Забезпечення радіаційної безпеки на АЕС. Оцінка радіаційної обстановки

1.

ОСНОВНІ ДЖЕРЕЛА
РАДІОАКТИВНОГО ЗАРАЖЕННЯ
Захист населення і території
Тема Лекції:
“Забезпечення радіаційної безпеки на АЕС. Оцінка
радіаційної обстановки”
Доповідач: к.т.н., ст. викладач Тарадуда Д.В.

2.

МЕТА ЗАНЯТТЯ
Ознайомити з основними принципами
організації радіаційної безпеки на АЕС та
порядком прогнозування радіаційної
обстановки
ЛІТЕРАТУРА
ЛІТЕРАТУРА
1. І.Ю. Чернявський. Військова дозиметрія Частина 2. Аналітичні засоби радіаційної розвідки та
Стеблюк М.І. Цивільна оборона та цивільний захист: Підручник.-2-ге вид., – К.: Знання, 2010. -487 с.
контролю. ХІТВ, Х 2007.
Чернявський,
В.Г.Гражданская
Ерёменко, С.І.
Петров.
Аналітичні
засоби
радіаційної
розвідки
та
2. 2. І.Ю.
Мозаренко
Д.И. и др.
защита
области.
Том 1-4:
Учебник.
– Х.: НМЦ
ХНТУСХ,
2007 г.
контролю. ХІТВ, Х 2005.
3. 2. Основы
Аварії надозиметрии
радіаційно,ихімічно
та біологічно
небезпечних
об’єктах:
Довідник
А.М.,
Сакун О.В.,
войсковые
дозиметрические
приборы.
Воениздат,
МО/ Грек
СССР,
М., 1970.
Григор’єв О.М. та інш. -Х.: ФВП НТУ «ХПІ», 2010. - 173 с.4.
3. В.Г.Єременко. Технические средства радиационной разведки и контроля. ХВУ, Харьков, 1990.
документація
на прилад
ИМД-12.-Х.: Підручник НТУ “ХПІ”, 2012. – 560 с.
4. 4. Технічна
Чернявський
І.Ю. Військова
дозиметрія:
6. Довідник офіцера військ РХБ захисту: Довідник. За загальною редакцією А.І. Баталова. –Харків:
ХІТВ, 2005р.
1.
ВВссттуупп. .
11 навчальне
навчальне питання
питання
Завдання виявлення та
оцінки РО
2 навчальне питання
Характеристика
зон радіоактивного
зараження місцевості
Закінчення.
навчальне питання
питання
32 навчальне
Склад таМетодика
будова вимірювача
потужності дози ДП-5В
прогнозування
РО
2

3.

Space Industry 2003
Атомні електричні станції (АЕС) можуть бути конденсаційними,
теплофікаційними (АТЕЦ), а також атомними станціями
теплопостачання (ACT) і атомними станціями промислового
теплопостачання (ACПT). Атомні станції споруджуються за
блоковим принципом. Ядерні реактори АЕС класифікуються за
різними ознаками. За рівнем енергії нейтронів реактори
поділяються на два основні класи: теплові (на теплових
нейтронах) і швидкі (на швидких нейтронах). По виду
сповільнювачів нейтронів реактори бувають водними,
важководними, графітовими, а по виду теплоносія - водними,
важководними, газовими, рідкометалевими. Водоохолоджувані
реактори класифікуються також за конструктивним
виконанням: корпусні і канальні.
3

4.

Задачі і роль територіальних управлінь з питань
надзвичайних ситуацій в організації виконання заходів
радіаційного захисту
Захист населення і території
Оцінка радіаційної обстановки (РО) являється обов'язковим елементом для прийняття необхідних
заходів по захисту населення та територій, які забезпечують зменшення (виключення)
радіоактивного опромінення, та для визначення найбільш доцільних дій робочих та службовців, а
також особового складу аварійно рятувальних загонів по ліквідації наслідків на зараженій
місцевості.
Територіальний ПУ
ПУ
ЦЗ р-н р-н х
ПУ
ПУННЦО
ЦО р-н
РАГ
ПУ ЦЗ обл.
АСУ
оповіщення
Функціональний ПУ
Диспетчерська
служба ГУ ДСНС
РАГ
прогноз
РАСт
прогноз
ДержТЕХ нагляд
РАГ
ПУ НС РХБз

5.

