Крупнейшие радиационные аварии и катастрофы в мире. Справка

Ошибочно полагать, что радиоактивность связана со строительством атомных электростанций и появлением ядерного оружия. Радиоактивность и постоянный её спутник - ионизирующее излучение - существовали на нашей планете с самого начала её времен - тогда, когда жизни на ней даже в помине ещё не было. Открытие же радиации как явления произошло более ста лет назад, благодаря французскому физику А.Беккерелю, впервые наблюдавшему проникающее излучение, испускаемое ураном, которое он назвал радиоактивным.

Источники ионизирующих излучений и радиоактивные вещества в настоящее время применяются практически везде, динамично развивается ядерная энергетика. Они таят в себе колоссальные возможности, в них же заключена и огромная опасность для окружающей среды и людей. Свидетельство тому - крупные радиационные аварии (взять хотя бы одну из наиболее масштабных катастроф прошлого века - аварию на Чернобыльской АЭС).

Понятие о радиационной аварии

Радиационной аварией называют аварию на радиационно опасном объекте, результатом которой является выброс в окружающую среду радиоактивных продуктов и ионизирующего излучения в количествах, превышающих допустимые нормы. Зону риска составляют следующие виды объектов:

• Атомные электростанции и атомные энергетические установки, выполняющие производственные и исследовательские задачи;
• Предприятия ядерно-топливного цикла;
• Средства транспорта и космические аппараты, имеющие на своем борту радиоактивный груз или оснащенные ядерными установками;
• Зоны хранения, нахождения или установки ядерных боеприпасов;
• Места проведения ядерных взрывов с промышленной или испытательной целью.

Классификация

Радиационные аварии принято делить на классы, исходя из их масштабов. В зависимости от границ распространения радиоактивных веществ и возможных последствий катастрофы, выделяют аварии:

• Локальные . Нарушается работа радиационно опасного объекта, но выброс радиоактивных веществ и ионизирующего излучение не превышает установленные для нормальной эксплуатации предприятия нормы.
• Местные. Нарушается работа радиационно опасного объекта, выброс радиоактивных продуктов выходит за границы санитарно-защитной зоны и превышает нормальные значения, установленные для этого предприятия.
• Общие . Нарушается работа объекта, выброс радиоактивных веществ и излучения выходит за границы санитарно-защитной зоны, превышает допустимые показатели и приводит к радиоактивному загрязнению прилегающих территорий и возможному облучению населения.

В зависимости от технических последствий, радиационные аварии подразделяются на:

• Проектные - возможность возникновения аварии предусмотрена техническим проектом ядерной установки. Предвиденная авария, которую относительно легко устранить.
• Запроектные - возможная авария, возникновение которой не заложено в техническом проекте.
• Гипотетические - авария с последствиями, которые сложно предугадать.
• Реальная - состоявшаяся авария.

Аварии с выбросом радиации также происходят либо с разрушением ядерного реактора, либо без его разрушения.

Причины радиационных аварий

Исходных причин, приводящих к авариям на радиационно опасных объектах, может быть много. Условно выделяются три ключевых группы:

1. Отказ оборудования из-за несовершенства конструкции установки, ошибки во время его изготовления, монтажа или эксплуатации.
2. Ошибка персонала предприятия, нарушение эксплуатационных правил.
3. Внешние факторы (стихийные бедствия, поражение оружием, диверсионные акты и др.).

Течение радиационной аварии

Течение аварии с выбросом радиоактивных веществ включает в себя четыре фазы:

1. Начальная фаза. Первая фаза радиационной аварии называется начальной. Быстротечная период, когда ещё не наблюдается выброс радиоактивных продуктов в окружающую среду. Может быть обнаружена возможность облучения населения, проживающего за границами санитарно-защитной зоны радиационного объекта.
2. Ранняя фаза. Период продолжается от несколько минут и часов (разовый выброс) до нескольких суток (продолжительный выброс). Происходит сброс радиации в окружающую среду и населенную людьми территорию.
3. Средняя фаза. Период продолжается от нескольких дней до года. Особенность - дополнительный выброс радиоактивных продуктов не наблюдается.
4. Поздняя фаза. Период восстановления, когда население возвращается к нормальной и привычной жизнедеятельности. Фаза занимает несколько недель, лет или даже десятилетий - в зависимости от особенностей радиоактивного загрязнения. Начинается она после того, как отпадает необходимость выполнять защитные меры.

