Особенности загрязнения окружающей среды при авариях (разрушении) на радиационно-опасных объектах

Под аварией на радиационно-опасном объекте понимается выход из строя или повреждение отдельных узлов и механизмов объекта во время его эксплуатации, приводящие к радиоактивному загрязнению объектов внешней среды.

При классификации аварии на радиационно опасных объектах существует несколько подходов. Это обусловлено тем, что подобные аварии отличаются большим разнообразием присущих им признаков, а также объектов, на которых они могут происходить.

Типовым и широко распространенным радиоационно-опасным объектом является АС. Поэтому в большинстве случаев аварии, сопровождающиеся выбросами радиоактивных веществ и формированием радиационных полей, классифицируют применительно к АС.

Аварии на АС, приводящие к выбросу радиоактивных веществ в окружающую среду, в зависимости от характера и масштабов последствий подразделяются на 4 категории.

Первая категория – локальные аварии. При этом в результате нарушения в работе АС происходит выход радиоактивных продуктов или ионизирующих излучений за предусмотренные границы оборудования, технологических систем, зданий и сооружений. Количество выброшенных радиоактивных веществ превышает установленные значения, но зона радиоактивного загрязнения внешней среды не выходит за пределы промплощадки АС.

Вторая категория – местная авария. Выход радиоактивных веществ происходит за пределы промплощадки, но область радиоактивного загрязнения находится внутри санитарно-защитной зоны АС. При этом в указанной зоне возможно облучение персонала в дозах, превышающих допустимые, концентрация радиоактивных веществ в воздухе и уровень радиоактивных загрязнений поверхностей в помещениях и на территории АС и санитарно-защитной зоны выше допустимых.

Третья категория – средняя авария. Область радиоактивного загрязнения выходит за пределы санитарно-защитной зоны, но локализуется в пределах ближайшего города, района.

Четвертая категория – крупная авария. Область радиоактивного загрязнения выходит за пределы зоны в 100 км и охватывает несколько административных областей, республик, государств или один или несколько городов с количеством населения более 1 млн. чел., при уровне суммарного облучения в течение года дозой более 3-х бэр (3 с3в).

Среднюю и крупную аварии чисто объединяют в один вид аварии и называют общей радиационной аварией.

Международным агенством по атомной энергетике (МАГАТЭ) разработана международная шкала событий на АЭС. В соответствии с этой шкалой аварии на АС подразделяются также по характеру и масштабам последствий, а некоторые и по причинам их вызвавшим.

Градация аварий на АС осуществляется по следующим уровням.

0-й уровень – не имеет значения для радиационной безопасности.

1-й уровень – незначительное происшествие: функциональное отклонение, которое не представляет какого-либо риска, но указывает на недостатки в обеспечении безопасности (отказ оборудования, ошибки персонала, недостатки руководства и т.д.).

2-й уровень – происшествие средней тяжести: отказ оборудования или отклонение от нормальной эксплуатации, которые хотя и не оказывают непосредственного влияния на безопасность работы станции, но способны привести к значительной переоценке мер безопасности.

3-й уровень – серьезное происшествие: выброс в окружающую среду радиоактивных веществ в количествах, не превышающих пятикратного допустимого суточного выброса. В этом случае происходит значительное переоблучение работающих (порядка 50 мЗв). За пределами площадки не требуется принятия мер защиты.

4-й уровень – авария в пределах АС: выброс радиоактивных веществ в окружающую среду в количествах, не превышающих дозовые пределы для населения при проектных авариях. Доза облучения работающих может составить порядка 1 Зв, и вызывать лучевые эффекты.

5-й уровень – авария с риском для окружающей среды: выброс в окружающую среду такого количества радиоактивных веществ, которое приводит к незначительному превышению дозовых пределов для проектных аварий, разрушение большей части активной зоны, вызванное механическим воздействием или оплавлением. В некоторых случаях требуется частичное введение планов мероприятий по защите населения и персонала при аварии на АС.

6-й уровень – тяжелая авария: выброс в окружающую среду такого количества радиоактивных веществ, накопленных в активной зоне реактора, в результате которого дозовые пределы для проектных аварий будут превышены, а для запроектных – нет. Для ослабления серьезного воздействия на здоровье населения ионизирующих излучений необходимо введение в действие планов мероприятий по защите населения и персонала в случае аварии в радиусе 25 км включая эвакуацию населения.

7-й уровень – глобальная авария: выброс в окружающую среду такого количества радиоактивных веществ, накопленных в активной зоне реактора, в результате которого будут превышены дозовые пределы для запроектных аварий, возможны острые лучевые поражения людей и последующее влияние на здоровье населения, проживающего на большой территории, включающей более чем одну страну, а также длительное воздействие ионизирующих излучений на окружающую среду.

Приведенные выше классификации аварий на АС носят довольно общий характер. В то же время в них не содержится признаков при типовых нарушениях в функционировании радиационно опасных объектов, которые свидетельствуют о возможности тех или иных последствий. В связи с этим при классификации аварий часто бывает целесообразно (35) все аварии, на таких объектах как АЭС, подразделять на ядерные и радиационные.

