- •1.2. Аварии (катастрофы) на роо. Характеристика загрязнения окружающей среды. Принципы зонирования районов загрязнения Введение. Общие сведения об атомной энергетике
- •Справка
- •Американские аэс
- •Производительность реактора по Pu-239: все изотопы – 253 кг/год, делящиеся изотопы – 146 кг/год.
- •Основные определения:
- •Международная шкала событий на аэс
- •Крупнейшие радиационные аварии
- •Характер загрязнения местности, зонирование загрязненных территорий
- •Район или зона радиоактивного загрязнения может быть охарактеризована рядом параметров: .
- •Спад мощности дозы при аварии на аэс
- •Критерии для принятия решений об ограничении потребления загрязненных продуктов питания в первый год после аварии
- •Справка
Критерии для принятия решений об ограничении потребления загрязненных продуктов питания в первый год после аварии
Радионуклиды |
Содержание радионуклидов в пищевых продуктах, кБк/кг |
|
Нижний уровень |
Верхний уровень |
|
J131, Cs134,137 |
1,0 |
10.0 |
Sr90 |
0,1 |
1,0 |
U238, Pu239, Am341 |
0,01 |
0,1 |
В последствиях радиационной аварии различают три стадии или фазы.
Ранняя фаза (стадия) после аварии – от момента начала аварии до прекращения выброса в атмосферу от нескольких часов до нескольких суток. Основной вклад в дозу облучения вносит поступление радионуклидов йода с вдыхаемым воздухом.
Средняя (промежуточная) фаза (стадия) – после формирования р/а следа от нескольких суток до года.
Поздняя (восстановительная) фаза после аварии – после одного года.
На разных стадиях защитные мероприятия регулируются зонированием загрязненных территорий, которое основывается на величине СГЭД, которая может быть получена людьми в отсутствие мер радиационной защиты.
На территориях, где СГЭД не превышает 1 мЗв (0,1 бэр), производится обычный радиационный контроль.
Проживание и хозяйственная деятельность людей на этих территориях по радиационному фактору не ограничиваются. При величине СГЭД > 1 мЗв загрязненные территории по характеру необходимого контроля обстановки и защитных мероприятий подразделяются на специальные зоны:
1 – Зона отчуждения, СГЭД > 50 мЗв (5 бэр) за год. В этой зоне постоянное проживание не допускается, а хозяйственная деятельность и природопользование регулируются специальными актами. Осуществляются меры мониторинга и защиты работающих с обязательным индивидуальным дозиметрическим контролем.
2 – Зона отселения, СГЭД от 20 мЗв (2 бэр) до 50 мЗв (5 бэр) за год. В этой зоне осуществляется радиационный контроль людей и объектов внешней среды, а также необходимые меры радиационной и медицинской защиты.
3 – Зона ограниченного проживания населения, СГЭД от 5 мЗв (0,5 бэр) до 20 мЗв (2 бэр) за год. Здесь осуществляются меры контроля и защиты людей. Добровольный въезд на указанную территорию для постоянного проживания не ограничивается.
4 – Зона радиационного контроля, СГЭД от 1 мЗв (0,1 бэр) до 5 мЗв (0,5 бэр) в год. Здесь помимо мониторинга радиоактивности окружающей среды, с/х продукции и доз внешнего и внутреннего облучения, осуществляются меры по снижению доз и другие необходимые активные меры защиты населения.
Справка
-
1 т ядерного топлива эквивалентна 84 тыс.т угля или 78 тыс.т нефти (это для ядерного реактора на тепловых нейтронах, для реакторов на быстрых нейтронах эта эффективность возрастает в десятки раз).
-
Требования к размещению АЭС существуют только в нашей стране. Так, например, АЭС мощностью 4000 МВт должна быть расположена не ближе 35 км от города с населением 1…1,5 млн.человек и 50…100 км – с населением в 2 млн.человек и более. В США – АЭС «Миллстоун» расположена практически в центре города Ниантика и в 10 км от Нью-Лондона. В Японии одна из АЭС находится в 20 км от Нагасаки.
