Аварии и катастрофы на АЭС и других ядерных энергетических установках (ЯЭУ)

Введение

К основным источникам загрязнения окружающей среды радиоактивными веществами (РВ) относятся производственные предприятия, добывающие и перерабатывающие сырье, содержащее РВ, атомные электростанции (АЭС), радиохимические заводы, научно-исследовательские институты и др. объекты.

В настоящее время правоохранительными органами Рос­сийской Федерации обобщается практика исполнения законодательства, направлен­ного на предупреждение незаконного вво­за, вывоза, захоронения, утилизации отра­ботавшего ядерного топлива, радиоактив­ных, токсичных, химических и иных вред­ных для окружающей природной среды и здоровья населения зарубежных и отече­ственных промышленных отходов.

Цель данного реферата в том, что бы наиболее полно раскрыть радиоактивный фон и проблемы его снижения.

Задачи реферата:

− аварии и катастрофы на АЭС и других ядерных энергетических установках (ЯЭУ);

− утилизация радиоактивных отходов;

− радиационная безопасность;

− перспективы автономной энергетики

− проблемы снижения радиоактивного фона.

АЭС являются составной частью довольно сложной совокупности ядерного производства, называемой ядерно-топливным комплексом или циклом (ЯТЦ). Он включает в себя:

- добычу и переработку урановой руды с получением химических концентратов урана (рудодобывающие и рудоперерабатывающие заводы);

- получение чистых соединений урана из концентратов (аффинажные заводы);

- производство гексафторида урана и разделение его изотопов (заводы по получению гексафторида и разделению его изотопов);

- изготовление топлива для получения энергии на АЭС;

- переработку отработавшего (облученного) на АЭС ядерного топлива (радиохимические заводы или заводы по регенерации топлива);

-отработку отходов, хранение или захоронение средне- и высокотоксичных отходов и транспортировку ядерных продуктов между предприятиями ЯЦП.

При работе предприятий ЯЦП образуются пылегазообразные, жидкие и твердые отходы, содержащие радиоактивные и обычные химические вещества.

Под радиоактивными отходами понимают непригодные к использованию в настоящее время и в обозримом будущем жидкие и твердые материалы и предметы, содержащие радионуклиды в концентрации, превышающей ПДК или ПДУ (предельно допустимые концентрации и уровни).[1]

Характеристика ионизирующих излучений

При распаде радионуклиды испускают - и - частицы, - кванты, нейтроны и др.- частицы представляют собой поток ядер атомов гелия (Не). Вследствие большой ионизирующей способности пробег частиц очень мал. В воздухе он составляет не более 10 см. В биоткани (живой клетке) до 0.1 мм частицы полностью поглощаются листом бумаги и не представляют опасности для человека, за исключением случаев непосредственного контакта с кожей.

Частицы - электроны и позитроны, обладают в сотни раз меньшей ионизирующей способностью, чем частицы. Вследствие этого они распространяются в воздухе до 10 . 20 м, в биоткани - на глубину 5 . 7 мм, в дереве - до 2.5 мм, в алюминии - до 1 мм. Одежда человека почти наполовину ослабляет действие частиц. Они практически полностью поглощаются оконными стеклами и любым металлическим экраном толщиной в несколько миллиметров. Но при контакте с кожей они также опасны, как и a-частицы.

Излучение представляет собой поток квантов высокочастотного электромагнитного поля, распространяющихся со скоростью света. Оно свободно проникает сквозь одежду, тело человека и через значительные толщи материалов.

Все рассмотренные излучения опасны для организма человека, поэтому необходимо строгое соблюдение установленных норм радиационной безопасности (НРБ - 99) и основных санитарных правил работы с РВ.

Радиационная безопасность - комплекс мероприятий (административных, технических, санитарно-гигиенических и др.), ограничивающих облучение населения и окружающей среды до наиболее низких значений, достигаемых средствами приемлемыми для общества.

Эффективная эквивалентная доза - сумма средних эквивалентных доз в различных органах; она учитывает разную чувствительность к ионизирующим излучениям тканей организма.

Для характеристики потенциальной опасности излучения используется понятие “мощность дозы излучения”:

- поглощенная - Гр/с; рад/ч;

- эквивалентная - Зв/с; бэр/ч.

Степень загрязнения РВ местности и различных объектов на ней характеризуется поверхностной активностью (плотностью загрязнения), т. е. кол-вом РВ, приходящимся на единицу поверхности (Бк/м2 или Ки/км2). Степень загрязнения РВ продуктов питания и воды характеризуют объемной или удельной активностью (концентрацией РВ), т. е. количеством РВ в единице объема или веса (Бк/м3, Бк/кг или Ки/л, Ки/кг).

Основными принципами радиационной безопасности являются:

- непревышение установленного дозового предела;

- исключение всякого необоснованного облучения;

- снижение дозы до возможно низкого предела.

В зависимости от степени контакта с источниками ионизирующих излучений и чувствительности организма, установлены 3 категории облучаемых лиц:

КАТЕГОРИЯ А - профессиональные работники, постоянно или временно работающие с источниками ионизирующих излучений (ИИ);

КАТЕГОРИЯ Б – лица, находящиеся по условиям работы в сфере воздействия источников ионизирующего излучения;

КАТЕГОРИЯ В – население.

Эффективная доза облучения в год: группа А – 20 мЗв; группа Б – 5 мЗв; население – 1 мЗв.

Характеристика аварий на АЭС

Основными и наиболее опасными источниками ионизирующих излучений и радиоактивного заражения окружающей среды являются аварии на АЭС. Радиационными аварии на АЭС - нарушение их безопасной эксплуатации, при котором произошел выход радиоактивных продуктов и (или) ионизирующего излучения за предусмотренные проектом для нормальной эксплуатации границы в количествах, превышающих установленные значения. Радиационные аварии характеризуются исходным событием, характером протекания и радиационными последствиями.

В соответствии с решением МАГАТЭ (Международным агентством по атомной энергетике) установлены 7 баллов (степеней опасности) аварийных ситуаций на АЭС: 1) незначительные происшествия; 2) происшествия средней тяжести; 3) серьезные происшествия; 4) аварии в пределах АЭС; 5) аварии с риском для окружающей среды; 6) тяжелые аварии; 7) Глобальные (крупные) аварии.

Радиоактивное заражение при аварии АЭС может происходить за счет выброса парогазовой фазы (авария без разрушения активной зоны) − высота выброса Нв=150-200 м, время выброса – 20-30 мин. Состав радиоактивных изотопов: ксенон, криптон, йод. Более серьезной аварией является выброс продуктов деления из реактора (авария с разрушением активной зоны). При этом радиоактивные продукты выбрасываются на высоту Нв=2-3 км, продолжительность выброса - несколько суток до окончания герметизации реактора. Характер радиоактивного заражения при авариях на АЭС имеют ряд особенностей (по сравнению с взрывом ядерного боеприпаса): 1) длительность радиоактивного заражения окружающей среды: уран - 235, Т1/2 = 700 млн. лет; стронций - 90, Т1/2 – 28,6 года; цезий - 137, Т1/2 = 30 лет и так далее); 2) Распространение РВ составляет 3-12 часов; 3) “Очаговое” заражение в дальней (более 1000 км) зоне.