Глава II
МЕДИКО-ТАКТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОЧАГОВ ПОРАЖЕНИЯ ПРИ АВАРИЯХ НА АТОМНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ
Развитие ядерной энергетики во многих странах мирз в последние годы сделало угрозу радиоактивного заражения обширных территорий реальной не только в случае применения ядерного оружия, но и в случае разрушения объектов ядерно-топливного цикла (мест добычи, обогащения, изготовления тепловыводящих элементов - ТВЭЛов ядерных реакторов, мест регенерации и захоронения радиоактивных отходов) или при их аварии в ходе эксплуатации.
Авария на Чернобыльской АТС (26 апреля 1986 г.) стала самой серьезной среди всех, которые когда-либо случались на атомных станциях в мире. Однако следует помнить о том, что только за период с 1971 по 1985 г в 14 странах мира имела место 151 авария разной степени сложности, с разными (в том числе тяжелыми) последствиями для людей и окружающей среды.
Опыт ликвидации последствий аварии на ЧАЭС показал то, что в условиях дальнейшего развертывания научно-технической революции вопросы надежности техники, ее безопасности, вопросы дисциплины, порядка и организованности приобретают первостепенное значение. Нужны самые строгие требования везде и во всем. Поэтому личный состав медицинской службы, практические врачи должны быть обучены действиям в условиях радиоактивного заражения, как в результате наземных ядерных взрывов, гак и в условиях радиоактивного заражения при разрушении объектов ядерно-топливного цикла и ликвидации последствий этого разрушения.
Общая характеристика радиационных аварий. Особенности радиоактивного заражения и его воздействия на организм человека при разрушении объектов ядерно-топливного цикла
Атомная энергетика является основной быстроразвивающейся отраслью промышленного потенциала большинства экономически развитых стран
Выработка атомной энергии и производство ее на основе электрической и тепловой энергии осуществляется на АЭС и АТЭЦ (атомных тепловых станциях). Основными производственными объектами на АЭС и АТЭЦ являются ядерные реакторы (ЯЭР), в которых производится выделение атомной энергии. В России развитие ядерной энергетики первоначально основывалось на двух типах ядерных реакторов, оба на тепловых нейтронах. Па начальной стадии это были уран-графитовые канальные кипящие реакторы (последний из
Широко эксплуатируется в различных регионах страны и даже поставляется за рубеж другой тип реактора - ВВЭР (водно-водяной энергетический реактор).
В настоящее время внедряется еще один вид ядерной энергетической установки - реактор на быстрых нейтронах. В России уже действуют три таких аппарата. К 2000 году их число планируется увеличить.
Важная особенность реакторов на быстрых нейтронах состоит в том, что они не только обеспечивают производство электроэнергии, но и воспроизводят ядерное топливо (например, плутоний-239) в результате поглощения ядрами ураиа-238 части быстрых нейтронов, освобождающихся в процессе деления ядер исходного топлива. Выработка атомной энергии в ЯЭР сопровождается накоплением РВ. По этой причине они являются потенциальными источниками радиационной опасности, которые не исключают попадание содержащихся в них РВ в окружающую среду. Выброс РВ за пределы АЭС сверх установленных норм, в результате чего может создаваться повышенная радиационная опасность, представляющая собой угрозу для жизни и здоровья людей, называется радиационной аварией.
Радиационные аварии могут происходить как в результате неожиданных технических неисправностей оборудования, так и в результате преднамеренного разрушения АЭС в ходе военных действий, используя как обычное, так и ядерное оружие.
В результате наиболее тяжелых радиационных аварий из поврежденного ЯЭР в окружающую среду выбрасываются РВ в виде газов и аэрозолей, которые образуют радиоактивное облако. Это облако, перемещаясь в атмосфере по направлению ветра, вызывает радиационное загрязнение местности и атмосферы по пути своего движения. Местность, загрязненная в результате выпадения РВ из облака, называется следом облака.
Радиационные последствия (аварии) на ядерном реакторе определяются количеством РВ, поступивших в окружающую среду. По масштабам заражения территории возможные аварийные ситуации подразделяются на три типа:
Локальная - радиационные последствия ограничены одним зданием или сооружением АЭС;
Местная - радиационные последствия ограничены территорией промплощадки АЭС;
Общая авария - радиационные последствия распространяются за пределы территории промплощадки АЭС
Характер и масштабы последствий радиационных аварий в значительной степени зависят от вида (типа) ЯЭР. характера его разрушений, а также метеоусловий в момент выброса РВ из поврежденного ЯЭР.
Рисунок 2.1 - Изменение мощности дозы в зависимости от времени,
прошедшего после ядерного взрыва (I) и после разрушений АЭС (II) в зонах загрязнения.
