6.2.7.4. Оценка радиационной обстановки.

Радиационная обстановка представляет собой совокупность условий, возникающих в результате загрязнения местности, приземного слоя воздуха и водоисточников радиоактивными веществами (газами) и оказывающих влияние на аварийно-спасательные работы и жизнедеятельность населения. Выявление наземной радиационной обстановки предусматривает определение масштабов и степени радиоактивного загрязнения местности и приземного слоя атмосферы. Оценка наземной радиационной обстановки осуществляется с целью определения степени влияния радиоактивного загрязнения на лиц, занятых в ликвидации последствий чрезвычайной ситуации, и населения. Оценка радиационной обстановки может быть выполнена путем расчета с использованием формализованных документов и справочных таблиц (прогнозирование), а также по данным разведки (оценка фактической обстановки), К исходным данным для оценки радиационной обстановки при аварии на АЭС относятся: координаты реактора, его тип и мощность, время аварии и реальные метеоусловия, прежде всего направление и скорость ветра, облачность, температура воздуха и его вертикальная устойчивость, а также степень защиты людей от ионизирующего излучения, При оценке фактической обстановки, кроме вышеупомянутых исходных данных, обязательно учитывают данные измерения уровня ионизирующего излучения и степени радиоактивного загрязнения местности и объектов.

При крупномасштабных радиационных авариях из поврежденного ядерного энергетического реактора в окружающую среду выбрасываются радиоактивные вещества в виде газов и аэрозолей, которые образуют радиоактивное облако. Это облако, перемещаясь в атмосфере по направлению ветра, вызывает по пути своего движения радиоактивное загрязнение местности и атмосферы. Местность, загрязненная в результате выпадения радиоактивных веществ из облака, называется следом облака. Характер распространения радиоактивного облака и интенсивность загрязнения территории определяются:

· масштабами аварии,

· изотопным составом выброса,

· продолжительностью выброса, высотой выброса

· метеорологическими условиями.

В формировании радиоактивного загрязнения окружающей среды можно выделить три фазы:

· кратковременная, за счет преимущественно инертных радиоактивных «благородных» газов с периодом полураспада секунды-минуты;

· газоаэрозольная, за счет, в основном, гамма-бета-активных радионуклидов (йод, цезий, стронций и т.д.) и очень небольшого количества альфа-активного плутония;

· стабильное загрязнение местности, в основном, гамма-бета-активными радионуклидами, где ведущее значение имеет цезий.

При оценке складывающейся обстановки в результате аварии на АЭС выделяют очаг аварии и зону радиоактивного загрязнения местности.

Очаг аварии - территория разброса конструкционных материалов аварийных объектов и действия a-, b-, g- ή –излучений.

Зона радиоактивного загрязнения - местность, на которой произошло выпадение радиоактивных веществ.

Особенности радиоактивного загрязнения окружающей среды при авариях на РОО в сравнении с радиоактивным загрязнением местности при ядерном взрыве:

1. При авариях на АЭС за пределами санитарно-защитной зоны объекта может иметь место только один поражающий фактор данной аварии - радиоактивное загрязнение окружающей местности, определенные особенности, которого необходимо учитывать при выборе способов и средств защиты людей от радиоактивных продуктов выброса при аварии на объектах ядерной энергетики.

2. Характерной особенностью для следа облака при авариях на АЭС является неоднородность его распределения по площади, «пятнистость» загрязнения, формирующаяся по различным причинам (изменение направления ветра, влияние восходящих и нисходящих воздушных потоков, повторные выбросы РВ и др.), что потребует проведения тщательной неоднократной повторной радиационной разведки и приведет к разной степени облучения населения даже в пределах одного населенного пункта.

3. При авариях на АЭС с разрушением реактора, в отличие от ядерного взрыва, процесс деления ядерного топлива после аварии не прекращается, и реактор становится постоянным источником выделения в атмосферу радиоактивных продуктов. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока реактор не будет надежно изолирован от внешней среды так, как это было сделано в Чернобыле на реакторе четвертого энергоблока (сооружение «Укрытие»).

4. Загрязнение местности происходит за счет продуктов деления ядерного топлива, большинство из которых имеет относительно большие периоды полураспада, и поэтому оно может представлять опасность десятки, сотни и даже тысячи лет.

При ядерном взрыве в результате цепной реакции мгновенно происходит практически полное деление исходного ядерного вещества при минимальном выходе изотопов с гамма-излучением, а радиоактивное загрязнение местности происходит в основном за счет наведенной радиации в частицах поднятого взрывом грунта, которые, осаждаясь на местности, и создают зону загрязнения. При этом большинство радиоизотопов являются коротко- или средне-живущими, а потому и загрязнение будет продолжаться значительно меньше времени, чем при аварии на АЭС. Для оценки скорости снижения уровня радиации на местности применимо правило «семерки» - семикратное увеличение времени с момента взрыва, будет приводить к десятикратному снижению уровня радиации.

5. При разрушении реактора образуется мощное газо-аэрозольное облако, состоящее из радиоактивных благородных газов, радиоактивного йода (до 20% в структуре выброса) в мелкодисперсном состоянии, водяного пара и частиц различных радиоактивных элементов, размеры которых очень малы (несколько микрон и менее). Полностью задержать мелкодисперсные аэрозоли, а тем более радиоактивные газы, обычными средствами индивидуальной защиты не представляется возможным. Поэтому основной способ защиты населения во время прохождения облака - укрытие в защитных сооружениях и герметизированных помещениях. По той же причине в значительной степени затрудняется дезактивация техники и оборудования, т. к. радиоактивные элементы диффундируют во все невидимые трещины в конструкциях и деталях.

