Главная » Организация Бизнеса » Поражающие факторы при аварии на АЭС и их воздействие на организм человека. Поражающие факторы и стадии развития радиационных аварий Поражающие факторы аварий

Поражающие факторы при аварии на АЭС и их воздействие на организм человека. Поражающие факторы и стадии развития радиационных аварий Поражающие факторы аварий

Радиационная авария - это авария на радиационно-опасном объекте (РОО), при котором произошел выход радиоактивных продуктов или ионизирующего излучения за предусмотренные проектом пределы их безопасной эксплуатации, вызвавший облучение населения и загрязнение окружающей среды. Радиационная авария может произойти по нескольким причинам: ошибки при проектировании, износ оборудования, ошибки оператора, нарушения эксплуатации.

В результате аварий на РОО в атмосферу выбрасываются радиоактивные вещества (РВ), распространяющиеся под воздействием ветра на значительные расстояния. Выпадая из облаков, РВ образуют зону радиоактивного загрязнения. При определенных концентрациях загрязнения местности проживание на ней становится опасным для жизни.

Одна из особенностей радиоактивного загрязнения заключается в том, что его невозможно обнаружить без помощи специальных дозиметрических приборов, так как радиация не обладает ни цветом, ни запахом, ни вкусом.

Радиоактивные излучения способны проникать через различные толщи материала и вызывать нарушения всех жизненно важных процессов в организме человека (главным образом, кроветворения, работы желудочно-кишечного тракта, гонад и щитовидной железы). Человек в момент воздействия радиации не получает телесных повреждений и не испытывает болевых ощущений, однако в результате облучения у пораженного позже может развиться лучевая болезнь.

Основные поражающие факторы радиационной аварии:

воздействие внешнего облучения (гамма-, бета- и рентгеновское излучение);

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

механические и термические травмы, химические ожоги, интоксикация.

После аварии наибольшую опасность представляет внешнее облучение, которое проникает в организм через покровы кожи и органы дыхания. Через 2-3 мес. после аварии представляет опасность внутреннее облучение, которое проникает в организм через желудочно-кишечный тракт с продуктами питания и водой. Наиболее опасно для человека внутреннее облучение, так как невозможно защитить внутренние органы.

3.3. Ионизирующее излучение

Ионизирующее излучение (ИИ) - это излучение, обладающее способностью вырывать электроны из орбит атомов и молекул, превращая их в положительно заряженные ионы и освобождая электроны, т.е. ионизировать (возбуждать) их.

α-Излучение - это поток частиц, являющихся ядрами атома гелия. Это излучение распространяется в средах прямолинейно со скоростью 20000 км/с. Альфа-частицы обладают большой массой, быстро теряют свою энергию и поэтому имеют незначительный пробег: в воздухе - до 11 см, в биологических тканях - 30-130 мкм, в алюминии - 16-67 мкм. Несмотря на то, что альфа-частицы обладают наименьшей проникающей способностью, они имеют наибольшую поражающую способность.

β-Излучение - это поток электронов, обладающих большей проникающей способностью и меньшей поражающей способностью, чем альфа-излучение. Они возникают в ядрах атомов при радиоактивном распаде и сразу же излучаются оттуда со скоростью, близкой к скорости света. Проникающая способность бета-излучения в воздухе составляет несколько метров, в биологических тканях - несколько сантиметров, в алюминии - несколько миллиметров.

Рентгеновское излучение - электромагнитное излучение высокой частоты и короткой длины волны, возникает при бомбардировке веществ потоком электронов. Обладает большой проникающей способностью.

γ -Излучение - это поток квантовой энергии, распространяющейся со скоростью света. Обладают большей проникающей способностью и меньшей поражающей способностью, чем рентгеновское излучение.

Медико-санитарное обеспечение при ликвидации последствий радиационных аварий.

2.1. Характеристика радиационных аварий .

