выбросом радиоактивных веществ (РВ) происходят на радиационно опасных объектах, под которыми понимается объект, на котором хранят, перерабатывают, используют или транспортируют радиоактивные вещества, при аварии на котором или его разрушении может произойти облучение ионизирующим излучением или радиоактивное загрязнение людей, сельскохозяйственных животных и растений, объектов народного хозяйства, а также окружающей природной среды [2].

К таким объектам относятся:

-атомные станции (АЭС), атомные энергетические установки производственного и исследовательского назначения;

-предприятия ядерно-топливного цикла, места переработки и захоронения радиоактивных отходов;

-транспортные средства и космические аппараты с ядерными установками или грузом РВ на борту;

-ядерные боеприпасы, места их хранения (нахождения, установки). Наиболее опасными являются аварии на АЭС, где используются наиболее

мощные энергетические установки (ядерные реакторы).

Радиационная авария ‒ авария на радиационно-опасном объекте,

6

приводящая к выходу или выбросу радиоактивных веществ и (или) ионизирующих излучений за предусмотренные проектом для нормальной эксплуатации данного объекта границы в количествах, превышающих установленные пределы безопасности его эксплуатации [2].

Под ядерной аварией понимается авария, связанная с нарушением правил эксплуатации или с повреждением ядерного реактора, ядерного взрывного устройства или других объектов, содержащие делящиеся материалы, в результате которых происходит неконтролируемое несанкционированное выделение ядерной энергии деления, представляющее опасность для жизни и здоровья людей и наносящее ущерб окружающей природной среде [8].

Поражающими факторами аварии, как правило, будут:

-на объекте аварии – ионизирующее излучение как непосредственно при выбросе радиоактивных веществ, так и при радиоактивном загрязнении территории объекта; ударная волна (при наличии взрыва при аварии); тепловое воздействие и воздействие продуктов сгорания (при наличии пожаров при аварии);

-вне объекта аварии – ионизирующее излучение как поражающий фактор радиоактивного загрязнения окружающей среды.

Радиационные аварии подразделяют на три типа [7, 10]:

а) Локальная, когда не происходит выход радиоактивных продуктов или ионизирующих излучений за предусмотренные границы оборудования, технологических систем, зданий и сооружений в количествах, превышающих установленные для нормальной эксплуатации предприятия значения.

б) Местная, когда произошел выход радиоактивных продуктов в пределах санитарно-защитной зоны и в количествах, превышающих установленные нормы для данного предприятия (объекта).

в) Общая, когда произошел выход радиоактивных продуктов за границу санитарно-защитной зоны и в количествах, приводящих у радиоактивному загрязнению прилегающей территории и возможному облучению проживающего на ней населения свыше выше установленных норм.

С целью заблаговременной разработки мер, призванных в случае аварии уменьшить еѐ вероятные последствия, проводится классификация аварий на АЭС и других радиационно опасных объектах. Эта классификация проводится по двум признакам:

-по типовым нарушениям нормальной эксплуатации;

-по характеру последствий для персонала, населения и окружающей

среды.

2.2 Классификация аварий по типовым нарушениям нормальной эксплуатации

Под нормальной эксплуатацией АЭС понимается всѐ еѐ состояние в соответствии с принятой в проекте технологией производства энергии, включая работу на заданных уровнях мощности, процессы пуска и остановки, техническое обслуживание, ремонты, перегрузку ядерного топлива.

7

Аварии, связанные с нарушением нормальной эксплуатации, делятся на

проектные, проектные с наибольшими последствиями и запроектные.

Проектными считаются аварии, для которых проектом определены исходные и конечные состояния и предусмотрены системы безопасности, обеспечивающие ограничение последствий аварии установленными пределами, то есть, проектные аварии могут быть предотвращены существующими (заложенными в проекте) системами безопасности.

Аварии, вызываемые не учитываемыми для проектных аварий исходными состояниями и сопровождающиеся дополнительными по сравнению с проектными авариями отказами систем безопасности и реализациями ошибочных решений персонала, приведшими к тяжелым последствиям, относят к запроектным. Эти аварии не могут быть локализованы системами внутренней безопасности объекта.