Під радіаційною обстановкою при аваріях на АЕС розуміють ступінь
радіоактивного забруднення місцевості і атмосфери, що впливає на
життєдіяльність населення та проведення аварійно-рятувальних
і невідкладних відновлювальних робіт.
Захист населення і території
Прогнозування і оцінка радіаційної обстановки включає вирішення наступних
задач:
• напрямку осі сліду хмари викиду радіоактивних речовин, внаслідок аварії або
руйнування ядерного реактора АЕС, за метеоданими;
• розмірів зон забруднення місцевості, які розмежовуються за очікуваними
значеннями доз опромінювання населення;
• потужності дози гамма-випромінювання на осі сліду;
• доз внутрішнього (інгаляційного) опромінювання людей, що знаходяться на сліду,
за час проходу хмари;
• концентрації радіоактивного йоду-131 в повітрі за час проходу радіоактивної
хмари;
• можливих радіаційних уражень людей, що знаходяться на забрудненій території;
• допустимого рівня перебування населення в зонах радіаційного забруднення.

6.

Space Industry 2003
• Йод-131, так званий радіойод, - радіоактивний нуклід хімічного елемента йоду з
атомним номером 53 і масовим числом 131. Період його напіврозпаду становить
близько 8 діб. Основне застосування знайшов в медицині і фармацевтиці. Також
є одним з основних продуктів поділу ядер урану і плутонію, які становлять
небезпеку для здоров'я людини, які зробили значний внесок у шкідливі наслідки
для здоров'я людей після ядерних випробувань 1950-х, аварії в Чорнобилі,
Фукусімі. Йод-131 є вагомим продуктом розподілу урану, плутонію і, побічно,
торію, складаючи до 3% продуктів поділу ядер.
• У зв'язку з бета-розпадом, йод-131 викликає мутації і загибель клітин, в які він
проник, і навколишніх тканин на глибину декількох міліметрів.
• Питома активність цього нукліда становить приблизно 4,6 · 10
15
Бк на грам.
6

7.

Space Industry 2003
Під час визначення радіаційної обстановки необхідно врахувати
наступне:
- радіонукліди виділяються у вигляді газоаерозольної суміші у
приземний шар атмосфери (до 200 … 500 м), який не стійкий по
напрямку і швидкості вітру і в якому можуть існувати потужні
вертикальні потоки повітря;
- спад активності радіонуклідів відбувається значно повільніше,
ніж при ядерному вибусі тому, що при експлуатації реактора в
ньому накопичується довго живучі ізотопи.
7

8.

0 t :t 0
0 t :t 0
1, 2
1, 2
Space Industry 2003
Під час формування сліду радіактивної хмари
потужність випромінювання в кожній точці сліду
спочатку збільшується і за час рівний приблизно
половіні тривалості випадання радіактивних речовин,
досягає максимального значення. Потім потужність
дози випромінювання зменшується з часом за законом,
аналогічним зміні активності уламків поділу ядерної
реакції:
Р=Р (t : t ),
де Р і Р – потужність доз випромінювання на відкритій
місцевості на час відповідно t i t після вибуху.
- 1, 2
0
0
0
0
8

9. Виявлення прогнозованої радіаційної обстановки полягає:

Space Industry 2003
у визначенні розмірів можливих зон забруднення місцевості і відображенні їх на карті (схемі).
Прогноз радіоактивного забруднення місцевості має орієнтовний характер, його
обов’язково уточнюють радіаційною розвідкою з метою своєчасного забезпечення
командирів (штабів) даними про фактичну радіаційну обстановку.
Під оцінкою радіаційної обстановки за даними радіаційної розвідки розуміють рішення основних
задач, що визначають вплив радіоактивного забруднення на виконання службово-бойових
завдань, аналіз отриманих результатів і вибір найбільш доцільних способів дій, що
забезпечують виконання поставленого завдання.
Оцінка радіаційної обстановки як за даними прогнозу, так і за даними радіаційної розвідки
включає вирішення таких основних задач:
1. Визначення дози випромінювання при розташуванні (діях) на забрудненій місцевості.
2. Визначення дози випромінювання при подоланні забрудненої ділянки місцевості.
3. Визначення допустимого часу початку дій (робіт) на забрудненій місцевості.
4. Визначення допустимої тривалості дій (робіт) на забрудненій місцевості.
5. Визначення допустимого часу подолання ділянки забрудненого маршруту (сліду хмари).
Залежно від обстановки можуть вирішуватися усі ці задачі або деякі з них.
9