Радиационная авария - выброс радиоактивных веществ за пределы радиационноопасного объекта, в результате чего может создаваться повышенная радиационная опасность для жизни и здоровья людей.

Очаг аварии – источник разброса конструкционных материалов аварийных объектов и действия альфа, бета и гамма излучений.

Зона радиоактивного загрязнения – местность, на которой произошло выпадение радиоактивных веществ (осадков).

При авариях на радиационно опасных объектах могут возникнуть разрушения конструкций, технологических линий, пожар, выход в окружающую среду радиоактивных веществ, облучение людей смешанным гамма-нейтронным потоком и поступление радиоактивных веществ в органы дыхания и пищеварительный тракт, попадание их на кожные покровы и слизистые оболочки.

Происходит радиоактивное загрязнение внешней среды, серьезно нарушающее экологическую ситуацию. В зависимости от границ распространения радиоактивных веществ и радиационных последствий выделяют:

· локальные аварии (радиационные последствия ограничиваются одним зданием, сооружением с возможным облучением персонала),

· местные аварии (радиационные последствия ограничиваются территорией АЭС);

· общие аварии (радиационные последствия распространяются за границу территории АЭС).

Фазы протекания аварии на радиационноопасном объекте :

· На ранней фазе протекания аварии доза облучения людей формируется за счет гамма - и бета-излучения, радиоактивных веществ, содержащихся в радиоактивном облаке, а также вследствие ингаляционного поступления в организм радиоактивных продуктов. Эта фаза продолжается с момента начала аварии до прекращения выброса продуктов ядерного деления в атмосферу и окончания формирования радиоактивного следа на местности. Длится часы – сутки.

· На промежуточной фазе источником внешнего облучения являются радиоактивные вещества, выпавшие из облака и находящиеся в окружающей среде. Внутрь организма они поступают в основном с загрязненными продуктами питания и водой. Средняя фаза длится от момента завершения формирования радиоактивного следа до принятия всех мер по защите населения. Продолжительность этой фазы может быть от нескольких дней до года .

· Поздняя фаза длится до прекращения выполнения защитных мер и отмены всех ограничений жизнедеятельности населения на загрязненной территории. В этой фазе осуществляется обычный санитарно-дозиметрический контроль радиационной обстановки, а источники внешнего и внутреннего облучения те же, что и в средней фазе.

При авариях на радиационно опасных объектах могут возникнутьследующие поражающие факторы радиационного характера :

· проникающая радиация;

· радиоактивное загрязнение местности.

Проникающая радиация (ионизирующие излучения) представляет собой большую опасность для здоровья и жизни людей.

К ионизирующим излучениям относятся :

· альфа-излучение, состоящее из альфа-частиц;

· бета-излучение - поток электронов или позитронов;

· гамма-излучение, фотонное (электромагнитное) излучение, по своей природе и свойствам не отличающееся от рентгеновских лучей.

Альфа-излучение обладает наибольшей ионизирующей способностью, но ее энергия быстро уменьшается, поэтому оно не представляет опасности для человека до тех пор, пока испускающие альфа-частицы вещества не попадут внутрь организма.

Бета-излучение обладает меньшей ионизирующей и большей проникающей способностью. При попадании радиоактивных веществ на кожу и внутрь организма бета-излучение опасно для человека.

Гамма-излучение при своей сравнительно малой ионизирующей активности представляет большую опасность в силу очень высокой проникающей способности.

Наиболее характерным для радиационных ситуаций, возникающих при авариях на АЭС, является сочетанное радиационное воздействие, вызванное внешним (равномерным или неравномерным) бета-, гамма - облучением и внутренним радиоактивным загрязнением.

Мерой поражающего действия ионизирующих излучений является доза этих излучений . Степень неблагоприятного воздействия излучения измеряется в бэрах . Поглощенная доза излучения измеряется в греях, радах .