Последствия

В результате катастроф с выбросом радиоактивных продуктов происходит радиационное загрязнение атмосферы и гидросферы. Вещества попадают в продукты питания и воду и могут вызвать у людей и животных лучевую болезнь, отравления и инфекции. Радиационное воздействие на живые организмы может быть внутренним или внешним, а также контактным.

К радиационным авариям нельзя подготовиться, случаются они всегда неожиданно. Ядерные технологии - это не только нескончаемый источник энергии, это ещё и бомба замедленного действия, способная однажды уничтожить все человечество.

Радиационная авария (РА) - потеря управления источником ионизирующего излучения, вызванная неисправностью оборудования, неправильными действиями работников (персонала), стихийными бедствиями или иными причинами, которые могли привести или привели к облучению людей выше установленных норм или к радиоактивному загрязнению окружающей среды.

Степень радиационной опасности для населения в случае аварии на РОО определяется многими факторами, важнейшими из которых является количество и радионуклидный состав выброшенных во внешнюю среду РВ, расстоянием от источника аварийного выброса до населенных пунктов, характером их застройки и плотностью населения, природными климатическими условиями, характером природопользования, водоснабжения и питания населения-

Важное место в анализе источников радиационный опасности занимает пра­вильное определение видов возможных аварий, в расчете на которые необходимо планировать те или иные защитные мероприятия.

В первую очередь, аварии на РОО можно подразделить на проектные , то есть такие, которые могут быть предотвращены существующими (заложенными в про­екте) системами безопасности, проектные с максимально возможными последс­твиями (так называемые максимальные проектные аварии) изапроектные , кото­рые не могут быть локализованы системами внутренней безопасности объекта. Последствия первых двух не приводят к выходу РВ за пределы санитарно-защитной зоны (СЗЗ) и облучению населения сверх допустимых установленных норм, третьих же, напротив, требуют введения в той или иной степени мер по радиационной защите населения.

К классификациям аварий на РОО существует несколько подходов. Это обусловлено тем, что подобные аварии отличаются большим разнообразием присущих им признаков, а также разнообразием объектов, на которых они могут происходить.

Так, в соответствии с Руководством по организации контроля состояния при­родной среды, аварии, в частности, на АС подразделяются на четыре категории:

1-я категория. Локальная авария - нарушение в работе АС, при котором произошел выход РВ или ИИ за предусмотренные границы технического оборудования, зданий, сооружений. При этом количество выброшенного РВ превышает установленные значения, но зона загрязнения не выходит за пределы промплощадки.

2-я категория. Местная авария – авария, при которой происходит выход радиоактивных продуктов за пределы промплощадки, но область радиационного загрязнения находится в пределах СЗЗ. При местной аварии возможно облучение персонала в дозах, превы­шающие допустимые. Концентрации РВ в воздухе и степень радиоактивного за­грязнения поверхностей в помещениях и на территории также выше допустимых.

З-я категория . Средняя авария - характеризуется тем, что область радиоактивного за­грязнения выходит за пределы СЗЗ, но локализуется в близлежащих районах, вызывая незначительные переоблученне проживающего вблизи АС (в 30-км зоне) населения.

4-я категория .Крупная авария – авария, при которой область радиоактивного загрязнения выходит за пределы 100-км зоны и охватывает территории нескольких административных единиц с общим населением более 1 млн. человек при средней дозе облучения более 3 мЗв.

С целью типизации радиационных аварий в МАГАТЭ на основе опыта Фран­ции, Японии и некоторых других стран разработана шкала оценки событий на АЭС, с помощью которой вводится дифференцированное восприятие происшествий и аварий на АЭС. Шкала предусматривает 7 уровней и условно разделена на 2 части. Нижняя часть шкалы включает 3 уровня (1-3) и относится к происшествиям (инцидентам), верхняя часть - 4 уровня, соответствует авариям. Условной граница раздела шкалы является максимальная проектная авария (4 уровень).