10. Вихідними даними для виявлення прогнозованої обстановки при аварії на АЕС є:

Space Industry 2003
- координати ядерного енергетичного реактора (ЯЕР) або АЕС (ХАЕС, УАЕС);
- тип ЯЕР (РВПК, ВВЕР);
- електрична потужність ЯЕР (W, мВт);
- кількість ЯЕР, які зазнали руйнування (аварії) (n);
- астрономічний час аварії (Тав), доба, година;
- частка викинутих радіактивних речовин (РР) із ЯЕР (k), %;
- швидкість приземного вітру на висоті 10 м (V10), м/с;
- напрямок приземного вітру на висоті 10 м (α10), град;
- хмарність (відсутня, середня або суцільна).
Нанесення прогнозованих зон забруднення починають з того, що на карті (схемі) позначають
аварійний ЯЕР. Біля умовного знака роблять пояснювальні написи чорним кольором: у чисельнику
– тип реактора та електрична потужність (мВт), у знаменнику – час і дата аварії (години, хвилини,
число, місяць).
Від центру умовного знака (аварії) відповідно до напряму вітру наноситься вісь прогнозованого сліду.
Залежно від категорії стійкості атмосфери, швидкості приземного вітру і частки радіактивних речовин
(РР), викинутих при аварії ЯЕР, визначаються максимальна довжина зон (L ХМ, L ХА, L ХБ, L ХВ, LХГ),
ширина зон (S М, S А, S Б, S В, S Г)
10

11.

Виявити РО значить визначити та нанести
на робочу карту (схему) зони радіоактивного зараження або
рівні радіації в окремих точках місцевості
Захист населення і території
Вказані задачі можуть вирішуватися розрахунковим методом з
наступним уточненням на основі фактичних вимірювань на
забрудненій місцевості (за даними радіаційної розвідки або систем
контролю радіаційної обстановки)

12.

Виявлення радіаційної обстановки
способом «реперної сітки»
Захист населення і території
Номер радиуса 01
Удаление от центра 4
объекта, км
02
4,5
03
5
04
6
05
7,5
06
10
07
12,5
08
15
09
20
10
25
11
30
12
37,5
13
45
14
52,5
15
60
Суттєвість способу в наступному – коло,
центром якого буде об’єкт, поділяється на
36 десятиградусних секторів. Їх межі є
напрямки розвідки. Кожному відділенню
визначається 1-2 напрямки. Заміри
проводяться в пунктах пересічення
напрямку з 10-15 колами з різними
радіусами (різниця –2-3 км). Кожному
відділенню призначається 10-12 точок
заміру

13.

Система раннього сповіщення про радіаційні аварії “Гамма-1”
дозволяє отримувати інформацію щодо радіаційного стану
навколишнього середовища в 30- кілометровій зоні
Запорізької та Рівненської АЕС
Захист населення і території
Панкратово
Панкратово

14.

Характеристика зон РЗ місцевості
при аварії на АЕС
Захист населення і території

15.

Space Industry 2003
• Річні індивідуальні дози опромінення персоналу АЕС України (90-97%) - 1-5
мЗв. Такий дозовий розподіл відповідає розподілу річних доз опромінення
персоналу АЕС Європи. При цьому середньорічні індивідуальні ефективні
дози опромінення персоналу АЕС станом на 1996 р. були такими: на
Запорізькій АЕС -1,3 мЗв, Рівненській - АЕС - 2,0 мЗв, Хмельницькій - АЕС 2,21 мЗв, Південно-Українській АЕС - 4,46 мЗв, Чорнобильській АЕС - 5,21,3 мЗв, що становить 6,5-26% ліміту річної дози професійного опромінення,
яка згідно з НРБУ - 97 дорівнює 20 мЗв. Що ж до стану захворюваності
працюючих в атомно-енергетичній промисловості, то нині він перебуває на
середньому загальнодержавному рівні й не має тенденцій до аномальних
проявів певних нозологічних форм, наприклад онкологічних (з огляду на
канцерогенні властивості іонізуючого випромінення). За даними Наукового
центру радіаційної медицини АМН України, за роки після Чорнобильської
катастрофи спостерігається загальна тенденція до збільшення кількості
захворювань крові та кровотворних органів.
15

16.

