Радиационные аварии и их последствия для населения и территорий

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Аварии на радиационно-опасных объектах (РОО) и их последствия. Определение РОО, санитарно-защитная зона. Виды радиационного воздействия на человека.

Краткая характеристика РОО

В настоящее время практически в любой отрасли народного хозяйства и науки во все более возрастающих масштабах используются радиоактивные вещества и источники ионизирующих излучений. Особенно высокими темпами развивается ядерная энергетика. Атомная наука и техника таят в себе огромные возможности, но вместе с тем и большую опасность для людей и окружающей среды.

Ядерные материалы приходится возить, хранить, перерабатывать, что создает дополнительный риск радиоактивного загрязнения окружающей среды, поражения людей, животных и растительного мира.

Среди техногенных источников ЧС наибольшую опасность по тяжести поражения, масштабам и долговременности действия поражающих факторов представляют радиационные катастрофы. В обычных условиях радиационная обстановка в стране определяется, во-первых, природной радиоактивностью, включая космические излучения; во-вторых, радиоактивным фоном обусловленным проведенными с 1945 по 1989 г. не менее 1820 испытаниями ядерного оружия; в-третьих, наличием территорий, загрязненных радиоактивными веществами вследствие произошедших в предыдущие годы аварий на предприятиях атомной промышленности и энергетики; в-четвертых, эксплуатацией ядерно- и радиационно - опасных объектов.

Радиационно-опасный объект (РОО) - предприятие, на котором при авариях могут произойти массовые радиационные поражения.

Радиационная авария - происшествие, приведшее к выходу (выбросу) радиоактивных продуктов и ионизирующих излучений за предусмотренные проектом пределы (границы) в количествах, превышающих установленные нормы безопасности.

Радиационные аварии подразделяются на три типа:

- Локальная - нарушение в работе РОО, при котором не произошел выход радиоактивных продуктов или ионизирующих излучений за предусмотренные границы оборудования, технологических систем, зданий и сооружений в количествах, превышающих установленные для нормальной эксплуатации предприятия значения.

- Местная - нарушение в работе РОО. при котором произошел выход радиоактивных продуктов в пределах санитарно-защитной зоны и в количествах, превышающих установленные нормы для данного предприятия.

- Общая - нарушение в работе РОО, при котором произошел выход радиоактивных продуктов за границу санитарно-защитной зоны и в количествах, приводящих к радиоактивному загрязнению прилегающей территории и возможному облучению проживающего на ней населения выше установленных норм.

К типовым радиационноопасным объектам следует отнести:

- атомные станции,

- предприятия по изготовлению ядерного топлива,

- по переработке отработавшего топлива и захоронению радиоактивных отходов,

- научно-исследовательские и проектные организации, имеющие ядерные реакторы,

- ядерные энергетические установки на транспорте.

Классификация радиационных аварий

Аварии, связанные с нарушением нормальной эксплуатации РОО, подразделяются на проектные и запроектные.

Проектная авария -- авария, для которой проектом определены исходные события и конечные состояния, в связи с чем предусмотрены системы безопасности.

Запроектная авария -- вызывается не учитываемыми для проектных аварий исходными событиями и приводит к тяжелым последствиям. При этом может произойти выход радиоактивных продуктов в количествах, приводящих к радиоактивному загрязнению прилегающей территории, возможному облучению населения выше установленных норм. В тяжелых случаях могут произойти тепловые и ядерные взрывы.

В зависимости от границ зон распространения радиоактивных веществ и радиационных последствий потенциальные аварии на АЭС делятся на шесть типов: локальная, местная, территориальная, региональная, федеральная, трансграничная.

Cанитарно-защитная зона (СЗЗ) -- территория вокруг объекта, на которой уровень облучения людей в условиях нормальной эксплуатации объекта может превысить предельно допустимую дозу (ПДД);

Последствия для населения и территорий.

Рассмотрим образование поражающих факторов и их воздействие при аварии на АЭС.

1. Световое излучение и явление проникающей радиации может оказать воздействие, в основном, на работающую смену персонала.

2. Радиоактивное заражение местности в результате выбросов продуктов распада в атмосферу во всех случаях будет значительным и на больших площадях.

3. Ударная волна (сейсмическая) образуется только при ядерном взрыве реактора, при тепловом взрыве ее действие на окружающую среду незначительно.