Ограничение распространения радиоактивных веществ и ионизирующих излучений, образующихся в процессе работы реактора, осуществляется с помощью системы барьеров безопасности, которая может включать:

-оболочки таблеток ядерного топлива, удерживающие значительную часть образующейся активности;

-герметичные оболочки твэлов, также удерживающие часть активности и способные противостоять высокому давлению накапливающихся газообразных продуктов деления;

-корпус реактора, изготовленный из стали толщиной несколько десятков миллиметров;

-бетонную шахту гермопомещения реактора с прослойками из поглощающих материалов и воды;

-защитный корпус станции.

Причинами проектных аварий, как правило, являются исходные события, связанные с нарушением барьеров безопасности, предусмотренные проектом каждого реактора.

Первый тип аварии возникает из-за нарушения первого барьера безопасности: герметичности оболочек тепловыделяющих элементов (твэлов) вследствие нарушения температурного режима (перегрева) твэлов или их механических повреждений.

Второй тип аварии возникает при нарушении первого и второго барьеров безопасности, каковым является корпус реактора. Вследствие нарушения первого барьера при попадании радиоактивных продуктов в теплоноситель дальнейшее их распространение должно останавливаться корпусом реактора.

Третьим барьером безопасности является защитная оболочка реактора, под которой понимается совокупность всех конструкций, систем и устройств, которые должны с высокой степенью надѐжности обеспечить локализацию выброса радиоактивных веществ.

Третий тип аварии возникает при нарушении всех трех барьеров безопасности.

Причиной ядерной аварии может быть также образование критической

8

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

2.3 Классификация аварий по характеру последствий для персонала, населения и окружающей среды

Радиационное воздействие на персонал и население в зоне радиоактивного загрязнения характеризуется дозами внешнего и внутреннего облучения людей. Под внешним понимается прямое облучение человека от источников ионизирующего излучения, расположенных вне его тела, главным образом, от источников гамма-излучения и нейтронов. Внутреннее облучение происходит за счет ионизирующего от источников альфа-, бета- и гаммаизлучения, находящихся внутри человека. Они образуются в критических органах и тканях.

В России нормирование воздействия ионизирующих излучений проводится в соответствии с Нормами радиационной безопасности (НРБ-99)

[12].В данном документе введены следующие категории облучаемых лиц:

-персонал (группа А ‒ работающие постоянно или временно с источниками ионизирующего излучения, Б ‒ находящиеся по условиям работы в сфере их действия);

-всѐ население, включая лиц из персонала, вне сферы и условий их производственной деятельности.

Для персонала эффективная доза не должна превышать:

-20 мЗв в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 50 мЗв в год;

-1000 мЗв за период трудовой деятельности (50 лет).

Для населения эффективная доза не должна превышать:

-1 мЗв в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 5 мЗв в год;

-70 мЗв за период жизни (70 лет).

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.

В соответствии с международной шкалой оценки событий на атомных станциях (шкала МАГАТЭ), введѐнной в РФ с 1990 года, радиационные аварии дифференцируются на аварии и происшествия (инциденты). Шкала предусматривает 7 уровней и условно разделена на 2 части.

9

Нижняя часть шкалы включает 3 уровня и относится к происшествиям:

-серьѐзное происшествие (практически авария, когда все уровни и барьеры безопасности отсутствуют, происходит облучение персонала с серьезными последствиями и облучение населения ниже допустимого предела);

-происшествие средней тяжести (инцидент с серьезными отказами в средствах обеспечения безопасности, сопровождающийся значительным распространением радиоактивности выше пределов допустимого);

-незначительное происшествие (аномальная ситуация, выходящая за пределы допустимого при эксплуатации).

Верхняя часть включает 4 уровня и соответствует авариям: глобальная авария, тяжелая авария, авария с риском для окружающей среды, авария в пределах АС.

ВРФ на основе международной шкалы оценки событий на атомных станциях разработана классификация аварий и происшествий (таблица 1), в

которой отражен характер их последствий на персонал, население и окружающую среду[13, 14].

Таблица 1 – Классификация радиационных аварий по шкале МАГАТЭ, принятая в РФ

10