Характеристика событий на АЭС

Таблица 27

Характеристика радиационных аварий

Аварии на АЭС

В пятидесятые годы наша страна выступила инициатором использования атомной энергии в мирных целях. В 1954 г. была построена первая АЭС.

Начались аварии. Специалисты-атомщики выделяют за все время работы энергоустановок (с 1954 г.) три крупные аварии: в Англии - на АЭС "Виндскейл ", в США - на АЭС "Тримайл-Айленд" и в СССР в Чернобыле.

В результате пожара в 1957 г. на Виндскейлском реакторе №1 произошел выброс большого количества радиоактивного дыма, значительная территория оказалась зараженной; пожар на 4 день удалось погасить, реактор забетонировали - появился прообраз будущего Чернобыльского саркофага.

В марте 1979 года на АЭС "Тримайл-Айленд" произошла авария, в результате которой в окружающую среду попало большое количество радиоактивных веществ. На американской станции во время аварии получили повышеные дозы облучения многие из обслуживающего персонала АЭС, ликвидация последствий аварии заняла многие годы.

В апреле 1986 года на ЧАЭС произошла авария с разрушением ядерного реактора. Активность выброса составила 50 МКи, пострадало более 100 тысяч человек, радиус зоны эвакуации составил 30 км.

Как показывает практический опыт, аварии на АЭС могут быть двух типов: без разрушения ядерного реактора и с разрушением ядерного реактора.

Авария без разрушения ядерного реактора

Такая авария на АЭС возникает при оплавлении аварийных ТВЭЛов, разрыве магистрального трубопровода и других ситуациях и характеризуется выходом из первого контура пара с радиоактивными веществами через вентиляционную трубу. Радиоактивное заражение атмосферы и местности существенно отличается в случае аварии на одноконтурных и двухконтурных ядерных реакторах.

При аварии на одноконтурном ядерном реакторе типа РБМК-1000 основной выход пара с РВ происходит в течение 20 мин и практически завершается в течение 1 часа. За это время выходят все радиоактивные вещества, которые находятся в зазорах аварийных ТВЭЛов в газообразном (парообразном) состоянии: РБГ активностью 27 МКи, радиоизотопы йода активностью 28 МКи и радиоизотопы цезия активностью 0,14 МКи.

Паровое облако с радиоактивными веществами за счёт высокой скорости истечения из вентиляционной трубы поднимается над нею на несколько десятков метров и распространяется по направлению со скоростью среднего ветра на высоте перемещения облака. При попадании человека в радиоактивное облако радиоактивные благородные газы, проходя через лёгкие, будут выбрасываться из организма в атмосферу, а радиоизотопы йода и цезия будут частично задерживаться в них и попадать в организм человека, распределяясь в нём по органам: изотопы йода - в щитовидной железе, а цезия - равномерно по всему организму.

Для двухконтурного реактора типа ВВЭР-1000 авария характеризуется длительным выходом пара с радионуклидами (до 9 сут) в атмосферу через вентиляционную трубу.

Прочный корпус ядерного реактора и система защиты удерживает РВ внутри системы и выход их примерно в 10 раз меньше, чем при аварии на реакторе РБМК -1000: выходит всего 2,2 МКи РБГ и 1,37 МКи радиоизотопов йода. Сравнительно небольшой выход РВ при гипотетической аварии на ВВЭР-1000 приводит к тому, что независимо от метеоусловий загрязнение местности не выходит за пределы 30-км зоны. Форма зон радиоактивного заражения при аварии на реакторе ВВЭР-1000 может иметь не только элипсообразную, но и кольцевую форму вокруг АЭС с выступами - эллипсами по тем направлениям, когда наблюдается повышенный выход радиоактивных веществ из реактора.

Авария на АЭС с разрушением ядерного реактора

Примером такой аварии является авария на Чернобыльской АЭС 26 апреля 1986 года. До аварии ядерный реактор работал около 3 лет без замены ядерного горючего, в момент аварии мощность реактора была 7% от номинальной. Ядерный реактор, на котором произошла авария, был одноконтурный типа РБМК-1000 с тепловой мощностью 3200МВт и электрической 1000 МВт, за 3 года работы в этом реакторе накоплено около 10 млрд. кюри радиоактивных веществ.

В момент аварии на энергоблоке произошло несколько тепловых взрывов, которые разрушили ядерный реактор и здание, где он находился, а также произошёл мгновенный выброс радиоактивного парогазового образования и продуктов разрушения здания на высоту около 2 км. Потом произошло загорание графита (его в реакторе 1700 т) и его горение происходило в течение двух недель, в процессе которого происходило интенсивное выпаривание радиоактивных веществ из разрушенного реактора, выход их из зоны аварии и распространение в окружающей среде под влиянием метеоусловий. Попытки прекратить выход РВ в атмосферу из зоны аварии путём сброса в эту зону около 500 т различных негорючих материалов успеха не имели.

По официальным данным при аварии на Чернобыльской АЭС в атмосферу вышло около 50 МКи РВ, находящихся в ядерном реакторе во время аварии.

Масштаб и степень радиоактивного заражения при аварии на АЭС с разрушением ядерного реактора зависят от мощности реактора, времени его работы от пуска до аварии, доли вышедших РВ в атмосферу, интенсивности выхода РВ по времени, мощности реактора в момент аварии и метеоусловий в момент аварии и в период выхода РВ.

Длительный выход РВ в атмосферу обуславливает РЗ вокруг АЭС из-за изменения направления ветра, наибольшая величина заражения будет по направлению ветра в момент первичного выброса РВ и последующих больших выбросов.

Для характеристики степени опасности РЗ, образующегося при аварии на АЭС, так же как и при радиоактивном заражении от ядерного взрыва выделяют зоны радиоактивного заражения: М – радиационной опасности, А – умеренного РЗ, Б – сильного РЗ, В – опасного РЗ и Г – чрезвычайно опасного РЗ.

При авариях на АЭС с разрушением ядерного реактора типа ВВЭР-1000 интенсивный выход РВ в атмосферу будет кратковременным (видимо в течение нескольких часов). Кратковременность выхода РВ в атмосферу при аварии на ВВЭР будет обусловлена отсутствием графита, горение которого вызывало интенсивный выход РВ из зоны аварии реактора РБМК-1000 на ЧАЭС.

Следовательно, при аварии на реакторе ВВЭР-1000 РЗ будет по форме аналогично следу радиоактивного заражения при ядерном взрыве.