Аварии с выбросом радиоактивных веществ

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Российский государственный профессионально-педагогический университет»

Социальный институт

Кафедра физиологии и безопасности жизнедеятельности

Реферат на тему: «Аварии с выбросом (угрозой выброса) радиоактивных веществ. Профилактика и последствия. Профилактические мероприятия при работе с источниками ионизирующего излучения»

Выполнила:

Студентка группы Срс-103

Курчина Е.О.

Проверила:

Махнева С.Г.

Екатеринбург 2013 

СОДЕРЖАНИЕ

1.ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………..3

2. Аварии с выбросом (угрозой выброса) радиоактивных веществ.

2.1.Ионизирующие излучения. Их виды……………………………4

2.2.Радиационно-опасные объекты (РОО)………………………….6

2.3.Классификация радиационных  аварий. Фазы их развития...….8

2.4.Примеры аварий с  выбросом радиоактивных веществ………..10

3.Последствия аварий с  выбросом радиоактивных веществ………….13

4.Основные принципы противорадиационной  защиты населения…...17

5. Мероприятия по ограничению облучения населения и его защите в условиях радиационной аварии…………………………………………………….20

6.Заключение……………………………………………………………...21 
ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время практически любая отрасль хозяйства и науки использует радиоактивные вещества и источники ионизирующих излучений. Высокими темпами развивается ядерная энергетика. Атомная наука и техника таят в себе огромные возможности, но вместе с тем представляют и большую опасность для людей и окружающей среды. Атомные установки эксплуатируются на ледоколах, на крейсерах и подводных лодках, в космических аппаратах.  

Ядерные материалы приходится возить, хранить, перерабатывать. Это создает дополнительный риск радиоактивного загрязнения окружающей среды, поражения людей, животных и растительного мира. Возрастает опасность аварий с выбросом радиоактивных веществ, причинами которых могут быть нарушения технологических процессов, правил работы с источниками радиоактивности, их хранения и перевозки, некомпетентность персонала. 

В результате аварий могут возникнуть обширные зоны радиоактивного загрязнения местности и происходить обручение персонала ядерно - и радиационно-опасных объектов (РОО) и населения, что характеризует создавшуюся ситуацию как чрезвычайную. Степень опасности и масштабы этой ЧС будут определяться количеством и активностью выброшенных радиоактивных веществ, а также энергией и качеством сопровождающих их распад ионизирующих излучений. 

В своем реферате я постараюсь наиболее полно раскрыть данную тему, а также уделить должное внимание рекомендациям и вопросам неотложной помощи, профилактики и лечению лучевых поражений, т.к. это, по моему мнению, самое важное, что должен знать человек, столкнувшийся с такого типа аварией. Он должен знать, как можно уменьшить тяжесть облучения для себя и для окружающих и как вести себя в данной ситуации, а также уметь оказать первую помощь.

2.Аварии с выбросом (угрозой выброса) радиоактивных  веществ.

                   2.1 Ионизирующие излучения. Их виды.

Ионизирующее излучение, в частности радиоактивное, занимает особое место среди многочисленных факторов среды обитания человека, так или иначе влияющих на его здоровье и жизнь.

Ионизирующее излучение было обнаружено сравнительно недавно. В 1895 г. известный немецкий физик В. Рентген открыл излучение, названное его именем. С этого времени изучение ионизирующего излучения и ядерных реакций – стало одним из приоритетных направлений физики. Исследования дорого обошлись научному миру — около 4000 ученых отдали свои жизни, изучая эти явления.

Ионизирующее излучение представляет собой потоки заряженных и нейтральных частиц, а также электромагнитных волн. При прохождении через вещество ионизирующее излучение вызывает в нем ионизацию, т. е. превращение нейтральных, устойчивых атомов и молекул вещества в электрически заряженные, возбужденные неустойчивые частицы. Это сложное излучение, включающее в себя излучения нескольких видов:

1. Альфа-излучение — ионизирующее излучение, состоящее из альфа-частиц (ядер гелия), испускаемых при ядерных превращениях. Альфа-частицы распространяются на небольшие расстояния: в воздухе — не более 10 см, в био - ткани (живой клетке) — до 0,1 мм. Они полностью поглощаются листом бумаги и не представляют опасности для человека, за исключением случаев непосредственного контакта с кожей.[1]

2. Бета-излучение — электронное ионизирующее излучение, испускаемое при ядерных превращениях. Бета-частицы распространяются в воздухе до 15 м, в био - ткани — на глубину до 15 мм, в алюминии — до 5 мм. Одежда человека почти наполовину ослабляет их действие. Они практически полностью поглощаются оконными стеклами и любым металлическим экраном толщиной в несколько миллиметров. Но при контакте с кожей они также опасны.[1]

3. Гамма-излучение — фотонное (электромагнитное) ионизирующее излучение, испускаемое при ядерных превращениях и распространяющееся со скоростью света. Гамма - частицы распространяются в воздухе на сотни метров и свободно проникают сквозь одежду, тело человека и значительные толщи материалов. Это излучение считают самым опасным для человека.[1]

Главной характеристикой степени опасности ионизирующих излучений служит доза излучения: количество энергии ионизирующего излучения, поглощаемое 1 г вещества.