-
Солнечная электростанция мощностью 1000 МВт занимает площадь 100 км2. На 1 км2 можно разместить 2…3 ветряка и снять мощность 2,5 МВт. Пример: Курская АЭС со всеми вспомогательными службами занимает площадь в 30 км2. Ветряная станция – это поле ветряков, для получения такой же мощности необходима площадь в 1600 км2, т.е. по площади в 53 раза больше, чем АЭС. Вся территория вскоре станет мертвой из-за воздействия инфразвука, создаваемого лопастями крыльчаток. Здесь никто не сможет быть.
-
Экологический аспект проблемы. ТЭС на угле электрической мощностью 1000 МВт ежегодно потребляет 3 млн.т угля, выбрасывая при этом в окружающую среду:
-
7106 т диоксида углерода CO2; По данным Уппеальского
-
120103 т сернистого газа SO2; университета (Швеция).
(в результате образуется (Институт по проблеме
280 тыс.т серной кислоты) воздействия ИИ на челове-
-
20103 т оксида азота N2O; ка и окружающую среду).
-
750103 т золы.
С золой в окружающую среду ежегодно поступает (в радиусе 20…25 км):
-
0,5 Ки Ra-226 (Т1/2 = 1590 лет, -, -, -излучение (0,3…1,76 МэВ), при распаде образуется Ra-222 с Т1/2 = 3,8 сут.);
-
0,5 Ки Th-232 (Т1/2 = 1,9 лет, -излучение);
-
3,0 Ки К-40 (Т1/2 = 1,3109 лет, -, -излучение;
-
5,3 Ки Ро-210 (Т1/2 = 138 дней, -излучение).
(В одной сигарете содержится 0,43 пкюри Po210.
1 пкюри = 10-12 Ки = 27 Бк; 1 Бк = 2,710-11 Ки).
Годовая эквивалентная доза 2 мкЗв/год (0,2 мбэр/год), для АЭС – 0,17 мкЗв/год (0,017 мбэр/год).
5. Особенности деления тяжелых ядер устанавливаются из сравнения энергии возбуждения и деления ядра Wвозб и Wдел: Wвозб Wдел.
Для U235: с Wвозб = 6,4 МэВ, а Wдел = 5,8 МэВ, следовательно, ядро U235 делится под воздействием нейтронов на любой энергии.
Плутониевый цикл:
(неустойчив нептуний неустойчив Pu239.
.
Wв U238 = 4,8 МэВ; Wд = 5,8 МэВ.
Ядро U238 может делиться только нейтронами с энергией 1 МэВ.
Кроме U235 делят ядра U233 и Pu239. U233 получают в цепочке превращений:
.
Протактиний ().
6. Активность – число самопроизвольных ядерных превращений dN, происходящих в некотором р/а излучателе в единицу времени dt:
,
, где - постоянная распада, С-1.
Nо
1/2
1/4
1/8
1/16
N(t)
0 1 2 3 4 5 Т1/2
7. По заданию МАГАТЭ несколькими группами экспертов разных стран была оценена степень риска при различных способах получения электроэнергии. При производстве электроэнергии, необходимой для обеспечения 1 млн.человек в течение года, степень риска составляет:
-
для ТЭС на угле – 250 ед.;
-
для ТЭС на нефти – 200 ед.;
-
для ВЭС – 70 ед.;
-
для СЭС – 60 ед.;
-
для ГЭС – 5 ед.;
-
для АЭС – 1,5 ед.
Вероятность риска погибнуть на ТЭС в 100-150 раз выше, чем на АЭС.
Сравнения обычно проводят в терминах «относительной опасности», под которой понимается число потерянных человеко-дней, связанных с утратой трудоспособности (болезни, травмы, смерти) в расчете на 1000 МВт/год выработанной энергии. «Относительная опасность»:
-
для угля – 148000;
-
для нейти – 51000;
-
солнечной энергии – 24000;
-
природного газа – 9100;
-
урана – 6500.
Пример р/а превращений двух осколков деления ядра U235:
on1
on1
on1
Легкий осколок Тяжелый осколок
40Zr97
52Te137
U236*
-,
-
Т1/2=17
ч
Т1/2=1
мин
53J131
41Nb97
-,
-
Т1/2=68
мин
Т1/2=19
с
42Mo97
54Xe137
-
Т1/2=39
с
55Cs137
-
Т1/2=33
с
56Ba137
Стабильный изотоп