Результаты испытаний ядерного оружия и анализ последствий крупных радиационных аварий дают основание полагать, что главным фактором радиационного воздействия будет внешнее у-облучение людей от зараженной местности. Поэтому скорость уменьшения уровней радиации на местности -это первый фактор, который нужно учитывать при сравнении последствий радиоактивного заражения от различных причин (ядерный взрыв, авария на объекте ядернотопливного цикла, разрушение ядерных реакторов, бассейнов выдержки отработавшего топлива, хранилищ высокоактивных отходов).
Рисунок 2.2 - Накопление поглощенной дозы в зоне «В» на следе радио
активного облака во времени с момента ядерного взрыва (I) и разрушения АЭС (II).
Второй фактор - это площадь зон заражения с различными дозами излучения. Поскольку при разрушении реактора радиоактивное облако поднимается на небольшую высоту, порядка нескольких сот метров,то площадь территории со смертельными дозами (более 400 рад та сутки) будет примерно в 10-20 раз меньше, чем при наземном ядерном взрыве. По так как в таком облаке содержатся мелкие частицы (около одного или нескольких микрон метров), имеющие очень малые скорости гравитационного осаждения, они потоками воздуха могут разноситься на расстояния в несколько сот или даже тысяч километров от места аварии. В связи с тем, что в продуктах выброса преобладают долгоживущие радионуклиды, заражение будет носить шинельный характер.
Однако мощности доз излучения на местности в случае разрешения ядерного реактора никогда не достигают таких высоких значений, как на следе ядерного взрыва и их значения в течение длительного времени останутся более низкими
Таким образом, при разрушении ядерного реактора радиоактивному заражению подвергается относительно небольшая территория и с относительно невысокими мощностями доз облучения, но на очень длительное время. При длительном проживании людей на зараженной территории и потреблении продуктов питания местного производства следует учитывать не только воздействие внешнего гамма-излучения, но и поступление биологически опасных радионуклидов йода - 131, цезия - 137 и стронция - 90 по пищевым цепочкам. Однако нужно заметить, что короткоживущий йод-131 может представлять опасность только в первые 1-2 месяца. В этот период указанный радионуклид может поступать в организм человека за счет вдыхания воздуха вовремя прохождения облаков выброса из реактора, а затем - с продуктами питания, главным образом с молоком. Цезий-137 и стронций-90 создают длительное заражение продуктов питания местного производства. По общему выходу активности долгоживущих радионуклидов и заражению местности цезием-13 7 разрушение одного ядерною реактора эквивалентно взрыву 50-100 ядерных боеприпасов мощностью 1 Мт каждый.
Таким образом, биологическая опасность радиоактивного заражения заключается в возможности внешнего, то есть на расстоянии (с местности и с зараженных объектов), контактного (с поверхности кожи и обмундирования) бета-, гамма облучения, а также внутреннего альфа-, бета-, гамма облучения (при попадании радиоактивных веществ в организм с вдыхаемым воздухом или с водой и пищей).
Выявление и оценка радиационной обстановки при авариях на АЭС и в случае разрушения объектов ядерно-топливного цикла
Масштабы и степень загрязнения местности и воздуха определяют радиационную обстановку. Радиационная обстановка представляет собой совокупность условий, возникающих в результате загрязнения местности, приземного слоя воздуха и водоисточников и оказывающих влияние на жизнедеятельность населения, действия войск, аварийно-спасательные работы.
Выявление наземной радиационной обстановки предусматривает определение масштабов или степени радиоактивного загрязнения местности и приземного слоя атмосферы
Оценка наземной радиационной обстановки осуществляется с целью определения степени влияния радиоактивного загрязнения на действия войск или выбора и обоснования оптимального режима их деятельности.
Выявление и оценка радиационной обстановки выполняется пу1ем решения формализованных задач.
Для оперативного обеспечения действия войск используется решение войсковых задач, которые позволяют рассчитывать:
дозы облучении и возможные последствия облучения личного состава войск при всех видак их действия (прямые задачи);оптимизировать режимы действия войск на загрязненной местности (обратные задачи).
В зависимости от характера и объема исходной информации войсковые задачи могут решаться либо расчетным методом (прогнозирование возможной радиационной обстановки), либо на основании результатов фактических измерений на загрязненной местности (по данным радиационной разведки). В подразделениях, частях и соединениях решаются, как правило, задачи по данным радиационной разведки.
В объединениях задачи выявления и оценки радиационной обстановки решаются как по данным радиационной разведки, так и методом прогнозирования.
