Оценка радиационной обстановки при авариях на АЭС методом прогнозирования

Исходными данными для оценки радиационной обстановки методом прогнозирования являются:

· тип и мощность ядерного реактора;

· степень надежности работы реактора и варианты возможных аварий;

· степень выработки ресурса АЭС;

· координаты АЭС и координаты населенных пунктов, объектов степень возможного радиоактивного загрязнения которых оценивается;

· нормы радиационной безопасности;

· коэффициенты ослабления радиации укрытиями и объектами;

· роза ветров, состояние погоды, характер местности и др.

На этапе прогнозирования определяют:

· возможные зоны радиоактивного загрязнения (заражения);

· время начала радиоактивного загрязнения территории и воздушного пространства данного населенного пункта или объекта;

· основные типы радионуклидов, которые могут вызвать радиоактивное загрязнение территории и воздушного пространства;

· возможные дозы внутреннего и внешнего облучения людей;

· возможные последствия облучения людей различными дозами, в том числе смертельными;

· допустимое время пребывания людей на радиоактивно загрязненной местности;

· определение уровней вмешательства по защите населения от радиоактивного заражения (загрязнения) территории и воздушного пространства.

Построение возможных зон радиоактивного заражения (загрязнения)

Прогноз зон радиоактивного загрязнения (РЗ) основан на оценке глубины распространения под воздействием ветра газообразных и аэрозольных радионуклидов, выброшенных из ядерного реактора во время аварии. Глубина их распространения зависит от скорости ветра и его продолжительности, типов радионуклидов, размеров «горячих» частиц, высоты их выброса. Количество выброшенных радионуклидов и их типов зависит от мощности и типа ядерного реактора, степени выработки ресурса, особенностей аварии на АЭС.

Форму зон можно спрогнозировать, учитывая, что:

· при скорости ветра меньше 0,5 м/с зона загрязнения близка к окружности с центром на АЭС;

· при скорости ветра 0,6–1 м/с зона загрязнения близка к полуокружности в направлении ветра;

· при скорости ветра 1,1–2 м/с зона загрязнения близка к сектору 90⁰ в направлении ветра;

· при скорости ветра более 2 м/с зона загрязнения близка к эллипсу и находится в секторе угла менее 90⁰ в направлении ветра.

Если в процессе аварии на АЭС выбросы радионуклидов продолжаются за счет разогрева активной зоны и ветер за несколько суток меняет свое направление, то происходит наложение зон и их конфигурация получается более сложной. Обычно зона радиоактивного загрязнения делится на несколько зон с различными степенями опасности. Характеристики зон представлены в табл.2.22.

Таблица 2.22

Характеристики зон радиоактивного заражения (загрязнения) местности при авариях на АЭС

Вариант зон радиоактивного загрязнения (заражения) представлен на рис.2.10. Размеры прогнозируемых зон загрязнения местности зависят от состояния вертикальной устойчивости воздуха, скорости ветра, типа ядерного реактора, количества выброшенной из реактора активности и представлены в таблице 2.23.

2. Определение времени начала загрязнения территории и воздушного пространстваданного объекта. Время начала загрязнения территории Т_н (в часах) и воздушного пространства данного объекта определяется скоростью переноса воздушных масс и рассчитывается по формуле:

T_н = R/V, 2.10)

где: R — расстояние от АЭС до рассматриваемого объекта экономики или населенного пункта, км ; V — скорость ветра, км/ч

		Рис.2.10. Зоны радиоактивного заражения (загрязнения)

3. Определение возможных типов радионуклидов, которые могут быть выброшены из реактора, зависит от его типа, мощности, степени выработки ресурса и особенностей аварии. Более надежными и часто с меньшей мощностью являются водо-водяные реакторы (ВВЭР–440, ВВЭР–1000) и менее надежными, но с большей мощностью являются реакторы канальные большой мощности (РБМК–1000,РБМК–1500).

При незначительных авариях обычно происходят выбросы радиоактивных газов, в основном криптона и ксенона, но высокой летучестью обладают изотопы рутения и йода. При тепловых взрывах наблюдаются также выбросы изотопов цезия, телура, циркония, лантана, церия и др. Воздушные массы насыщаются радиоактивным йодом, цезием и частично рутением и распространяется на большие расстояния. Если авария развивается с разогревом активной зоны, то выбрасываются и более тугоплавкие элементы в виде «горячих» частиц, содержащих несколько типов радионуклидов. Знание типов радионуклидов необходимо для принятия решений по радиационной защите и для дальнейшей оценки радиационной обстановки.

Определение возможных доз внутреннего и внешнего облучения людей на этапе спада радиации по закону Вэя-Вигнера.

Дозы внутреннего (ингаляционного) поражения людей (в Греях) на различных расстояниях от АЭС могут быть рассчитаны по формуле:

D_вит = 2 · W_эл· R^{–(R/200 + 1,4)} , (2.11)

где W_эл — электрическая мощность реактора, МВт;

R — расстояние от АЭС до объекта, км.

Таблица 2.23