При ядерном взрыве и образовании следа для людей главную опасность представляет внешнее облучение (90-95% от общей дозы). При аварии на АЭС с выбросом активного материала картина иная. Значительная часть продуктов деления ядерного топлива находится в парообразном и аэрозольном состоянии. Вот почему доза внешнего облучения здесь составляет 15%, а внутреннего - 85%.

Специалисты выделяют следующие потенциальные последствия радиационных аварий:

1. немедленные смертельные случаи и травмы среди работников предприятия и населения;

2. латентные смертельные случаи заболевания настоящих и будущих поколений, в том числе изменения в соматических клетках, приводящие к возникновению онкологических заболеваний, генетические мутации, оказывающие влияние на будущие поколения, влияние на зародыш и плод вследствие облучения матери в период беременности;

3. материальный ущерб и радиоактивное загрязнение земли и экосистем;

4. ущерб для общества, связанный с боязнью относительно потенциальной возможности использования ядерного топлива для создания ядерного оружия.

К последствиям серьезных радиационных аварий относится и наличие косвенного риска для здоровья и жизни людей.

Косвенный риск возникает при непосредственном осуществлении мер безопасности, эвакуации при аварии.

Например: эвакуационные мероприятия, вызванные радиационной аварией, обусловливают возникновение множества косвенных рисков: смертельные случаи вследствие дорожно-транспортных происшествий, увеличение числа сердечных приступов у эвакуируемого населения, психические травмы, вызванные стрессовой ситуацией во время эвакуации, и т.п.

Воздействие радиации на человека

Эффекты воздействия радиации на человека обычно делятся на две категории

1) Соматические (телесные) - возникающие в организме человека, который подвергался облучению.

2) Генетические - связанные с повреждением генетического аппарата и проявляющиеся в следующем или последующих поколениях: это дети, внуки и более отдаленные потомки человека, подвергшегося облучению.

2. Ликвидация последствий ЧС. Основные этапы

Все задачи по ликвидации последствий ЧС выполняются поэтапно в определенной последовательности, в максимально короткие сроки.

На первом этапе решаются задачи по экстренной защите населения, предотвращению развития или по уменьшению воздействия последствий ЧС и подготовке к выполнению спасательных и других неотложных работ.

Основные мероприятия по экстренной защите населения: оповещение об опасности; использование средств защиты; соблюдение режимов поведения; эвакуация из опасных зон; применение средств медицинской профилактики и оказание пострадавшим медицинской и других видов помощи.

Производится локализация очага поражения, приостановка или изменение технологического процесса, предупреждение и тушение пожаров. Проводится разведка очага поражения и оценка сложившейся обстановки.

Второй этап - проведение спасательных и других неотложных работ, которые ведутся непрерывно с необходимой сменой спасателей и ликвидаторов.

Спасательные работы включают розыск пострадавших, извлечение их из завалов, горящих зданий, поврежденных транспортных средств; эвакуация людей из опасных зон; оказание пострадавшим первой помощи.

Неотложные работы: локализация и тушение пожаров, разборка завалов, укрепление конструкций, восстановление коммунально-энергетических сетей, линий связи, дорог, проведение санитарной обработки, дезактивации, дегазации, дезинфекции и т.д. Особое внимание уделяется размещению пострадавшего населения, обеспечение его продовольствием, водой, оказанию медицинской, материальной, финансовой помощи.

На третьем этапе решаются задачи по обеспечению жизнедеятельности населения: восстановление жилья, возведение временных жилых построек, восстановление энерго- и водоснабжения, линий связи, санитарная очистка очага поражения, оказание населению помощи. Производится реэвакуация (возвращение) эвакуированного населения. Начинаются работы по восстановлению функционирования хозяйственных объектов.

авария ликвидация радиационный зона

3. Пути повышения устойчивости функционирования технических систем

Системы водоснабжения представляют собой крупный комплекс зданий и сооружений, удаленных друг от друга на значительные расстояния. При чрезвычайных ситуациях, как правило, все элементы этой системы не могут быть выведены из строя одновременно. При проектировании системы водоснабжения необходимо предусмотреть меры их защиты в чрезвычайных ситуациях. Ответственные элементы системы водоснабжения целесообразно размещать ниже поверхности земли, что повышает их устойчивость. Для города надо иметь два-три источника водоснабжения, а для промышленных магистралей (промышленного водоснабжения) -- не менее двух-трех вводов от городских магистралей. Следует предусмотреть возможность ремонта данных систем без их остановки и отключения водоснабжения других потребителей.

