5.3 Источники загрязнения радиоактивными аэрозолями и газами

Радиационная обстановка на АЭС определяется не только внешними нейтронным и гамма – излучением, но и радиоактивными газами и аэрозолями, присутствующими в воздухе рабочих помещений.

Радиоактивные аэрозоли представляют собой взвешенные в воздухе мельчайшие твердые или жидкие частицы радиоактивного вещества.

Поступление их в организм и распределение в нем зависят от размеров аэрозольных частиц, их нуклидного состава. Поэтому для оценки степени радиационной опасности аэрозолей необходимо, кроме их объемной активности в воздухе, определять еще и дисперсность аэрозольных частиц. Главная сложность – получение информации о нуклидном (изотопном) составе радиоактивных аэрозолей в воздухе и измерении их объемной активности с помощью спектрометрических методов. Имея данные о концентрации аэрозолей в воздухе, мы можем расчетным путем учесть вклад внутреннего облучения в формирование эффективной дозы персонала.

В воздухе помещений и вытяжных вентиляционных системах АЭС экспериментально обнаружены как естественные, так и искусственные радиоактивные аэрозоли. Первые представляют собой рассеянные в природной среде продукты распада радона и торона. Ко вторым относятся продукты деления ядерного топлива и продукты активации примесей теплоносителя, мигрировавшие в воздух из технологического оборудования первого контура.

Из примесей следует отметить прежде всего активированные продукты коррозии.

Продукты деления ядерного топлива представляют собой около 600 различных радионуклидов. В зависимости от физико-химического состояния продукты деления разделяют на следующие группы:

1. радиоактивные благородные газы (РБГ) - ксенон, криптон, аргон;

2. летучие вещества (например, йод, цезий);

3. нелетучие вещества (например, стронций, лантан, цирконий, рутений, церий).

Барьерами, ограничивающими распространение их в помещения АЭС, служат оболочки ТВЭЛ и контур теплоносителя. Однако идеально герметичных оболочек ТВЭЛ не бывает. Что касается контура теплоносителя, то технологические системы, содержащие его, сконструированы таким образом, чтобы обеспечить изоляцию радионуклидов, попавших в него через дефекты в оболочках твэлов. Для этого часть теплоносителя непрерывно направляется на продувку (очистку) в специальную систему водоочистки. На АЭС с ВВЭР-1000 - около 60 т/ч, т.е. Около 10% общего количества теплоносителя первого контура за 1 ч. Главным элементом спецводоочистки является ионообменный фильтр, который улавливает в той или иной степени все радионуклиды, кроме РБГ и трития. На реакторе ВВЭР-1000 дополнительно производится дегазация очищаемого теплоносителя для удаления газообразных и летучих продуктов деления.

Из барботажного и других баков и емкостей с жидкими радиоактивными средами сдувки газов направляют в специальную систему газоочистки.

Однако, несмотря на перечисленные меры, в период нормальной эксплуатации АЭС могут иметь место неорганизованные протечки теплоносителя через различные неплотности фланцевых соединений и приводов запорной арматуры первого контура. Истечение воды с температурой 523 град. К сопровождается парообразованием. С образующимся паром в воздух помещений будут выходить практически все РБГ и тритий.

Наибольшую опасность при протечках теплоносителя представляет йод, так как его в теплоносителе сравнительно много. Попав в воздух, а затем в организм, он облучает в основном щитовидную железу.

Для РБГ, попадающих в воздух, определяющим является не внутреннее, а внешнее бета, гамма-излучение из объема воздуха.

Большие концентрации аэрозолей образуются в период планово-предупредительного ремонта (ППР) и перегрузки топлива, когда проводятся такие радиационно-опасные работы, как разуплотнение главного разъема реактора, зачистка гнезд шпилек этого разъема, шлифовка металла корпуса реактора, зачистка, сварка и шлифовка в парогенераторе, дезактивация парогенераторов и главных циркуляционных насосов и т. п.

В этот период при выполнении некоторых из перечисленных работ суммарная концентрация аэрозолей (⁵¹Cr, ⁵⁸Co, ⁶⁰Со, ⁵⁹Fe, ⁵⁴Мп, ¹³¹I) в местах проведения работ в помещениях может кратковременно повышаться до 70—3000 Бк/м³.