Авария на энергоблоке № 4 Чернобыльской АЭС

01:22:45 Данные, полученные оператором, сигнализировали об опасности, но  создавали впечатление, что реактор  все еще оставался в устойчивом состоянии.

01:23:04 Закрыли клапаны турбин. Турбины  все еще вращались по инерции. Это, собственно, и было началом эксперимента.

01:23:10 Автоматически управляемые  стержни были удалены из активной  зоны. Стержни поднимались примерно 10 сек. Это была нормальная реакция, чтобы скомпенсировать уменьшение  реактивности, последовавшее за  закрытием клапанов турбины. Обычно  уменьшение реактивности вызывается  увеличением давления в охлаждающей  системе. Это должно было привести  к уменьшению пара в активной  зоне. Однако ожидаемого уменьшения  пара не последовало, т.к. ток воды через активную зону был мал.

01:23:21 Парообразование достигло  такой точки, когда из-за собственного  положительного "пустотного" коэффициента  дальнейшее парообразование приводит  к быстрому увеличению тепловой мощности реактора.

01:23:35 Началось неконтролируемое  образование пара в активной зоне.

01:23:40 Оператор нажал кнопку "Авария" (AZ-5). Управляющие стержни начали  входить сверху активной зоны. При этом центр реактивности  переместился вниз активной зоны.

01:23:44 Мощность реактора резко  увеличилась и примерно в 100 раз превысила проектную.

01:23:45 ТВЭЛы начали разрушаться. В топливных каналах создалось высокое давление.

01:23:49 Топливные каналы стали разрушаться.

01:24 Последовало два взрыва. Первый - из-за гремучей смеси, образовавшейся  в результате разложения водяного  пара. Второй был вызван расширением  паров топлива.

Взрывы выбросили сваи крыши четвертого блока, и в реактор проник воздух. Воздух реагировал с графитовыми стержнями, образуя оксид углерода II (угарный газ). Этот газ вспыхнул, начался пожар. Кровля машинного зала сделана из материалов, которые легко воспламеняются. (Из тех самых, которые использовались на ткацкой фабрике в Бухаре, которая полностью сгорела в начале 70-х годов. И хотя некоторые работники после случая в Бухаре были отданы под суд, эти же материалы использовались при строительстве АЭС.)

 

2. Карта распространения радиации выброса (СПб и ЛО).

Карта распространения радиации выброса по Санкт-Петербургу и Ленинградской области.

 

 

Шкала выброса радиации.

Выброс радиоактивных материалов в атмосферу состоял из газов, аэрозолей и мелкодисперсных частиц ядерного топлива. Выброс характеризовался большим объемом и широким ассортиментом существующих в реакторе радиоактивных продуктов. Кроме того, выброс длился очень долго, т.е. более недели. Продолжительность и большая высота (примерно, 1 км) выброса в основном объяснялись горением графита, который с трудом поддавался тушению.

В связи с этими причинами, а также в связи с тем, что на территории, пострадавшей от радиоактивного следа, наблюдалось частое изменение направления ветра в период выброса, последующее выпадение радиоактивных веществ на землю происходило весьма интенсивно, охватив практически все северное полушарие, хотя значительное загрязнение территории за пределами бывшего Советского Союза произошло только в некоторых регионах европейского континента.

Тем не менее, в некоторых районах модель загрязнения почвы и продуктов питания радиоактивностью оказалась весьма неравномерной из-за дождей в процессе движения радиоактивного следа. Такая неравномерность схемы выпадения осадков была ярко выражена по мере отдаления от места расположения реактора.

 

3. Шкала предельно  допустимого облучения.

Единицей измерения дозы облучения является грей. (эффективная доза - зиверт и поглощённая доза -грей, примерно одинаковы.)    Для населения пределы приемлемо опасной дозы дополнительного к естественному радиационному фону облучения (напомню, что абсолютно безопасной дозы нет) были впервые установлены лишь в 1952 году. Они соответствовали 15 миллиЗивертов/год. Под напором фактов об опасном воздействии радиации уже в 1959 году пришлось уменьшить эту дозу до 5 мЗв/год, а в 1990 году - до 1 мЗв/год. Сейчас все больше специалистов настаивает на дальнейшем уменьшении этой дозы - до 0,25 мЗв/год. В Германии нормы радиационной безопасности для населения - 0,3 мЗв в год. В некоторых штатах США максимальная допустимая годовая доза искусственного облучения для населения - 0,1 мЗв/год. . В книгах по эксперсс методикам измерения йода в щитовидке (от 88г): доза вплотную к щитовидке минус фоновая на плече и - 10 мР/час соответствует 1 млн.Бк йода-131. 1.Доза прямо пропорциональна раковым заболеваниям начиная с нуля, генетический эффект радиации так же беспороговый. Р.М.Зиверт еще в 1950 г. пришел к заключению, что для действия радиации на живые организмы нет порогового уровня. Сегодня это расписано во всех официальных документах. Нет малой дозы есть предельная доза для населения (приемлемого по опасности) и работников атомной промышленности. 2. Адаптации к радиации нет! проф.А.В.Яблоков "Миф о безопасности малых доз радиации" .