Дозу излучения принято измерять в рентгенах (Р). А для оценки последствий облучения человека различными видами излучений применяют специальную единицу измерения дозы облучения — бэр (биологический эквивалент рентгена).

Область применения ионизирующих излучений очень широка:

- в промышленности –  это гигантские реакторы для  атомных электростанций, для опреснения морской и засолённой воды, для получения трансурановых элементов; также их используют в активационном анализе для быстрого определения примесей в сплавах, металла в руде, качества угля и т.п.; для автоматизации различных процессов, как то: измерение уровня жидкости, плотности и влажности среды, толщины слоя;

- на транспорте – это мощные реакторы для надводных и подводных кораблей;

- в сельском хозяйстве  – это установки для массового  облучения овощей с целью предохранения  их от плесени, мяса – от  порчи; выведение новых сортов  путём генетических мутаций;

- в геологии – это  нейтронный каротаж для поисков  нефти, активационный анализ для поисков и сортировки металлических руд, для определения массовой доли примесей в естественных алмазах;

- в медицине – это  изучение производственных отравлений  методом меченых атомов, диагностика заболевания при помощи активационного анализа, метода меченых атомов и радиографии, лечение опухолей γ-лучами и β-частицами, стерилизация фармацевтических препаратов, одежды, медицинских инструментов и оборудования γ-излучением и т.д.[5]

Применение ионизирующих излучений имеет место даже в таких сферах деятельности человека, где это, на первый взгляд, кажется совершенно неожиданным. Например, в археологии. Кроме того, ионизирующие излучения используются в криминалистике (восстановление фотографий и обработка материалов).

               2.2. Радиационно-опасные объекты. (РОО)

Радиационно-опасный объект – объект, на котором хранят, перерабатывают, используют или транспортируют радиоактивные вещества, при аварии на котором или его разрушении могут произойти массовые радиационные поражения.

Радиационная авария – происшествие на радиационно-опасном объекте, приводящее к выходу или выбросу радиоактивных веществ и (или) ионизирующих излучений за предусмотренные проектом пределы (границы) в количествах, превышающих установленные нормы безопасности. [1]

Основным показателем степени потенциальной опасности РОО при прочих равных условиях (надежность технологических процессов, качество профессиональной подготовки специалистов и т.д.) является общее количество радиоактивных веществ, находящихся на каждом из них.

К РОО относятся:

- предприятия ядерного  топливного цикла (ЯТЦ): урановой  и радиохимической промышленности, места переработки и захоронения радиоактивных отходов;

- атомные станции (АС): атомные  электрические станции (АЭС), атомные теплоэлектроцентрали  (АТЭЦ), 

- объекты с ядерными  энергетическими установками (ЯЭУ): корабельными ЯЭУ,  
космическими ЯЭУ, войсковыми атомными электростанциями (ВАЭС);

- ядерные боеприпасы (ЯБ) и склады для их хранения;

- исследовательские реакторы или ускорители частиц;

-морские суда с энергетическими установками;

Кроме того, ионизирующее излучение, опасное для здоровья людей, может исходить и от таких широко распространенных техногенных источников, как медицинская рентгенодиагностическая аппаратура и приборы, основанные на использовании радиоактивных изотопов, применяемые в строительной индустрии, геологии и т.д.

Из перечисленных радиационно-опасных объектов наибольшим количеством радиоактивности обладают работающие ядерные реакторы. Чем больше мощность реактора, тем больше количество продуктов деления накапливается в нем заодно и то же время работы. Грозную опасность для жизни и здоровья населения несут чрезвычайные ситуации, связанные с возможностью радиационного заражения. Достаточно сказать, что период полураспада, т.е. времени снижения мощности радиоактивного излучения на 50%, урана-235 и плутония-239 составляет около 25 тыс. лет, а именно эти элементы используются в ядерном оружии. Ядерное топливо активно применяется для производства электроэнергии. В 26 странах мира на атомных электростанциях насчитывается 430 энергоблоков (строятся еще 48). Они вырабатывают энергии: во Франции - 75% (от производимой в стране), в Швеции - 51, в Японии - 40, в США - 24, в России - 15%.