Оценка уровней ионизирующего излучения на радиоактивно загрязненной местности осуществляется по мощности экспозиционной дозы и измеряется в рентгенах (миллирентгенах) в час.

Радиоактивное загрязнение местности происходит при выпадении радиоактивных элементов на земную поверхность и окружающие предметы.

Кроме выше перечисленных радиационных поражающих факторов, воздействующих на организм человека в зоне аварии, на него действуют нерадиационные поражающие факторы :

· ударная волна;

· световое излучение;

· мощный электромагнитный импульс;

· острые или хронические психоэмоциональные перегрузки;

· радиофобия;

· нарушения привычного стереотипа жизни, режима и характера питания при длительном вынужденном нахождении (проживании) на радиоактивно загрязненной местности.

В результате взрыва ядерного реактора образуется ударная волна , которая может отбросить человека и ударить его о твердые предметы. Разрушающиеся строения и летящие обломки зданий наносят механические травмы (переломы костей, ушибы, порезы).

При взрыве выделяется огромное количество световой и тепловой энергии , которая вызывает у человека ожоги кожных

покровов и дыхательных путей разной степени тяжести.

Электромагнитный импульс может вывести из строя различные электроприборы, другое оборудование.

Нерадиационные факторы всегда в той или иной степени воздействуют на организм, оказавшийся в аварийной ситуации.

Чем меньше доза облучения, тем в большей степени в картине заболевания проявляются эффекты воздействия нерадиационных факторов.

Они вызывают изменения функционального состояния различных органов и систем, которые определяют, в конечном счете, ответную реакцию организма, проявляющуюся симптомокомплексом того или иного заболевания.

Они снижают устойчивость организма к действию радиации (синдром взаимного отягощения).

Особое значение как, этиологического фактора ряда патологических состояний, нерадиационные воздействия приобретают у людей, вынужденных длительное время проживать на загрязненных радиоактивными веществами (даже в пределах допустимых уровней) территориях.

Таким нерадиационным фактором в этих случаях является хроническое психотравмирующее воздействие, обусловленное утратой социальных связей, сознанием неопределенности последствий, экономической зависимостью.

Хроническая психотравма вызывает в организме целый ряд весьма устойчивых и выраженных нарушений, прежде всего функционального состояния общерегуляторных систем, обусловливающих развитие астении, вегетативной неустойчивости, нейроциркуляторной дистонии, сдвигов в иммунной системе.

Эти изменения фиксируются и усиливаются при некорректной их оценке, особенно медицинским персоналом.

Аварии на АЭС можно подразделить на:

- локальные, такие, масштабы которых не выходят за пределы АЭС;
- аварии, сопровождающиеся выходом радиоактивности с изменением радиационной обстановки за пределами АЭС.

При аварии на АЭС с разрушением активной зоны реактора радиоактивные вещества, выброшенные в атмосферу, переносятся воздушными массами в направлении ветра; оседают на поверхности почвы, растительности, водоемов, на зданиях и сооружениях, транспортных средствах и т. д.

Возможны следующие виды радиационного воздействия на население:

а) внешнее облучение при прохождении радиоактивного облака;
б) внутреннее облучение из-за вдыхания радиоактивных продуктов деления;
в) контактное облучение из-за радиоактивного загрязнения кожных покровов;
г) внешнее облучение, обусловленное радиоактивным загрязнением поверхности земли, зданий и т. д.;
д) внутреннее облучение при потреблении загрязненных продуктов питания и воды.

Состав выброса зависит от состояния реактора на момент аварии, ее вида (режим работы или остановки, локальный или масштабный вид аварии).

Поражающими факторами ядерного взрыва являются:

- ударная волна;
- световое излучение;
- проникающая радиация;
- радиоактивное заражение территории;
- электромагнитный импульс.

При этом могут иметь место вторичные поражающие факторы: пожары, взрывы, загрязнение местности химически токсичными веществами, затопление территорий вследствие разрушения гидротехнических сооружений.