Весьма важной является система водоотведения загрязненных (сточных) вод (система канализации). В результате ее разрушения создаются условия для развития болезней и эпидемий. Скопление сточных вод на территории объекта затрудняет проведение аварийно-спасательных и восстановительных работ. Повышение устойчивости системы канализации достигается созданием резервной сети труб, по которым может отводиться загрязненная вода при аварии основной сети. Должна быть разработана схема аварийного выпуска сточных вод непосредственно в водоемы. Насосы, используемые для перекачки загрязненной воды, комплектуются надежными источниками электропитания.

В разных чрезвычайных ситуациях системы электроснабжения (электрические сооружения и сети) могут получить различные разрушения и повреждения. Их наиболее уязвимыми частями являются наземные сооружения (электростанции, подстанции, трансформаторные станции), а также воздушные линии электропередачи. В современных крупных энергосистемах применяются различные автоматические устройства, способные практически мгновенно отключить поврежденные электроисточники, сохраняя работоспособность системы в целом.

Для повышения ее устойчивости в первую очередь целесообразно заменить воздушные линии электропередачи на 1 кабельные (подземные) сети, использовать резервные сети для запитки потребителей, предусмотреть автономные резервные источники электропитания объекта (передвижные электрогенераторы).

Весьма важно обеспечить устойчивость системы газоснабжения, так как при ее разрушении или повреждении возможно возникновение пожаров и взрывов, а также выход газа в окружающую среду, что значительно затрудняет проведение аварийно-спасательных и восстановительных работ.

Основные мероприятия по увеличению устойчивости систем газоснабжения следующие:

сооружение подземных обводных газопроводов (бассейнов), обеспечивающих подачу газа в аварийных условиях;

использование устройств, обеспечивающих возможность работы оборудования при пониженном давлении в газопроводах;

создание на предприятиях аварийного запаса альтернативного вида топлива (угля, мазута);

осуществление газоснабжения объекта от нескольких источников (газопроводов);

создание подземных хранилищ газа высокого давления;

использование на закольцованных системах газоснабжения отключающих устройств, установленных на распределительной сети.

В результате чрезвычайной ситуации может быть серьезно повреждена система теплоснабжения населенного пункта или предприятия, что создает серьезные трудности для их функционирования, особенно в холодный период. Так, разрушение трубопроводов с горячей водой или паром может повлечь их затопление и затруднить локализацию и ликвидацию аварии. Наиболее уязвимые элементы систем теплоснабжения -- теплоэлектроцентрали и районные котельные.

Основным способом повышения устойчивости внутреннего оборудования тепловых сетей является их дублирование. Необходимо также обеспечить возможность отключения поврежденных участков теплосетей без нарушения ритма теплоснабжения потребителей, а также создать системы резервного теплоснабжения.

4. Определить избыточное давление во фронте ударной волны, при котором блок программного устройства, установленный на ровной поверхности, будет опрокинут. Вес прибора 250 Н, высота 40 см, длина 20 см, ширина 20 см. Центр тяжести и центр давления силы смещения находятся в центре прибора

Пример. Определить избыточное давление во фронте ударной волны, при котором блок программного устройства, установленный на ровной поверхности, будет опрокинут.

Вес прибора 250 Н, высота 40 см, длина 20 см, ширина 20 см, центр тяжести и центр давления силы смещения находятся в центре прибора.

Решение. По формуле (П.17) для площади поперечного сечения 5 = 0,2 0,4=0,08м2 определяем

При этом скоростном напоре или избыточном давлении во фронте ударной волны 17 кПа (табл. П.1) прибор будет опрокинут.

Повреждения от ударной нагрузки. Для некоторых предметов представляют опасность силы ускорения, имеющие место при ударе волны. Ускорения зданий и сооружений не превосходят одного земного ускорения g. Ускорения отдельных элементов оборудования, приборов могут достигать нескольких десятков, а иногда и более сотни g. И может так оказаться, что внешне неповрежденное оборудование (прибор) после удара будет иметь внутренние повреждения: срыв или отрыв подвижных элементов с опор, если они не были арретированы, разрыв проводов; трубок; отрыв припаянных элементов; разрушение крупных и бьющихся элементов и др.