Для повышения наглядности и оперативности использования результатов выявления и оценки радиационной обстановки при решении типовых задач в большинстве случаев предусматривается отображение на картах (схемах) фактических и прогнозируемых стандартных зон радиоактивного загрязнения.
Рисунок 2.3 - Прогнозирование радиационной обстановки при разрушении АЭС в зависимости от типа реактора и метеоусловий (выброс РВ-50%, конвекция, ветер 2 м/с)
Радиационные характеристики зон загрязнения представлены в таблице 2.1..
Внешняя зона на следе называется зоной радиоактивной опасности/ (обозначается индексом «М») и представляет собой участок загрязнения местности, в пределах которого доза излучения на открытой местности будет составлять от 5 до 50 рад за год. В мирное время в пределах зоны «М» целесообразно ограничит» пребывание личного состава, не привлекаемою непосредственно к работе по ликвидации последствий радиационной аварии
Таблица 2.1 - Радиационная характеристика зон радиоактивного загрязнения местности при аварии на АЭС
Для проведения аварийно-спасательных работ в зоне «М» и во всех остальных зонах должны выполняться основные мероприятия радиационной безопасности, радиационный и дозиметрический контроль, зашита органов дыхания респираторами, профилактический прием йодсодержащих препаратов, санитарная обработка личного состава, дезактивация обмундирования и техники. В военное время зона «М» не выявляется и на картах не отображается.
Зона умеренного радиоактивного загрязнения (А) представляет собой участок загрязненной местности, в пределах которого доза излучения за год имеет значение от 50 до 500 рад, В пределах зоны «Л» в военное время, исходя из условий боевой обстановки, необходимо стремиться к сокращению времени пребывания личного состава на открытой местности.
В мирное время действие войск в зоне «А» целесообразно проводить в бронированных объектах военной техники с обязательной защитой органов дыхания.
В зоне сильного радиационного загрязнения (В) доза излучения на местности составляет от 500 до 1500 рад за год. При велении военных действий в зоне «Б» личный состав целесообразно размещать в защитных сооружениях или бронированных объектах военной техники.
Зона опасного радиационного загрязнения (В) характеризуется дозой излучения за год от 1500 до 5000 рад. Поенные действия в этой зоне возможны только в сильно защищенных объектах военной техники и, по возможности, их следует ограничивать несколькими часами, аварийно-спасательные работы необходимо проводить с привлечением радиационно-устойчивой. радиоуправляемой специальной техники.
В зоне чрезвычайно опасного радиоактивного загрязнения (Г) дозы излучения будут составлять более 5000 рад. за гад. Даже кратковременного пребывания личного состава в зоне «Г» следует не допускать.
Выявление и оценка радиационной обстановки является обязательным элементом работы командиров и штабов.
Выводы из оценки радиационной обстановки должны учитываться при принятии решения на действия войск и обеспечение их защиты
Особенности и ликвидации последствий радиоактивного заражения при разрушении объектов ядерно-топливного цикла и при
авариях на АЭС
Ликвидация последствий радиоактивного заражения при разрушении объектов ядерно-топливного цикла должна начинаться после проведения детальной радиационной разведки в целях определения уровней радиации на объекте, путей подхода и эвакуации.
Разведку путей подхода к объекту проводят в целях эвакуации обслуживающего персонала дежурной смены и обеспечению работ по отысканию, сбору и погрузке в металлические контейнеры крупных, опасных в радиационном отношении, осколков гепловыводящих элементов Разведку проводят специально подготовленными расчетами на разведывательных машинах, имеющих противорадиационную защиту. Для целенаправленного поиска опасных и радиационном отношении осколков, являющихся источниками излучения, и последующего их сбора в контейнеры приборы радиационной разведки обеспечивают коллиматорными устройствами. На территории промплощадки АЭС, где уровни радиации могут быть высокими, разведку проводят с использованием разведывательных роботов или вертолётов.
Обнаруженные разведкой крупные источники опасного ионизирующего излучения с помощью инженерных машин разграждения грузят в металлические контейнеры и вывозят к местам захоронения. Там, где по каким-то условиям обстановки применение тяжелой специальной техники ограничено или исключено, могут использоваться для сбора опасных источников ионизирующего излучения легкие мобильные роботы (моботы). Для очисти от РВ кровли зданий наряду с легкими моботами используют гидромониторы.
Дезактивация территории объектов в местах с высокими уровнями радиации проводят путем сбора зараженного фунта тяжелыми гусеничными радиоуправляемыми роботами с последующей его погрузкой в металлические контейнеры, В целях повышения коэффициента дезактивации территорию, на которой был снят верхний слой зараженною грунта, перекрывают бетонными плитами с последующей заделкой швов, полностью бетонируют или асфальтируют.