Ударная волна. Основным показателем ее действия является величина избыточного давления во фронте ударной волны?Р ф =Р ф -Р о, Р ф - давление во фронте; Р о - нормальное атмосферное давление ([Па],[кг-с/см 2 ]; 1000кПа=1 кг-с/см 2).

При воздействии ударной волны на организм человека имеют место травмы и контузии, которые могут быть легкими, средними, тяжелыми или крайне тяжелыми.

Легкие: ?Р ф =0,2-0,4 кг-с/см 2 - легкие ушибы;

Средние: ?Р ф =0,4-0,6 кг-с/см 2 - кровотечение из носа, ушей, ушибы до полома конечностей. Требуется госпитализация в течение 2-3 недель.

Тяжелые: ?Р ф =0,6-1,0 кг-с/см 2 - переломы, госпитализация до 3-4 месяцев, летальный исход.

Край нетяжелые: ?Р ф >1,0 кг-с/см 2 - летальный исход.

Методы защиты:

укрытия в защитных сооружениях ГО;

использование складок местности;

принять горизонтальное положение.

Световое излучение. Основной показатель - энергия светового излучения. Единица его измерения - кал/см 2 . На человека действуют два фактора поражения: ожоги и поражение органов зрения. Различают 3 вида степени ожогов:

I степень (U=2-4 кал/см 2) - покраснение кожи, лечения не требуется.

II степень (U=4-6 кал/см 2) - образование волдырей, повреждение кожного покрова, требуется амбулаторное лечение в течение 2-3 недель.

III степень (U=6-10 кал/см 2) - поражение подкожных тканей, требуется стационарное лечение до 3 месяцев.

IV степень (U=>10 кал/см 2) - летальный исход.

Методы защиты: укрытие в защитных сооружениях, складках местности, лечь на землю.

Проникающая радиация. Действует < 15 секунд., нейтронный поток. При воздействии радиации на здания и сооружения в больших дозах сами строительные материалы становятся источниками радиации. Радиация приводит к снижению производительности труда предприятий, т.к. необходимо работать в средствах защиты. Проникающая радиация оказывает влияние на монтаж РЭА (конденсаторы, диоды и т.д.), на фотоэлементы.

Радиоактивное заражение. Действует относительно продолжительное время. Источники заражения: продукты, образовавшиеся в результате ядерной реакции, горячие частицы (ядерное топливо), ядерное топливо, которое не вступило в реакцию. В зависимости от вида взрыва (наземный, подземный) - заражение местности и воздуха, т.е. создание радиационной обстановки.

Электромагнитное излучение. Действует единицы секунд. Распространяется на расстояние до 10 км. Приводит к пробою кабельного хозяйства, проводов в РЭА. Защита от электромагнитного импульса в эпицентре не помогает.

Поражающие факторы при аварии на радиационно-опасных объектах:

проникающая радиация;

Характеристика радиационных аварий.

Зоной ЧС радиационного характера называют территорию, в пределах которой в результате аварии на радиационно опасном объекте (РОО) происходит радиоактивное загрязнение (РЗ), вызывающее облучение людей выше допустимых норм.

Главными источниками радиоактивного загрязнения являются АЭС, предприятия ядерного цикла (предприятия по обогащению урана, переработке ядерного топлива, места хранения радиоактивных отходов), корабли с ядерными энергетическими установками и космические аппараты. На территории России в настоящее время функционирует около 400 радиационно-опасных объектов.

Радиационная авария - событие, произошедшее в результате потери управления над источником ионизирующего излучения, приведшее к незапланированному облучению людей и радиоактивному загрязнению окружающей среды.

Приняты несколько видов классификаций радиационных аварий. Наиболее распространена классификация по МАГАТЭ (Международное агентство по атомной энергетике) в зависимости от общей активности выбросов:

1-3 уровни (происшествия);

4-авария в пределах АЭС;

5 - авария с риском для окружающей среды;

6 - тяжелая авария (г. Виндскейл, Англия, 1957 г.);

7 - глобальная авария (ЧАЭС, СССР, 1986 г.).