С 1990 г. шкала МАГАТЭ адаптируется к условиям эксплуатации АЭС в нашей стране.

Градация аварий по международной шкале производится по следующим уровням, приведенным в таблице 2.5.

Авария на AЭC Three Mile Jsland - 2 (TMI-2)

28.03.79 г. Утечка РВ произошла через клапан сброса давления и продолжалась в течении 2,5 час. Затем были включены насосы аварийного охлаждения и A3 была затоплена.

Выброс 131 Iсоставил 6·10 11 Бк (0,1 ppmот общего содержания в активной зоне реактора, порядка 5,210 11 Бк.). Высвободилось также пренебрежимо малое количество 140 Ba(Т 1 /2 = 12,74 суток). Выброс инертных радиоактивных газов(ИРГ) составил 10 17 Бк, т.е. -2% от их содержания в A3.

Мощности дозы -излучения вне площадки менее 10 мкЗв/ч. Разрушения герме­тизация здания не произошло; этим объясняется сравнительно небольшой выброс РВ.

Протяженность облака в атмосфере составила 30 км.

Площадь загрязнения ограничена промплощадкой.

Коллективная доза - 20 чел.Зв.

Эффективная доза облучения составила - 0,04 Зв на площадке и 0,73 мЗв вне площадки.

Авария в Wimdskail .

В октябре 1957 года на 1-ом энергетическом блоке произошел пожар, продолжавшийся в течениидвухдней. Реактор использовался для производства плутония. В результате горения графита и из-за отсутствия системы герметизации произошел выброс РВ через 120-метровую трубу в окружающую среду. Выброс йода составил 7·10 14 Бк, т.е.12% от общего содержания в A3. Кроме этого, в составе выброса были следующие радионуклиды 132 Те - 6·10 13 Бк, 137 Cs- 2·10 13 Бк, 89,90 Sr - 3,3 10 12 Бк, ИРГ- 1,З·10 16 Бк,.

Протяженность облака составила 300 км, площадь зоны радиоактивного загрязнения -520 км 2 .

Эффективная дозы облучения составила - на площадке - 0,045 Зв, вне площадки - 0,2 мЗв.

Доза облучения щитовидной железы -взрослых - 9,5 сЗв, детей - 16с3в.

Таблица 2.5.

Международная шкала оценки событий на АЭС

Авария ЧАЭС .

26 апреля 1986 года на четвертом блоке ЧАЭС произошли два последовательных взрыва, которые привели к разрушению графитовой кладки реактора, технологических каналов, разгерметизации реакторного пространства, плавления большей части твэлов, В рез­ультате мощного взрыва газоаэрозольное облако пробило инверсионный слой ат­мосферы на высоту более 1,5км.

Общий выброс РВ, состоящий в т.ч. и из диспергированного топлива составил -50 МКи, по другим оценкам до 130 МКи.

Образовалось обширная зона, загрязненная всеми продуктами наработки ре­актора, в т.ч. и трансурановыми элементами.

Радиационной аварией считается потеря управления источником ионизирующего излучения, вызванная неисправностью, неправильными действиями персонала, повреждением оборудования, стихийными бедствиями или иными причинами, которые могли привести или привели к облучению людей или радиоактивному загрязнению окружающей среды сверх установленных норм.

Радиационная авария - нарушение пределов безопасной эксплуатации ядерно-энергетической установки, оборудования или устройства, при которых произошел выход радиоактивных продуктов или ионизирующего излучения за предусмотренные проектом пределы их безопасной эксплуатации, приводящий к облучению населения и загрязнению окружающей среды. Петров С.В., Макашев В.А. Опасные ситуации техногенного характера и защита от них: Учебное пособие. - М.: НЦ Энас, 2008, с.54

Радиационные аварии различной тяжести вероятны на предприятиях ядерной энергетики, в медицине, при научных исследованиях, в промышленной радиографии. Радиационная авария является источником чрезвычайной ситуации.

