69. Принципы построения биологической защиты на кораблях с атомными энергетическими установками. Способы и средства предупреждения распространения радиоактивных загрязнений.

Для ослабления ИИ из реактора, контуров и их оборудования служит биологическая защита (БЗ) - главная преграда на пути мощных - нейтронных потоков, возникающих при работе реактора. (Плотность потока нейтронов на поверхности активной зоны достигает 2•10¹³ нейтронов/(см^2•с), а потока -квантов - 3•10¹³. Коэффициент ослабления потока нейтронов должен быть 1•10¹¹ - 1•10¹², -квантов - 1•10¹⁰ - 1•10¹¹. Защита расстоянием без применения экранов для реакторов малоэффективна, а в условиях корабля - просто невозможна. Даже на расстоянии 100 м от неэкранированного реактора мощностью 100 МВт мощность дозы -излучения достигает 300 Р/ч, быстрых нейтронов - 2000 рад/ч, тепловых - 1000 рад/ч).

Биологическая защита конструируется с учетом характера взаимодействия нейтронов и  -излучения с веществом. Быстрые нейтроны хорошо рассеиваются тяжелыми и средними ядрами, однако ослабление их энергий до тепловых уровней и поглощение тепловых нейтронов эффективно лишь при наличии в защите материалов, содержащих легкие элементы типа водорода, бора (вода, пластмассы, карбид бора). Ослабление -излучения в основном происходит при взаимодействии с электронами, поэтому защита должна иметь материалы, содержащие тяжелые элементы с большим числом электронов на электронных оболочках атомов (сталь, свинец, бетон). Иначе говоря, защита от нейтронов меньше по массе, но больше по объему, а защита от -лучей, наоборот, велика по массе, но менее габаритна.

Таким образом, биологическая защита ЯЭУ строится путем комбинации тяжелых и легких материалов и подразделяется на первичную и вторичную.

Первичная биологическая защита примыкает непосредственно к реактору и обеспечивает уменьшение нейтронного и гамма-излучения в 1•10⁹-1•10¹⁰ раз. Ее назначение - ослаблять потоки нейтронов и -лучей реактора до величин, соизмеримых с потоками из первого контура.

На атомных кораблях, как уже отмечалось выше, получила распространение так называемая железо-водная защита, обеспечивающая минимальную массу защиты, что очень важно в судостроении. Кроме того, в составе первичной защиты используется бетон, засыпка бора и чугунной дроби, карборита (блоки, содержащие карбид бора). Часто внутри первичной защиты вокруг реактора размещают парогенераторы и компенсаторы объема. Роль защитного материала выполняет и сам стальной корпус реактора с элементами активной зоны (замедлитель и отражатель нейтронов).

Вторичная биологическая защита предназначена главным образом для ослабления излучения из теплоносителя и оборудования первого контура. Она должна снижать уровни излучений до допустимых величин, например 72 мбэр/ч. Это позволяет находиться в данном помещении 1,5 ч в неделю. Вторичная защита окружает реактор и первый контур и состоит из слоев совелита (пластический материал), стали и свинца. Она должна предупреждать местные "прострелы" через крепежные конструкции, места прохождения трубопроводов и т.п. Вторичная защита может быть парциальной (частичной) в сторону днища и бортов. В подобных случаях возможны повышенные уровни излучения от корпуса судна. По соображениям уменьшения массы тяжелый компонент должен располагаться возможно ближе к реактору, однако в этом случае он не будет поглощать захватного -излучения из слоев защиты, расположенных снаружи. Поэтому реальную железо-оводную защиту делают в виде нескольких слоев металла, окруженных водой.