1. Построение возможных зон радиоактивного заражения (загрязнения)

Прогноз зон радиоактивного загрязнения (РЗ) основан на оценке глубины распространения под воздействием ветра газообразных и аэрозольных радионуклидов, выброшенных из ядерного реактора во время аварии. Глубина их распространения зависит от скорости ветра и его продолжительности, типов радионуклидов, размеров «горячих» частиц, высоты их выброса. Количество выброшенных радионуклидов и их типов зависит от мощности и типа ядерного реактора, степени выработки ресурса, особенностей аварии на АЭС.

Форму зон можно спрогнозировать, учитывая, что:

• при скорости ветра меньше 0,5 м/с зона загрязнения близка к окружности с центром на АЭС;

• при скорости ветра 0,6–1 м/с зона загрязнения близка к полуокружности в направлении ветра;

• при скорости ветра 1,1–2 м/с зона загрязнения близка к сектору 90⁰в направлении ветра;

• при скорости ветра более 2 м/с зона загрязнения близка к эллипсу и находится в секторе угла менее 90⁰в направлении ветра.

Если в процессе аварии на АЭС выбросы радионуклидов продолжаются за счет разогрева активной зоны и ветер за несколько суток меняет свое направление, то происходит наложение зон и их конфигурация получается более сложной. Обычно зона радиоактивного загрязнения делится на несколько зон с различными степенями опасности. Характеристики зон представлены в табл.2.22.

Таблица 2.22

Характеристики зон радиоактивного заражения (загрязнения) местности при авариях на аэс

Наименование зоны	Индекс зоны	Дозы излучения за 1 год после аварии, Гр			Мощности дозы через 1 ч после аварии, рад/ч
		Внеш-няя граница	Внутре-нняя граница	В середи-не зоны	На внешней границе	На внутр. границе
Радиационной опасности	М	0,05	0,5	0,16	0,014	0,14
Умеренного РЗ	А	0,50	5	1,6	0,14	1,4
Сильного РЗ	Б	5	15	8,6	1,4	4,2
Опасного РЗ	В	15	50	27,4	4,2	14
Чрезвычайно опасного РЗ	Г	50		90	14

Вариант зон радиоактивного загрязнения (заражения) представлен на рис.2.10. Размеры прогнозируемых зон загрязнения местности зависят от состояния вертикальной устойчивости воздуха, скорости ветра, типа ядерного реактора, количества выброшенной из реактора активности и представлены в таблице 2.23.

2. Определение времени начала загрязнения территории и воздушного пространства данного объекта. Время начала загрязнения территорииТ_н (в часах) и воздушного пространства данного объекта определяется скоростью переноса воздушных масс и рассчитывается по формуле:

T_н = R/V, 2.10)

где: R— расстояние от АЭС до рассматриваемого объекта экономики или населенного пункта, км ;V— скорость ветра, км/ч

Г

14 рад/ч

Направление ветра

Объект экономики

М

А

Б

В

АЭС

14 Мрад/ч 140 мрад/ч 1,4 рад/ч 4,2 рад/ч

Рис.2.10. Зоны радиоактивного заражения (загрязнения)

3. Определение возможных типов радионуклидов,которые могут быть выброшены из реактора, зависит от его типа, мощности, степени выработки ресурса и особенностей аварии. Более надежными и часто с меньшей мощностью являются водо-водяные реакторы (ВВЭР–440, ВВЭР–1000) и менее надежными, но с большей мощностью являются реакторы канальные большой мощности (РБМК–1000,РБМК–1500).

При незначительных авариях обычно происходят выбросы радиоактивных газов, в основном криптона и ксенона, но высокой летучестью обладают изотопы рутения и йода. При тепловых взрывах наблюдаются также выбросы изотопов цезия, телура, циркония, лантана, церия и др. Воздушные массы насыщаются радиоактивным йодом, цезием и частично рутением и распространяется на большие расстояния. Если авария развивается с разогревом активной зоны, то выбрасываются и более тугоплавкие элементы в виде «горячих» частиц, содержащих несколько типов радионуклидов. Знание типов радионуклидов необходимо для принятия решений по радиационной защите и для дальнейшей оценки радиационной обстановки.