2.3. Классификация  радиационных аварий.

   Фазы развития радиационных аварий.

Радиационные аварии подразделяются на:

-локальные - нарушение в работе РОО, при котором не произошел выход радиоактивных продуктов или ионизирующих излучений за предусмотренные границы оборудования, технологических систем, зданий и сооружений в количествах, превышающих установленные для нормальной эксплуатации предприятия значения;

-местные - нарушение в работе РОО, при котором произошел выход радиоактивных продуктов в пределах санитарно-защитной зоны и в количествах, превышающих установленные нормы для данного предприятия;

-общие - нарушение в работе РОО, при котором произошел выход радиоактивных продуктов за границу санитарно-защитной зоны и в количествах, приводящих к радиоактивному загрязнению прилегающей территории и возможному облучению проживающего на ней населения выше установленных норм. [3]

Аварии, связанные с нарушениями нормальной эксплуатации, подразделяются на проектные, проектные с наибольшими последствиями и за проектные. Под нормальной эксплуатацией АЭС понимается ее состояние в соответствии с принятой в проекте технологией производства энергии, включая работу на заданных уровнях мощности, процессы пуска и остановки, техническое обслуживание, ремонты, перегрузку ядерного топлива.

Причинами проектных аварий, как правило, являются исходные события, связанные с нарушением барьеров безопасности, предусмотренных проектом каждого реактора. Именно в расчете на эти исходные события и строится система безопасности АЭС.

Возможные аварии на АЭС и других радиационно-опасных объектах классифицируют по двум признакам: 
-по типовым нарушениям нормальной эксплуатации; 
-по характеру последствий для персонала, населения и окружения среды.

В радиационной аварии различают четыре фазы развития: начальную, раннюю, промежуточную и позднюю (восстановительную).

Начальная фаза аварии является периодом времени, предшествующим началу выброса (сброса) радиоактивности в окружающую среду или периодом обнаружения возможности облучения населения за пределами санитарно-защитной зоны предприятия. В отдельных случаях подобная фаза может не существовать вследствие своей быстротечности.

Ранняя фаза аварии (фаза острого облучения) является периодом собственно выброса радиоактивных веществ в окружающую среду или периодом формирования радиационной обстановки непосредственно под влиянием выброса (сброса) в местах проживания или нахождения населения. Продолжительность этого периода может быть от нескольких минут до нескольких часов в случае разового выброса (сброса) и до нескольких суток в случае продолжительного выброса (сброса).

Промежуточная фаза аварии охватывает период, в течение которого нет дополнительного поступления радиоактивности из источника выброса в окружающую среду и в течение которого принимаются решения о введении новых или продолжении ранее принятых мер радиационной защиты. Решение принимается на основе проведенных измерений уровней содержания радиоактивных веществ в окружающей среде и вытекающих из них оценок доз внешнего и внутреннего облучения населения. Промежуточная фаза начинается с нескольких первых часов с момента выброса (сброса) и длится до нескольких суток, недель и больше. Для разовых выбросов (сбросов) протяженность промежуточной фазы прогнозируют равной 7-10 суткам.

Поздняя фаза (фаза восстановления) характеризуется периодом возврата к условиям нормальной жизнедеятельности населения и может длиться от нескольких недель до нескольких лет в зависимости от мощности и радионуклидного состава выброса, характеристик и размеров загрязненного района, эффективности мер радиационной защиты.

2.4. Примеры аварий с  выбросом радиоактивных веществ.

12 декабря 1952 года. Канада, штат Онтарио, Чолк-Ривер, АЭС 

Первая в мире серьезная авария на атомной электростанции. Техническая ошибка персонала 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 неподалеку от реки Оттавы.

29 сентября 1957 года произошла авария, получившая название «Кыштымская». В хранилище радиоактивных отходов ПО «Маяк» в Челябинской области взорвалась емкость, 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.

20 марта 1975 года. США, штат Алабама, г.Декатур, АЭС «Брауне Ферри»

Пожар на одной из крупнейших американских атомных электростанций, продолжавшийся 7 часов и причинивший прямой материальный ущерб в 10 млн долларов. Два реакторных блока были выведены из строя более чем на год, что принесло дополнительные убытки еще в 10 млн долларов. Причиной возникновения пожара стало несоблюдение мер безопасности при работах по герметизации кабельных вводов, проходивших через стену реакторного зала. Проверку этой работы осуществляли самым примитивным способом; по отклонению пламени горящей стеариновой свечи. В результате произошло воспламенение материалов изоляции кабельных отверстий, а затем огонь проник в помещение реакторного зала. Потребовались большие усилия, чтобы вывести реактор на безаварийный режим и ликвидировать пожар.