Радиационная безопасность населения - состояние защищенности настоящего и будущего поколений людей от вредного для их здоровья воздействия ионизирующего излучения (Федеральный закон " О радиационной безопасности населения"). Основные нормативы облучения (допустимые пределы доз) конкретизируются и уточняются в санитарно-гигиенических федеральных нормах и правилах, таких как НРБ - 99, ОСПОРБ - 99 и др.

Ионизирующим считается любое излучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию электрических зарядов разных знаков.

Естественный радиационный фон - доза излучения, создаваемая космическими лучами и излучением природных радионуклидов, естественно распределенных в земле, воде, воздухе, других элементах биосферы, пищевых продуктах и организме человека. Радиоактивный фон присутствует везде и всегда - где-то его уровень больше обычной нормы, где-то меньше.

Человеческий организм не способен с помощью своих органов чувств воспринимать наличие радиоактивных веществ и их излучения (до несмертельных значений), поэтому необходимы специальные измерительные приборы - дозиметрическая и радиометрическая аппаратура. 

Средняя "годовая доза ионизирующих излучений", и внешних и внутренних источников (вдыхаемый воздух, вода, еда), на человека, составляет:

- солнечная радиация и космические  лучи - от 0.3 миллизивертов в год (на высоте 2000м -  втрое больше)

- почва и горные породы - 0.25 - 0.5 мЗв/г (на гранитах светит больше - около 1  миллизиверт в год)

- жилище, строения - 0.3...

- еда - от 0.02 ...

- вода - до 0.1 милли зиверт (при ежедневном потреблении воды в объёме 2 литра).

- в воздухе (радон и продукты  его распада) - 0.2 ... мЗв/год

Внутренний фон:

- накопленные в костях организма  отложения радионуклидов - 0.1-0.5 мЗв/год.

- вдыхаемый радон (источник альфа-излучения) - 0.1-0.5 мЗв/год 

Разовые, "вынужденные облучения":

- в медицинских исследованиях: флюорография, рентген лёгких - до 3 мЗв, рентгеновский снимок у зубного врача - 0.2мЗв.

- перелёт на самолёте - 0.005-0.020 миллизивертов в час (основной вклад - от солнечной радиации, на высоте полёта дальней авиации - около 10 км.; при сильных вспышках на Солнце, в годы его максимальной активности в 11-летнем цикле - бывают наибольшие значения)

- сканеры (интроскопы) в аэропортах - до 0.001 мЗв за один акт проверки пассажира. 
Ионизирующее радиоактивное облучение, применяемое в медицине для диагностики и лечения (флюрография, рентгенография и компьютерная томография), при частом и чрезмерном применении могут ещё больше навредить здоровью. Поэтому, постановлением главного санитарного врача РФ, указано не превышать при рентгенологических обследованиях в течение года (в том числе при проведении диспансеризации) эффективную дозу от них - 1 миллизиверт.

Естественные и искусственные источники радиации (гамма- и рентгеновского излучения, нейтронов), в том числе и большой мощности, применяются в практике физических, физико-химических и биологических исследований, а также в технике - для целей дефектоскопии (контроля качества и размеров, методами интроскопии - конструкционной стали, стальных листов, проволоки и других мет. изделий, в процессе их изготовления, а так же - для сортирования металлов по маркам и хим. составу, определения содержания некоторых химич. элементов в сплавах и т.п.), в медицине - при лучевой терапии онкобольных, в геологических исследованиях - при поисках полезных ископаемых, картировании, скважинных исследованиях и прочее. Для работы с такими источниками - необходима надёжная биологическая защита персонала, чёткое соблюдение техники безопасности. 

Кратковременное (до 4-х суток подряд), общее (т.е. всего тела - наиболее опасный случай), однократное облучение

Доза облучения "накапливается" в организме, поэтому надо суммировать непрерывные замеры с радиометра или индивидуального дозиметра, в местах с повышенным уровнем радиации. За всю жизнь, в сумме, значения "накопленной дозы" не должны превышать 100-700 мЗв (в зависимости от местного, привычного уровня фона).

Если суммарная доза кратковременного облучения - меньше 10 мкЗв (десяти микрозивертов), то считается, что излучение фактически отсутствует и его можно не учитывать.

Радиационно-опасные работы, при выполнении которых индивидуальные дозы облучения могут превысить, в течение только одной рабочей смены, 0.2 мЗв (миллизиверт) - выполняются по дозиметрическим нарядам.

до 100 мЗв (10 бэр) – допустимое аварийное облучение населения (разовое). Медицинскими методами не наблюдается каких-либо заметных изменений в тканях и органах. 

Эффекты от облучения в течение года

Доза облучения "накапливается" в течение времени жизни человека и за 70 лет составляет, в сумме "накопленной дозы", порядка 100-700 мЗв/70лет - это безопасные для здоровья показатели.