Радиационные аварии по масштабам делятся на 3 типа: Хван Т.А., Хван П.А. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие. - Ростов н/Д: «Феникс», 2004, с.256

• 1) локальная авария - это авария, радиационные последствия которой ограничиваются одним зданием;
• 2) местная авария - радиационные последствия ограничиваются зданиями и территорией АЭС;
• 3) общая авария - радиационные последствия которой распространяются за территорию АЭС.

Для выявления степени опасности и масштабов последствий радиационных аварий, а также выработки научно обоснованных подходов к уменьшению ущерба и ликвидации их последствий, радиационные аварии классифицируют по нескольким признакам: например, по масштабам, по месту возникновения, по техническим причинам и др.

По техническим причинам возникновения аварии подразделяются на проектные и запроектные.

Проектной называется такая авария, исходное событие или причина которой предусматривается действующей нормативно-технической документацией, а обеспечение радиационной безопасности при этом предусмотрено проектом.

Запроектной называют аварию, развитие которой отклоняется от протекания возможных проектных аварий и обеспечение безопасности при этом не предусмотрено проектом. Такие аварии связаны главным образом с расплавлением активной зоны реактора АЭС. Их локализация осуществляется проведением различных организационных и инженерно-технических мероприятий, не связанных с системами безопасности АЭС.

С 1990 г. для классификации радиационных аварий в России адаптирована Международная шкала INES, разработанная Международным агентством по использованию атомной энергии (МАГАТЭ), которая приведена в табл.1.

Таблица 1 Классификации радиационных аварий (шкала INES)

1) 03.03.1949. СССР.
В результате массового сброса комбинатом «Маяк» в реку Теча высокоактивных жидких радиоактивных отходов облучению подверглись около 124 тысяч человек в 41 населенном пункте . Наибольшую дозу облучения получили 28 100 человек, проживавших в прибрежных населенных пунктах по реке Теча. У части из них были зарегистрированы случаи хронической лучевой болезни.

2) 12.12.1952. Канада. АЭС Чолк-Ривер (штат Онтарио).
Техническая ошибка персонала АЭС Чолк-Ривер привела к перегреву и частичному расплавлению активной зоны. Тысячи кюри продуктов деления попали во внешнюю среду, а около 3800 кубических метров радиоактивно загрязненной воды было сброшено прямо на землю, в мелкие траншеи неподалёку от реки Оттавы.

3) 29.09.1957. СССР. Комбинат "Маяк" в Челябинской области.
Авария, получившая название «Кыштымская». В хранилище радиоактивных отходов ПО «Маяк» взорвалась ёмкость, содержавшая 20 миллионов кюри радиоактивности. Специалисты оценили мощность взрыва в 70-100 тонн в тротиловом эквиваленте. Радиоактивное облако от взрыва прошло над Челябинской, Свердловской и Тюменской областями , образовав так называемый Восточно-Уральский радиоактивный след площадью свыше 20 тысяч кв. км. По оценкам специалистов, в первые часы после взрыва, до эвакуации с промплощадки комбината, подверглись разовому облучению до 100 рентген более пяти тысяч человек . В ликвидации последствий аварии в период с 1957 по 1959 год участвовали от 25 тысяч до 30 тысяч военнослужащих. В советское время катастрофа была засекречена.

4) 10.10.1957. Великобритания. Реактор в Виндскейле.
Авария на одном из двух реакторов по наработке оружейного плутония. Вследствие ошибки, допущенной при эксплуатации, температура топлива в реакторе резко возросла, и в активной зоне возник пожар, продолжавшийся в течение 4 суток. Получили повреждения 150 технологических каналов, что повлекло за собой выброс радионуклидов. Всего сгорело около 11 тонн урана. Радиоактивные осадки загрязнили обширные области Англии и Ирландии; радиоактивное облако достигло Бельгии, Дании, Германии, Норвегии .