Space Industry 2003
Станом на 1996 р. на першому місці перебували
учасники ліквідації аварії на ЧАЕС - близько 30
осіб на 10 тисяч ліквідаторів. Щодо персоналу
АЕС, то ця форма захворювання перебувала на
рівні захворювання населення загалом і
становила 13-15 осіб на 10 тис. населення.
16

17.

Зони радіаційного
забруднення місцевості
Захист населення і території
Зони радіаційного забруднення місцевості:
Г – надзвичайно небезпечного (чорна) - навіть короткочасне перебування людей
недопустиме;
В – небезпечного (коричнева) – перебування людей можливе тільки в дуже захищеній техніці
протягом кількох годин;
Б – сильного (зелена) – люди повинні бути в захисних споруд;
А – помірного (синя) – виходячи з умов обстановки, треба намагатися скорочувати час
перебування людей на відкритій місцевості, застосувати захист органів дихання;
М - радіаційної загрози (червона).

18.

Категорія стійкості атмосфери
Захист населення і території
Час доби
Швидкість
(V10) вітру
на висоті 10 м, м/с
День
Наявність хмарності
Середня
Суцільна
Відсутня
А
А
А
А
Д
F
Д
Д
Д
Д
Д
Д
Д
Д
Д
Відсутня
А
А
А
Д
Д
V10 < 1
2 < V10 < 3
3 < V10 < 5
5 < V10 < 10
V10 > 10
Ніч
Суцільна
А
F
F
Д
Д
Позначення: А - сильно нестійка (конвекція); Д - нейтральна (ізотермія); F - дуже стійка
(інверсія)
Середня швидкість (V10) вітру в шарі від поверхні землі до висоти
переміщення центру хмари, м/с
Швидкість вітру на висоті 10 м (V10), м/с
2
3
4
5
Категорія стійкості
атмосфери
<2
А
2
2
5
-
-
-
Д
-
-
5
5
5
10
F
-
5
10
10
-
-
>6

19.

Кінцевою метою прогнозування буде виявлення ступеня впливу радіаційного
фактору на населення, а також визначення комплексу режимнообмежувальних заходів, які необхідно здійснювати.
Захист населення і території
ВВЕР-1000
ВВЕР-1000
8.00 16.06
Rоу
LС
Вісь імовірного сліду
RА
ВВЕР-1000 - тип зруйнованого реактору; 8.00 16.06 - час та дата аварії;
Rоу - радіус зони осередку ураження (до 3км, колір синій); RА - радіус зони
забруднення А (колір синій); Lс - кут відхилення сліду від осі (при постійному
вітрі - 40°, при вітрі змінних напрямків - до 70°) (колір чорний).

20.

Нанесення прогнозованих
зон РЗ після аварії на АЕС
Захист населення і території

21.

Розміри прогнозування зон
забруднення місцевості на сліду хмари
при аварії на АЕС
(Категорія стійкості атмосфери А, швидкість вітру 2 м/с)
Захист населення і території
Вихід
активності,
%
3
3
10
10
10
30
30
30
30
50
50
50
50
Тип реактора
РВПК-1000
ВВЕР-1000
Індекс
зони Довжина,
Ширина, км Площа, км2 Довжина, км Ширина, км
км
М
А
М
А
Б
М
А
Б
В
М
А
Б
В
62,5
14,1
140
28,0
6,88
249
62,6
13,9
6,96
324
88,3
18,3
9,21
12,1
2,75
29,9
5,97
0,85
61,8
12,1
2,71
0,87
81,8
18,1
3,64
1,57
595
30,4
3290
131
4,52
12100
595
29,6
4,48
20800
1260
52,3
11,4
82,5
13,0
185
39,4
338
82,8
17,1
438
123
20,4
8,87
16,2
2,22
40,2
6,81
82,9
15,4
2,53
111
24,6
3,73
1,07
Площа, км2
1050
22,7
5850
211
22000
1000
34,0
38400
2380
59,8
7,45

22.