Три миллизиверт в год - нормальная годовая доза радиационного фона от естественных природных источников ионизирующего излучения (на поверхности земли, при учтённой мощности дозы от радона, равной 2 мЗв/год). Считается абсолютно безопасной.

Лица, подвергшиеся однократному облучению в дозе, превышающей 100 мЗв, в дальнейшей работе не должны подвергаться облучению в дозе свыше 20 мЗв/год.

Радиационно-опасные - работы (персонала) в условиях фактической или потенциальной радиационной опасности, когда радиационная обстановка в месте проведения работ такова, что при стандартных условиях облучения индивидуальная эффективная доза работника может превысить значение равное 20 миллизиверт в год.

20 мЗв/год - усредненный более чем за 5 лет предел для персонала в ядерной и горнодобывающих отраслях промышленности.

Основные единицы измерения ионизирующих излучений

Рентген (Р, R) - внесистемная единица экспозиционной дозы фотонного (гамма- и рентгеновского) излучений. Микрорентген - миллионная часть рентгена, мкР

Поглощённая доза - определяется двумя основными способами. Для малых и средних уровней облучения - применяют единицы Зиверт. Дальше - считают в единицах Грэй. По цифрам - они примерно равны.

Зиверт (Зв, Sv) - в системе единиц СИ, поглощенная доза с учётом, в виде коэффициентов, энергии и типов излучения (эквивалентная) и радиочувствительности живых органов и тканей в теле человека (эффективная). Используется до величин дозы - порядка 1.5 зиверта, для более высоких значений - используют Грэи.

1 миллизиверт (мЗв. mSv) = 0.001 зиверт

1 микрозиверт (мкЗв. µSv) = 0.001 милизиверт

Для оценки влияния ионизирующего облучения на человека - служит величина индивидуальной эффективной дозы (ИЭД, мЗв/чел.) Медицинская компонента, обусловленная использованием ИИИ (источников ион. излучения) в медицинских целях - составляет от 20 до 30%.

бэр - биологический эквивалент рентгена; это старая, внесистемная единица поглощённой дозы; современная - Зиверт.

1 Зв = 100 бэр

Мощность дозы - доза  излучения за единицу времени:

0.10 мкЗв/час == 10 мкР/час (двойной знак равенства означает здесь "примерно")

1 зиверт == 100 рентген

Коэффициент качества излучения для гамма-квантов и бета-частиц равен единице (Q=1), для быстрых нейтронов Q=10, для альфа-частиц Q=20 и т.д.

Активность (А) радиоактивного вещества - число спонтанных ядерных превращений в этом вещ-ве на определённой площади, в единичном кубическом объёме ("объёмная активность") или в единице веса ("удельная активность") за малый промежуток времени (в секунду). Единицей измерения активности, в системе СИ, является:

1 беккерель (Бк, Bq) = 1 ядерное превращение в секунду

109 Бк = 1 гигабеккерель (ГБк, GBq)

До сих пор ещё используется (особенно часто - на экологических картах радиоактивного заражения, в расчёте на квадратный километр) старая внесистемная единица измерения активности рад.вещ. в сист. СГС - К ю р и:

1 кюри (Ки, Ci) = 3,7 х 1010 беккерель = 37 гигабеккерель (ГБк, GBq)

1 мкКи (микрокюри) = 3,7 х 104 распадов в секунду = 2,22 х 106 распадов в минуту.

Человеческий организм содержит примерно 0,1 мкКи калия-40 натурального происхождения. Верхнее значение безопасной (то есть, на уровне естественной) "минимально значимой активности" (МЗА) - находится в пределах от 3.7 кБк (килобеккерель) до 37 МБк (мегабеккерель), в зависимости от вида излучения (до удельных 74 кБк/кг - для твёрдых бета-активных, менее 3.7 кБк/кг - для гаммаактивных, меньше 7.4 кБк/кг - для альфаактивных веществ, до 0.37 кБк/кг - для трансурановых).

Грэй (Гр, Gy) - в системе СИ, величина энергии ионизирующего излучения, переданная веществу.

1 Гр (ед. СИ) = 100 рад (внесистемная  единица) == 100 рентген (с точностью 15-20%, для энергий 0.1 - 5 МэВ)

5 мГр == 500 мР = 0.5 Р (безопасная доза общего кратковременного облучения – исключаются клинически выраженные соматические эффекты; при медицинском обследовании или лечении - это как снимок флюорографии, сделанный на старом аппарате, раз в год).

При экспозиционной дозе в 1 рентген поглощённая доза в воздухе будет 0,85 рад.

Виды излучений:

Электромагнитные (фотонные) излуч-я: Гамма-излучение, Рентгеновское.

Корпускулярные излучения - состоящие из частиц (протонов, нейтронов, альфа-частиц и др.)

Знаки-пиктограммы, предупреждающие о наличии или об опасности радиации.