Самым серьезным инцидентом в атомной энергетике США стала авария на АЭС Тримайл-Айленд в штате Пенсильвания, произошедшая 28 марта 1979 года. 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.

26 апреля 1986 года. СССР, Украина, Киевская область, г.Припять, Чернобыльская АЭС

Крупнейшая радиационная катастрофа в мировой истории (событие седьмого уровня по международной шкале INES). В 1 час 23 минуты 49 секунд (по московскому времени) на четвёртом блоке Чернобыльской АЭС при проведении проектных испытаний одной из систем обеспечения безопасности прозвучало два мощных взрыва, разрушивших часть реакторного блока и машинного зала. Тротиловый эквивалент этих взрывов оценивается величиной около 100-250 тонн тротила. В период с 26 апреля по 10 мая 1986 года, когда разрушенный реактор был окончательно заглушён, по официальной информации, в атмосферу было выброшено около 190 тонн (50 мКи) радиоактивных веществ (примерно 4 процента общей активности топлива в реакторе). По другим оценкам, из реактора было выброшено от 90 до 100 ( ) процентов топлива. Загрязнена территория площадью 160 тыс. квадратных километров. Больше всего пострадали северная часть Украины, запад России и Беларусь. Радиоактивные выпадения произошли (в той или иной степени) на территории 20 государств. 
От радиационного поражения, полученного при тушении возникшего пожара в ночь аварии, погибли 28 человек (6 пожарных и 22 работника станции), у 208 - диагностирована лучевая болезнь. Примерно 400 тыс. граждан эвакуированы из зоны бедствия. В работах по ликвидации последствий катастрофы принимали участие от 600 тыс. до 800 тыс. человек (200 тыс. из России). Согласно отчету ООН, количество людей, непосредственно или косвенно пострадавших от аварии на ЧАЭС, составляет 9 млн, из них 3-4 млн - дети. Катастрофа стоила Советскому Союзу в три с лишним раза больше, чем суммарный экономический эффект, накопленный в результате работы всех советских АЭС, эксплуатировавшихся в 1954-1990 годы.

30 сентября 1999 года произошла крупнейшая авария в истории атомной энергетики Японии. На заводе по изготовлению топлива для АЭС в научном городке Токаймура (префектура Ибараки) из-за ошибки персонала началась неуправляемая цепная реакция, которая продолжалась в течение 17 часов. Облучению подверглись 439 человек, 119 из них получили дозу, превышающую ежегодно допустимый уровень. Трое рабочих получили критические дозы облучения. Двое из них скончались.

9 августа 2004 года произошла авария на АЭС «Михама», расположенной в 320 километрах к западу от Токио на о. Хонсю. В турбине третьего реактора произошел мощный выброс пара температурой около 200 градусов по Цельсию. Находившиеся рядом сотрудники АЭС получили серьезные ожоги. В момент аварии в здании, где расположен третий реактор, находились около 200 человек. Утечки радиоактивных материалов в результате аварии не обнаружено. Четыре человека погибли, 18 — серьезно пострадали. Авария стала самой серьезной по числу жертв на АЭС в Японии.

11 марта 2011 года в Японии произошло самое мощное за всю историю страны землетрясение. В результате на АЭС Онагава была разрушена турбина, возник пожар, который удалось быстро ликвидировать. На АЭС Фукусима-1 ситуация сложилась очень серьезная — в результате отключения системы охлаждения расплавилось ядерное топливо в реакторе блока №1, снаружи блока была зафиксирована утечка радиации, в 10-километровой зоне вокруг АЭС проведена эвакуация. В последующие дни на энергоблоках 1, 3, 2 и 4 происходили взрывы водорода, который выделялся при пароциркониевой реакции в перегретых реакторах, и стравливался наружу и реакторного контайнмерта для снижения давления.

Последствия аварий с выбросом радиоактивных веществ.

Основными поражающими факторами радиационных аварий являются:

-воздействие внешнего облучения (гамма - и рентгеновского; бета – и гамма-излучения; гамма – нейтронного излучения и др.);

-внутреннее облучение от попавших в организм человека радионуклидов (альфа – и бета-излучение);

-сочетанное радиационное воздействие, как за счет внешних источников излучения, так и за счет внутреннего облучения;

-комбинированное воздействие как радиационных, так и нерадиационных факторов (механическая травма, термическая травма, химический ожог, интоксикация и др.).