Розраховуються наступні
параметрі
Захист населення і території
1.
Визначення проценту викиду РР із ЯЕР.
2.
Визначення об'ємної активності РР в повітрі на висоті струменю або хмари викиду
в момент максимального часу.
3.
Визначення активності РР, яка поглинута людиною в результаті інгаляції.
4.
Визначення дози опромінювання на місцевості від радіоактивної хмари.
5.
Визначення дози опромінювання, яку отримає особовий склад за час
дії в зоні забруднення.
6.
Визначення дози опромінювання, яку отримає особовий склад за час
перетинання зони.
7.
Сумарна доза опромінювання, яку може отримати особовий склад в
зоні забруднення.

23.

Потужність дози опромінювання на вісі сліду хмари, рад/г
(Реактор ВВЕР-1000, вихід активності - 10 %,
час - 1 год після зупинки реактору)
Захист населення і території
Відстань від
АЕС, км
5
10
20
З0
40
50
60
70
80
90
100
150
200
250
300
400
500
600
700
800
900
1000
Категорія – А,
V- 2
1,24
0,723
0,289
0,172
0,121
0,0915
0,0722
0,0587
0,0488
0,0413
0,0354
0,0190
0,0119
0,008
0,0057
0,0030
0,0020
0,0014
0,00085
0,0006
0,00055
0,00048
Категорія стійкості атмосфери / Середня швидкість вітру, м/с
Категорія – Д,
Категорія – Д,
Категорія – F,
V- 5
V - 10
V- 5
0,803
0,475
0,004
0,466
0,285
0,0036
0,189
0,119
0,0372
0,127
0,0812
0,0528
0,103
0,0667
0,0527
0,0763
0,0506
0,0427
0,0593
0,0403
0,0316
0,0476
0,0331
0,0238
0,0391
0,0277
0,0177
0,0328
0,0237
0,0137
0,0280
0,0206
0,0134
0,0146
0,0116
0,0064
0,0089
0,0075
0,0037
0,0059
0,0053
0,0024
0,0040
0,0040
0,0017
0,0025
0,0024
0,0010
0,0013
0,0016
0,0006
0,0012
0,0014
0,0004
0,00088
0,0010
0,0003
0,00068
0,0008
0,00023
0,00054
0,0006
0,00020
0,00043
0,0005
0,00015
Категорія – F,
V - 10
0,0001
0,0024
0,0248
0,0370
0,0385
0,0325
0,0251
0,0200
0,0163
0,0130
0,0115
0,0056
0,0036
0,0024
0,0017
0,0010
0,0006
0,0005
0,0003
0,00026
0,00020
0,00016

24.

Коефіцієнт Ку для визначення потужності дози
опромінювання в стороні від вісі сліду (нейтральна
атмосфера “Д”)
Захист населення і території
x, км
5
7
10
15
20
25
30
40
50
60
70
80
100
150
200
300
500
0,5
0,17
0,38
0,60
0,78
0,86
0,90
0,93
0,95
0,97
0,97
0,98
0,98
1
1
1
1
1
1
2
3
0,02
0,13
0,36
0,55
0,57
0,75
0,84
0,89
0,91
0,93
0,95
0,96
0,98
1
1
1
0,02
0,09
0,20
0,31
0,50
0,63
0,71
0,77
0,81
0,87
0,93
0,96
0,98
1
0,02
0,07
0,21
0,35
0,47
0,56
0,63
0,7Ї
0,86
0,91
0,96
0,98
Відстань від осі сліду y, км
4
5
6
7
8
9
0,01
0,06
0,15
0,26
0,36
0,44
0,58
0,77
0,85
0,92
0,96
0,01
0,05
0,12
0,20
0,28
0,43
0,66
0,78
0,88
0,95
0,01
0,04
0,10
0,16
0,29
0,55
0,70
0,84
0,93
0,,01
0,04
0,08
0,19
0,44
0,61
0,79
0,91
0,01
0,04
0,11
0,35
0,5І
0,73
0,88
0,01
0,06
0,26
0,45
0,68
0,85
10
15
20
25
0,03
0,19
0,37
0,62
0,82
0,02
0,11
0,34
0,64
0,01
0,14
0,46
0,05
0,30