5) Апрель 1967.СССР. Комбинат "Маяк" в Челябинской области.
Озеро Карачай, которое ПО «Маяк» использовало для сброса жидких радиоактивных отходов, сильно обмелело; при этом оголилось 2-3 гектара прибрежной полосы и 2-3 гектара дна озера. В результате ветрового подъема донных отложений с оголившихся участков дна водоема была вынесена радиоактивная пыль около 600 Ku активности. Была загрязнена территория в 1 тысячу 800 квадратных километров, на которой проживало около 40 тысяч человек.

6) 28.03.1979. США. АЭС Тримайл-Айленд в штате Пенсильвания.
В результате серии сбоев в работе оборудования и грубых ошибок операторов на втором энергоблоке АЭС произошло расплавление 53% активной зоны реактора. Произошел выброс в атмосферу инертных радиоактивных газов – ксенона и йода Кроме того, в реку Сукуахана было сброшено 185 кубических метров слаборадиоактивной воды. Из района, подвергшегося радиационному воздействию, было эвакуировано 200 тысяч человек.

7) 10.08.1985. СССР . АПЛ К-431 в бухте Чажма.
Авария произошла при перезагрузке ядерного топлива в реакторы. Из-за нарушений технологии проведения операции произошел взрыв с выбросом радиоактивного содержимого. В результате взрыва на АПЛ образовалась трещина в корпусе. 10 человек погибли на месте. В ликвидации аварии были задействованы более 2 тыс. человек, но в последствии пострадавшими от радиации признали только 239. Радиоактивному загрязнению подверглось около 30% территории завода, стоящие возле объекта корабли, пирсовая зона. Сформировался след радиоактивного заражения шириной 600-1500 м и длиной 6-8 км. След пролёг по лесистой местности в направлении Уссурийского залива.

8) 25.04.1986. СССР. Чернобыльская АЭС.
Крупнейшая ядерная авария в мире, с частичным разрушением активной зоны реактора и выходом осколков деления за пределы зоны. По свидетельству специалистов, авария произошла из-за попытки проделать эксперимент по снятию дополнительной энергии во время работы основного атомного реактора. В атмосферу было выброшено 190 тонн радиоактивных веществ. 8 из 140 тонн радиоактивного топлива реактора оказались в воздухе. Другие опасные вещества продолжали покидать реактор в результате пожара, длившегося почти две недели. Люди в Чернобыле подверглись облучению в 90 раз большему, чем при падении бомбы на Хиросиму. В результате аварии произошло радиоактивное заражение в радиусе 30 км. Загрязнена территория площадью 160 тысяч квадратных километров. Пострадали северная часть Украины, Беларусь и запад России.Радиационному загрязнению подверглись 19 российских регионов с территорией почти 60 тысяч квадратных километров и с населением 2,6 миллиона человек.

9) 11.03.2011. Япония . АЭС Фукусима-1. Последствия ещё только предстоит оценить. На сегодняшний день вторая по масштабности ядерная катастрофa после чернобыльской.

Заслуживает упоминания происшествие на заводе «Красное Сормово» (не вошел в список т.к. не было прямого выброса во внешнюю среду, но зараженные радиацией люди всё же покинули территорию завода).

5а) 18.01.1970. СССР . Завод «Красное Сормово» (Нижний Новгород).
При строительстве атомной подводной лодки К 320 произошёл неразрешённый запуск реактора, который отработал на запредельной мощности около 15 секунд. При этом произошло радиоактивное заражение зоны цеха, в котором строилось судно. В цехе находилось около 1000 рабочих . Радиоактивного заражения местности удалось избежать из-за закрытости цеха. В тот день многие ушли домой, не получив необходимой дезактивационной обработки и медицинской помощи. Шестерых пострадавших доставили в московскую больницу, трое из них скончались через неделю с диагнозом острая лучевая болезнь, с остальных взяли подписку о неразглашении произошедшего на 25 лет.
Основные работы по ликвидации аварии продолжались до 24 апреля 1970 года. В них приняло участие более тысячи человек. К январю 2005 года в живых из них осталось 380 человек.