Для борьбы с вторичным заражением, вызываемым переносом ветром радиоактивной пыли, в районе расположения объекта и прилегающих к нему территорий проводят мероприятия по пылеподавлению.
Для этого местность поливают пленкообразующими и закрепляющими составами, такими как латекс, спиртово-сульфатная барда, нефтяные шламы и др. Проезжую часть дорог в зоне радиоактивного заражения поддерживают во влажном состоянии, поливая ее водой из поливочных машин или АРС. Обочины дорог поливают нефтяными шлангами.
Дезактивация внутренних поверхностей зданий промышленной зоны, машин и оборудования проводят в основном безводным путем распыления на них пленкообразующих составов с последующим снятием образовавшихся пленок с РВ, а также отсасыванием радиоактивной пыли мощными пылесосами. Дезактивация оштукатуренных неокрашенных поверхностей методом покрытия их пленкообразующими составами нецелесообразна, так как пленка с этих поверхностей снимается плохо. Дезактивацию с помощью раствора на основе порошка СФ-2У с одновременным протиранием щетками проводят при отсутствии средств безводной обработки.
Для дезактивации наружных поверхностей знаний и сооружений могут использоваться те же способы, что и для дезактивации внутренних поверхностей. Кроме того, дезактивация может проводиться струей воды из пожарных машин или АРС с протиранием щетками, пескоструйной обработкой штукатурки стен и другими способами. Мягкие кровли зданий, как правило, подлежат замене.
Зараженный грунт с травянистым покровом во внутренних дворах, на обочинах дорог и площадях снимают на глубину не менее 5 см, вывозят на захоронение и при необходимости заменяют новым или дезактивированный участок покрывают асфальтом.
Дезактивацию
автомобильной и инженерной техники
проводят на пунктах
специальной обработки (ПуСО). Для
дезактивации техники используют АРС,
мотопомпы и пожарные машины. Могут
использоваться также обмывочные
машины (СМ), работающие с подогревом
воды. Дезактивирующие растворы
готовят на основе порошка СФ-2У
В тех случаях, ко1да автомобильная и инженерная техника после многократной дезактивации остается зараженной сверх допустимых норм, се отводят на площадку отстоя, а в последующем, после снижения степени заражения, за счет естественной дезактивации, направляют для повторной дезактивации на пункты специальной обработки.
Дезактивацию обрабатываемых земель - огородов и полей - проводят перепашкой с отвалом или перекопкой лопатой с переворачиванием пласта на глубину 20-30 см.
Достижению более качественной дезактивации огородов и полей при перепашке способствует перемешивание (разбавление) земли с глинами (циалитами, каолинитами и др.), которые действуют как адсорбент и комплексообразователи, связывая радионуклеиды или переводя их в нерастворимые соединения.
Колодцы шахтного типа в населенных пунктах после анализа зараженной воды дезактивируют струёй воды из брандспойта с последующей откачкой воды из колодца с захватом поверхностного слоя донного ила.
Зараженные открытые водоемы обрабатывают адсорбирующими и комплексообразующими глинами, например, глауконитами, путем диспергирования их с воздуха или разбрасывания с лодок и плотов. Для очистки стоков ручьев, рек, водоемов устраивают плотины фильтрующего тина, в которых в качестве фильтра используют адсорбирующий наполнитель.
В целях безопасности личного состава, занятого ликвидацией последствий радиоактивного заражения при разрушении (крупной аварии) объектов ядерно-топливного цикла, работы ведут посменно, вахтовым методом. Продолжительность каждой смены и вахты определяют в соответствии с установленными нормами допустимого радиоактивного облучения личного состава.
При определении основных дозовых пределов установлены три категории облучаемых лиц: категория А - персонал объектов ядерно-топливного цикла (профессиональные работники); категория Б - ограниченная часть населения - лица, которые не работают непосредственно с источниками излучения, но по условиям проживания могут подвергаться воздействию РВ и других источников излучения, попадающих во внешнюю среду с отходами, категория В - население прилегающих регионов.
Основным лозовым пределом для лиц категории А является предельно допустимая доза (ПДД), равная 5 рад/год; для лиц категории Б предел дозы (ПД)
составляет 0,5 рад/год, для всего населения (категория В) доза не нормируется.
При работе в зонах радиоактивного заражения личный состав для своей
защиты использует технику, респираторы, специальные очки, защитные
перчатки.
Контроль облучения личного состава проводят индивидуальным и
групповым методами. Санитарную обработку проводят один или два раза непосредственно на объекте, а затем в расположении своей части, каждый раз с полной заменой обмундирования.