После аварии на радиоактивном следе основным источником радиационной опасности является внешнее облучение. Ингаляционное поступление радионуклидов в организм практически исключено при правильном и своевременном применении средств защиты органов дыхания.

Внутренне облучение развивается в результате поступления радионуклидов в организм с продуктами питания и водой. В первые дни после аварии наиболее опасны радиоактивные изотопы йода, которые накапливается щитовидной железой. Наибольшая концентрация изотопов йода обнаруживается в молоке, что особенно опасно для детей.

Через 2-3 месяца после аварии основным агентом внутреннего облучения становится радиоактивный цезий, проникновение которого в организм возможно с продуктами питания. В организм человека могут попасть и другие радиоактивные вещества (стронций, плутоний), загрязнение окружающей среды которыми имеет ограниченные масштабы.

Характер распределения радиоактивных веществ в организме: 
накопление в скелете (кальций, стронций, радий, плутоний); 
концентрируются в печени (церий, лантан, плутоний и др.); 
равномерно распределяются по органам и системам (тритий, углерод, инертные газы, цезий и др.); радиоактивный йод избирательно накапливается в щитовидной железе (около 30%), причем удельная активность ткани щитовидной железы может превышать активность других органов в 100-200 раз.

Основными параметрами, регламентирующими ионизирующее излучение, является экспозиционная, поглощенная и эквивалентная дозы.

Экспозиционная доза - основана на ионизирующем действии излучения, это – количественная характеристика поля ионизирующего излучения.

Поглощенная доза - количество энергии, поглощенной единицей массы облучаемого вещества. Специальной единицей поглощенной дозы является 1 рад.

Эквивалентная доза (ЭД) - единицей измерения является бэр. За 1 бэр принимается такая поглощенная доза любого вида ионизирующего излучения, которая при хроническом облучении вызывает такой же эффект, что и 1 рад рентгеновского или гамма-излучения.

Организм человека постоянно подвергается воздействию космических лучей и природных радиоактивных элементов, присутствующих в воздухе, почве, в тканях самого организма. Уровни природного излучения от всех источников в среднем соответствуют 100 мбэр в год, но в отдельных районах - до 1000 мбэр в год.

Международная комиссия по радиационной защите (МКРЗ) рекомендовала в качестве предельно допустимой дозы (ПДД) разового аварийного облучения 25 бэр и профессионального хронического облучения-до 5 бэр в год и установила в 10 раз меньшую дозу для ограниченных групп населения.

Для оценки отдаленных последствий действия излучения в потомстве учитывают возможность увеличения частоты мутаций

При общем внешнем облучении человека дозой в 150-400 рад развивается лучевая болезнь легкой и средней степени тяжести; при дозе 400-600 рад - тяжелая лучевая болезнь; облучение в дозе свыше 600 рад является абсолютно смертельным, если не используются меры профилактики и терапии.

При облучении дозами 100-1000 рад в основе поражения лежит так называемый костномозговой механизм развития лучевой болезни. При общем или локальном облучении живота в дозах 1000-5000 рад - кишечный механизм развития лучевой болезни с превалированием токсемии. При остром облучении в дозах более 5000 рад развивается молниеносная форма лучевой болезни. Возможна смерть "под лучом" при облучении в дозах более 20 000 рад. При попадании в организм радионуклидов, происходит инкорпорирование радиоактивных веществ. Опасность инкорпорации определяется особенностями метаболизма, удельной активностью, путями поступления радионуклидов в организм. Наиболее опасны радионуклиды, имеющие большой период полураспада и плохо выводящиеся из организма, на пример радий, плутоний. На поражающий эффект влияет место депонирования радионуклидов: стронций - кости; цезий - мышцы. 

Лучевая болезнь

Тяжесть лучевой болезни зависит от дозы облучения, полученной человеком за определенное время, и индивидуальных особенностей организма. Дети и люди пожилого возраста, больные, физически утомленные более чувствительны к облучению и переносят его тяжелее. Если однократная доза менее 50 р, то признаки лучевой болезни не проявляются. Однократное облучение более 100 р уже может вызвать лучевую болезнь.

По характеру течения лучевая болезнь может быть острой и хронической.

Острая лучевая болезнь развивается при однократном или дву-, троекратном радиоактивном облучении за короткий промежуток времени. Хроническая лучевая болезнь развивается при длительном облучении небольшими дозами. В очагах ядерных взрывов первое время наибольшее значение будет иметь острая лучевая болезнь.