При ядерном взрыве загрязнение местности происходит за счет грунтовой пыли, адсорбировавшей мелкодисперсные радиоактивные структуры. Частицы пыли имеют достаточно крупные размеры и могут улавливаться любыми средствами индивидуальной защиты, включая самые простые из них.

Анализ пространственных и временных параметров и закономерностей развития радиационной аварии необходим для выделения зон:

1) с высокой вероятностью гибели людей и возникновения острых эффектов;

2) где невозможна или затруднена нормальная жизнедеятельность населения;

3) с осложненной санитарно-гигиенической обстановкой, где необходимы санитарно-гигиенические мероприятия;

4) с нормальными санитарно-гигиеническими условиями.

По степени радиоактивного заражения местности выделяют следующие зоны: радиационной опасности (зона М), умеренного загрязнения (зона А), сильного загрязнения (зона Б), опасного загрязнения (зона В) и чрезвычайно опасного загрязнения (зона Г).

В зоне радиационной опасности (зона М) мощность дозы у-излучения составляет 14—140 мР/ч. Аварийные работы персонала возможны под дозиметрическим контролем, с респираторами, йодной профилактикой, санитарной обработкой и дезактивацией обмундирования и техники. При пребывании в течение года на данной местности поглощения доза составит 5-50 Гр.

В зоне умеренного загрязнения (зона А) годовая поглощенная доза составит 50—500 Гр при исходной мощности на местности 140—1400 мР/ч.

На открытой местности персонал может получить дозы, выводящие из строя. За 1 сут облучение может составить 3—30 Гр, за 1 мес в среднем — 50 Гр. Предельно допустимая для профессионалов при работе в аварийных ситуациях доза составляет 20 Гр и не более 1 Гр в сутки.

В зоне сильного загрязнения (зона Б) мощность дозы на местности равна 1,4-4,2 Р/ч, поглощенная доза за год — 5—15 Гр. За 12 ч на открытой местности поглощенная доза достигает 50 Гр, пребывание на ней в течение 10 сут увеличивает дозу до 150 Гр и за 1 мес — более 250 Гр.

В зоне опасного загрязнения (зона В) годовая доза составит 1500 — 5000 Гр при исходной мощности дозы 4,2-14 Р/ч. За 5 ч пребывания на открытой местности доза облучения достигает 50 сГр, за 1 сут — 100 Гр, за 10 сут — 450 Гр и за 1 мес — 50 Гр.

В зоне чрезвычайно опасного загрязнения (зона Г) годовая доза — 50—90 Гр при исходной мощности дозы более 14 Р/ч. За 1 ч поглощенная доза составляет 50 Гр, за сутки — более 300 Гр.

После аварийного выброса радионуклидов выделяется ряд временных периодов самоочищения местности от них вследствие их физического распада. Йод-131 практически полностью распадается через 1,5-2 мес, в течение второго полугодия резко снижается активность церия-141, рутения-103, циркония-95, ниобия-95, в течение 1-3 лет идет распад церия-144, рутения-106 и цезия-134. После 3 лет остаются практически только цезий-137, стронций-90 и плутоний-239.

В результате загрязнения почвы радионуклидами отмечается их поступление в растительность. Относительное накопление растениями различных радионуклидов из почв распределяется следующим образом: Sr > I > Ва > Cs,Ru > Се > Y, Pm, Zr, Nb > Pu.

Sr-90 и Cs-137 легко проникают во все части растения. Остальные в основном накапливаются в корневой системе растения. Радиоактивные изотопы, близкие по химическим свойствам к стабильным элементам (например, Sr-90 к Са), при внесении последних в почву усваиваются растениями в меньшей степени.

При попадании радионуклидов на поверхность растения они способны проникать в них. Через 3-4 дня Sr, I и Cs поступают во все органы растения. Ru и Се фиксируются в месте попадания на растение. В лесной зоне наибольшей способностью задерживать радионуклиды обладают хвойные породы деревьев, на лугах — многолетние луговые травы. Коэффициент перехода [(37 кБк/кг)/(Ки/км²)] для них составляет 1,5 — 22,5 Однолетние культуры, лиственные породы накапливают меньше радионуклидов (коэффициент перехода — 0,3-0,5).

Поступившие в воду радионуклиды поглощаются гидробионтами и со временем откладываются на дне водоемов. Коэффициент накопления радионуклидов, представляющий отношение удельной активности грунта к активности воды, для песка составляет 20, для суглинка — 110. Скорость поглощения радионуклидов планктоном довольно значительна, в течение нескольких часов. Время инкорпорации радионуклидов рыбами — 10 - 120 дней. Рыба в пресной воде кумулирует в 10 раз больше Sr-90, чем в морской. Коэффициент накопления радионуклидов для планктона составляет 250 - 7500, для водорослей — 100 - 28 000, для рыбы — 4 - 130.

Главными источниками поступления в организм населения радионуклидов цезия и стронция являются базисные продукты питания: молоко, мясо, картофель и другие овощи, зерновые культуры, произрастающие на радиоактивно загрязненной местности.

Метод оценки радиационной обстановки по данным радиационной разведки используется после аварии на радиационно- опасном объекте. Он основан на выявлении реальной (фактической) обстановки путем измерения уровней ионизирующего излучения и степени радиоактивного загрязнения местности и объектов. В выводах, которые формулируются силами РСЧС в результате оценки радиационной обстановки, для службы медицины катастроф должно быть указано: число людей, пострадавших от ионизирующего излучения; требуемые силы и средства здравоохранения; наиболее целесообразные действия персонала АЭС, ликвидаторов, личного состава формирований службы медицины катастроф; дополнительные меры защиты различных контингентов людей.