Эти разрушения произойдут при ударе волны за счет инерционных сил, зависящих от ударного ускорения различных элементов оборудования. Практически у каждого элемента оборудования будет свое ускорение и свои инерционные силы. Это объясняется тем, что каждый элемент имеет свои упругие или амортизирующие свойства, которые зависят от конструкции, массы, способа крепления и т. д. Определить ускорения различных элементов оборудования трудно, но можно приблизительно оценить среднее их ускорение, считая данное изделие абсолютно жестким.

В первые доли секунды (обычно тысячные ее доли) на изделия небольших размеров действует сила лобового давления ударной волны, равная примерно

Следует оговорить, что лобовое давление Рлоб очень быстро и сильно меняется по значению и даже по направлению.

Но так как оно действует кратковременно, то при практических расчетах эти факторы во внимание не принимаются.

Зная силу лобового давления, пользуясь вторым законом Ньютона, можно определить ударное ускорение

где J -- ударное ускорение, м/с2; m -- масса рассматриваемого изделия, кг. Удобно пользоваться понятием ударная перегрузка %д, которая показывает, во сколько раз ударное ускорение больше ускорения тяготения nуд = J/g. Подставив значение J в формулу (П.21), получим, во сколько раз инерционная сила, действующая на данный элемент предмета, больше его веса (G=mg); т. е.

Чтобы решить вопрос о живучести изделия, надо полученную ударную перегрузку (ускорение) сравнить с допустимой перегрузкой (ускорением) для данного изделия.

Пример. Определить избыточное давление во фронте ударной волны, при котором блок программного устройства, установленный на ровной поверхности, будет опрокинут.

Вес прибора 250 Н, высота 40 см, длина 20 см, ширина 20 см, центр тяжести и центр давления силы смещения находятся в центре прибора.

Решение. По формуле (П.17) для площади поперечного сечения 5 = 0,2 0,4=0,08м2 определяем

При этом скоростном напоре или избыточном давлении во фронте ударной волны 17 кПа (табл. П.1) прибор будет опрокинут.

Повреждения от ударной нагрузки. Для некоторых предметов представляют опасность силы ускорения, имеющие место при ударе волны. Ускорения зданий и сооружений не превосходят одного земного ускорения g. Ускорения отдельных элементов оборудования, приборов могут достигать нескольких десятков, а иногда и более сотни g. И может так оказаться, что внешне неповрежденное оборудование (прибор) после удара будет иметь внутренние повреждения: срыв или отрыв подвижных элементов с опор, если они не были арретированы, разрыв проводов; трубок; отрыв припаянных элементов; разрушение крупных и бьющихся элементов и др.

Эти разрушения произойдут при ударе волны за счет инерционных сил, зависящих от ударного ускорения различных элементов оборудования. Практически у каждого элемента оборудования будет свое ускорение и свои инерционные силы. Это объясняется тем, что каждый элемент имеет свои упругие или амортизирующие свойства, которые зависят от конструкции, массы, способа крепления и т. д. Определить ускорения различных элементов оборудования трудно, но можно приблизительно оценить среднее их ускорение, считая данное изделие абсолютно жестким.

В первые доли секунды (обычно тысячные ее доли) на изделия небольших размеров действует сила лобового давления ударной волны, равная примерно

Следует оговорить, что лобовое давление Рлоб очень быстро и сильно меняется по значению и даже по направлению.

Но так как оно действует кратковременно, то при практических расчетах эти факторы во внимание не принимаются.

Зная силу лобового давления, пользуясь вторым законом Ньютона, можно определить ударное ускорение

где J -- ударное ускорение, м/с2; m -- масса рассматриваемого изделия, кг. Удобно пользоваться понятием ударная перегрузка %д, которая показывает, во сколько раз ударное ускорение больше ускорения тяготения nуд = J/g. Подставив значение J в формулу (П.21), получим, во сколько раз инерционная сила, действующая на данный элемент предмета, больше его веса (G=mg); т. е.

Чтобы решить вопрос о живучести изделия, надо полученную ударную перегрузку (ускорение) сравнить с допустимой перегрузкой (ускорением) для данного изделия.

Размещено на Allbest.ru