К ядерным авариям относят аварии, связанные с повреждением ТВЭЛов и ТВС, выходящие за пределы безопасной эксплуатации, и (или) приводящие к переоблучению персонала. Данные аварии вызваны нарушением контроля и управления цепной ядерной реакции деления в активной зоне реактора, образованием критической массы при перегрузке, транспортировке и хранении ТВЭЛов (ТВС), нарушением теплоотвода от ТВЭЛов (ТВС).

Под радиационными авариями понимают аварии, которые приводят к выходу (выбросу) радиоактивных веществ и (или) ионизирующих излучений за предусмотренные проектом для нормальной эксплуатации объектов границы в количествах, превышающих пределы безопасной эксплуатации. Радиационные аварии являются, как правило, следствием ядерных аварий, при которых повреждаются оболочки ТВЭЛов (ТВС). Кроме того они могут возникать вследствие повреждения корпуса и защитной оболочки ЯЭР, других конструкций первого контура и трубопроводов, а также вспомогательных систем или герметизирующих и защитных устройств технологических помещений.

В зависимости от характера и масштабов повреждений и разрушений аварии на РО ОЭ принято (36) подразделять на:

проектные;

проектные с наибольшими последствиями (максимально проектные);

запроектные (гипотетические).

Под проектной аварией (ПА) понимается авария, для которой определены и отражены в проекте исходные события аварийных процессов, характерных для того или иного объекта (типа ЯЭР) или другого радиационно опасного узла, конечные состояния (контролируемые состояния элементов и систем РО ОЭ после аварии) и предусмотрены системы безопасности, обеспечивающие ограничение последствий аварий установленными пределами.

Максимально проектные аварии (МПА) характеризуются наиболее тяжелыми исходными событиями, обуславливающими возникновение аварийного процесса на данном объекте. Эти события приводят к максимально возможным в рамках установленных проектных пределов радиационным последствиям.

Для локализации ПА и МПА предусматривают инженерные решения.

Под запроектной или гипотетической аварией (ГА) понимается такая авария, которая вызывается не учитываемыми для проектных аварий исходными событиями и сопровождается дополнительными, по сравнению с проектными авариями, отказами систем безопасности.

Для локализации ГА планируют организационно-технические мероприятия.

На рис.2 приведена классификация аварий на АЭС, отражающая приведенные выше соображения.

Помимо рассмотренных выше классификаций, существует классификация нарушений в работе АС, которой придерживаются при расследовании и учете аварий и происшествий, выявлении причин и обстоятельств их возникновения, оценке с точки зрения безопасности, а также разработке мер по устранению последствий нарушений, предотвращению их возникновения и повышению безопасности.

В соответствии с этой классификацией нарушения в работе АС подразделяются на аварии и происшествия. Выделяют 4 категории аварий, которые характеризуются различным количеством выброшенных радиоактивных веществ в окружающую среду, начиная с выброса большей части радиоактивности из активной зоны ЯЭР, при котором превышаются дозовые пределы для ГА (категории АО-1), и заканчивая выбросом радиоактивных веществ в таких количествах, при которых не превышаются дозовые пределы для населения при ПА (категория АО-4).

Рис.2. Классификация аварий на АЭС в зависимости от характера повреждений и разрушений

Происшествия характеризуются возникновением неисправностей и повреждений различных узлов ЯЭР, систем, оборудования и подразделяются на 10 типов. Наибольшую опасность представляет происшествие первого типа (ПО-1), при котором помимо неисправностей и повреждений происходит выброс в окружающую среду радиоактивных продуктов выше предельно допустимых норм без нарушения пределов безопасной эксплуатации АЭС.

В соответствии с требованиями постановлений Правительства РФ в зависимости от границ зон распространения радиоактивных веществ и радиационных последствий потенциальные аварии на АС делятся на 6 типов.

Локальная авария. Радиационные последствия аварии ограничивают­ся пределами объекта. При этом возможно облучение персонала и заражение зданий и сооружений, находящихся на территории АС выше уровней, уста­новленных для нормальной эксплуатации.

Местная авария. Радиационные последствия аварии ограничиваются пределами пристанционного поселка и населенных пунктов в районе расположения АС. При этом возможно облучение персона­ла и населения выше уровней, установленных для нормальной эксплуатации.

Территориальная авария. Радиационные последствия аварии ограничиваются пределами субъекта РФ на территории которого расположена АЭС и включают, как правило, две и более административно-территориальные единицы субъекта. При этом возможно облучение персонала и населения нескольких административно-территориальных единиц субъекта РФ выше уровней, установленных для нормальной эксплуатации.

Региональная авария. Радиационные последствия аварии ограничива­ются пределами двух и более субъектов РФ и приводят к облучению населения и загрязнению окружающей среды выше уровней, установленных для нормальной эксплуатации.

Если при региональной аварии количество людей, получивших дозу облучения выше уровней, установленных для нормальной эксплуатации, может превысить 500 чел., или количество людей, у которых могут быть нарушены условия жизнедеятельности, превысит 1000 чел., или материальный ущерб от аварии превысит 5 млн. минимальных размеров оплаты труда, то такая авария будет федеральной.

Трансграничная авария. Радиационные последствия аварии выходят за территорию РФ, либо данная авария произошла за рубежом и затрагивает территорию РФ.