4. Определение возможных доз внутреннего и внешнего облучения людей на этапе спада радиации по закону Вэя-Вигнера.

Дозы внутреннего (ингаляционного) поражения людей (в Греях) на различных расстояниях от АЭС могут быть рассчитаны по формуле:

D_вит = 2 · W_эл· R^{–(R/200 + 1,4)} , (2.11)

где W_эл— электрическая мощность реактора, МВт;

R— расстояние от АЭС до объекта, км.

Таблица 2.23

Размеры прогнозируемых зон загрязнения местности на следе облака при аварии на аэс, км

Выход актив-ности, %	Индекс зоны	Тип реактора
		РБМК–1000		ВВЭР–1000
		Длина, км	Ширина, км	Длина, км	Ширина, км
1	2	3	4	5	6
Конверсия, скорость ветра — 2 м/с
3	М	63	12	83	16
	А	14	3	13	2
10	М	140	30	185	40
	А	28	6	40	7
	Б	7	1	—	—
30	М	249	62	338	83
	А	63	12	83	15
	Б	14	3	17	3
	В	7	1	—	—
Изотермия, скорость ветра — 5 м/с
3	М	145	9	75	4
	А	34	2	10	0,3
10	М	270	18	155	9
	А	75	4	30	1
	Б	17	1	—	—
	В	6	0,1	—	—
30	М	418	31	284	18
	А	145	8	75	4
	Б	34	2	10	0,3
	В	18	0,7	—	—
Изотермия, скорость ветра — 10 м/с
3	М	135	6	53	2
	А	26	1	5	0,1
10	М	272	14	110	5
	А	60	2,5	19	0,6
	Б	11	0,3	—	—
30	М	482	28	274	13
	А	135	6	53	2
	Б	25	1	5	0,1
	В	12	0,35	—	—
Инверсия, скорость ветра — 5 м/с
3	М	126	4	17	0,6
10	М	241	8	76	2,6
	А	52	2	—	—
30	М	430	14	172	5
	А	126	3,6	17	0,6
Инверсия, скорость ветра — 10 м/с
3	М	115	3	—	—
10	М	239	7	73	2,1
1	2	3	4	5	6
	А	42	1,2	—	—
30	М	441	12	162	4,4
	А	115	3	—	—

Для расчета дозы внешнего облучения используют формулу:

D_вн = D^* + D^**, где первая составляющая определяется полученной дозой (в Греях) при прохождении радиоактивного облака:

D^* = (W_эл/100 · К_осл) · R^–1,2 , (2.12)

где К_осл— коэффициент ослабления радиации зданием, сооружением (в разах).

Вторая составляющая характеризует дозу внешнего облучения людей (в Греях) за время нахождения на зараженной территории:

D^** = t ·(Р_вх + Р_вых)/200 · К_осл , (2.13)

где: t —время пребывания людей на зараженной территории, ч;

Р_вхиР_вых— уровни радиации на местности (мощности доз) при входе на загрязненную территорию и при выходе из нее соответственно, Гр/ч.

Дозы внешнего облучения людей можно также определить по таблицам 2.26 и 2.27.

5. Допустимое время пребывания людей на радиоактивно зараженной местности (или начала спасательных работ) можно определить по таблицам 2.26 и 2.27, если известна заданная доза.

6. Определение радиационных потерь. Радиационные потери (%) зависят от полученной суммарной дозы внешнего и внутреннего облучения и определяются по таблице 2.28. Проценты указаны с учетом среднестатистического состава населения по возрасту с учетом типовых хронических заболеваний. Наиболее опасны одни и те же дозы облучения для детей, особенно до 5 лет, и людей пожилого возраста. Наиболее способны к выживанию люди среднего возраста, не страдающие хроническими заболеваниями. В таблице приведены потери только от заболеваний лучевой болезнью и не учитываются другие последствия радиоактивного облучения людей.

7. Уровни вмешательства определяются конкретными результатами оценки радиационной обстановки, при этом руководствуются Международными нормами радиационной безопасности и нормами радиационной безопасности НРБ-2000. По результатам прогнозирования и оценки радиационной обстановки разрабатываются планы по радиационной защите.

Таблица 2.26