2.1.1 Характер радіоактивного зараження місцевості при аваріях на аес
Радіоактивне зараження місцевості, приземного шару атмосфери, повітряного простору, води та інших об’єктів навколишнього середовища виникає внаслідок випадіння радіоактивних речовин з хмари, яка утворюється при аварії.
Чим відрізняються між собою радіоактивне забруднення при аваріях на АЕС і при ядерних вибухах ?
Джерелами радіоактивного зараження при ядерних вибухах є:
продукти поділу ядерних вибухових речовин (ці продукти, як правило, перенавантажені нейтронами, є нестабільні і будуть стабілізуватися випромінюючи енергію у вигляді бета – часток і гама випромінювань). На продукти поділу припадає приблизно 90 % від загальної активності всіх радіоактивних речовин, що виникають при вибуху;
радіоактивні ізотопи (радіонукліди), що виникають в ґрунті та інших матеріалах під дією нейтронів (наведена активність) – їх активність складає декілька процентів (1 – 2 %) ;
неподілені частки ядерного заряду – залишки ядерного палива (ядра речовини, яка використовується в якості ядерного пального, це плутоній - Рu-239; уран - U-235, U-238). Активність залишків поділу – до десятка процентів.
Продукти поділу, що випадають з хмари ядерного вибуху, є сумішшю більше 80-ти ізотопів 35 хімічних елементів середньої частини Періодичної системи елементів Д.І.Менделєєва. Первинні ядра поділу в подальшому зазнають у середньому три-чотири розпади та перетворюються на стабільні ізотопи. Таким чином кожному первинному ядру відповідає власний ланцюг радіоактивних перетворень. Всього на різних етапах радіоактивного розпаду виникає біля 300 різних радіонуклідів.
Сумарна активність суміші продуктів поділу Ав (Ки) через 1 хвилину після вибуху може бути визначена за формулою:
Ав= 108.q
де – q – тротиловий еквівалент вибуху по діленню, т.
Ізотопний склад суміші осколків поділу залежить від виду ядерної вибухової речовини, що застосовувалась у ядерному заряді, та від часу, що пройшов з моменту вибуху.
Приклад послідовних перетворень по двох ланцюжках, коли їх “родоначальниками” є ізотопи цирконію (96 40Zr.) та телуру (137 52Те).
n
U-235
n
Легкий
осколок
Важкий осколок
Т =
1хв
Т=19 сек
97Zr 48
137Те 52
137І 53
137Хе 54
,
Т=17 год
97N6 41
Т=39сек
Т=68хв
137Cs 59
,
97Мо 42
Т=53 роки
137Ва 56
Стабільний ізотоп
Стабільний ізотоп
Рисунок 2.1 – Схема радіоактивного розпаду продуктів поділу ядра урану
Зміни активності у часі, як і рівні радіації на місцевості або щільність зараження визначаються за формулою:
Аt = Ао (t/t0)- 1,2
де – Ао та Аt – активність осколків поділу в часі t0 і t після вибуху.
Утворення наведеної активності у ґрунті в межах зони розповсюдження нейтронів має практичне значення в разі повітряного ядерного вибуху. В ґрунті переважно виникають радіоактивні марганець, алюміній, натрій, кількість яких пропорційна виходу нейтронів при вибуху даного ядерного заряду. Максимальна кількість нейтронів на одиницю потужності заряду утворюється при вибуху нейтронного боєприпасу. Активність неподіленої частки ядерного заряду слід враховувати тільки в разі аварійних вибухів ядерних боєприпасів та при ліквідації вибухом звичайної вибухової речовини.