Классы радиационных аварий (по их масштабам и последствиям):

Локальная - радиационные последствия ограничиваются одним зданием, сооружением с возможным облучением персонала.

Местная - радиационные последствия ограничиваются территорией АЭС, радиационно опасного объекта.

Общая - радиационные последствия распространяются за границу территории АЭС, радиационно опасного объекта.

В результате радиационных аварий, применения оружия массового поражения в случаях конфликтных ситуаций, возникают поражающие факторы , вызывающие поражения людей, с/х животных, растительности, разрушение зданий, сооружений, загрязнение окружающей среды.

Различают две группы факторов, вызывающих поражения людей при ядерных взрывах и радиационных авариях:

I группа – радиационные поражающие факторы :

Проникающая радиация,

Радиоактивное загрязнение местности.

II группа – нерадиационные поражающие факторы :

Ударная волна,

Световое излучение,

Электромагнитный импульс,

Острые или хронические психоэмоциональные перегрузки,

Радиофобия,

Нарушения привычного стереотипа жизни, режима и характера питания при длительном вынужденном нахождении на радиоактивно загрязненной местности.

Проникающая радиация представляет собой поток нейтронов и гамма-лучей, которые оказывают свое действие в момент взрыва и в течение последующего короткого промежутка времени.

Нейтронное излучение возникает в основном в процессе реакций деления и синтеза ядер. Эти реакции протекают в течение очень короткого промежутка времени (порядка 10 -6 с), поэтому нейтронное излучение воздействует на объекты, находящиеся в зоне его распространения, мгновенно.

Основными источниками гамма-излучения являются осколки деления ядер урана и плутония, а также атомы азота воздуха, окружающего зону взрыва, которые, захватывая нейтроны, переходят в нестабильное состояние и испускают гамма-кванты как излишек энергии. Вследствие распада короткоживущих продуктов деления и быстрого подъема радиоактивного облака действие гамма-излучения на наземные объекты после взрыва постепенно ослабевает и в пределах одной минуты после взрыва полностью прекращается.

Радиоактивное загрязнение местности (РЗМ) является основным и длительно действующим радиационным поражающим фактором радиационных аварий и ядерных взрывов.

Источниками радиоактивного загрязнения местности являются:

· продукты деления ядерного горючего (урана, плутония);

· не разделившаяся часть горючего.

Радиоактивное загрязнение местности возникает в результате выпадения радиоактивных веществ (РВ) на поверхность земли из радиоактивного облака вместе с осадками. Местность в экстремальных ситуациях считается загрязненной, если уровень радиоактивного излучения на высоте 70 см от поверхности земли не меньше 0,5 Р/ч.

Приблизительно через 10 минут после ядерного взрыва радиоактивное облако поднимается на максимальную высоту и далее движется по направлению ветра. При этом из него постепенно выпадают радиоактивные частицы и оседают на землю. Выпадающие радиоактивные частицы имеют различные размеры и изотопный состав. На близких расстояниях от места взрыва оседают крупные частицы, содержащие изотопы в более полном составе (как короткоживущие, так и долгоживущие). На дальних расстояниях от места взрыва оседают частицы меньших размеров, содержащие только долгоживущие изотопы.

По ходу движения облака формируется его наземный след, который принято разграничивать на зоны радиоактивного загрязнения. Формирование зон радиоактивного загрязнения по следу облака ядерного взрыва заканчивается, как правило, к исходу суток.

В более поздний период – через несколько недель после взрыва – радиоактивные частицы уходят в глубь почвы. Создается объемное загрязнение верхнего слоя почвы. Опасность пребывания человека на радиоактивно загрязненной местности в этот период уменьшается (снижается интенсивность воздействия гамма-излучения, уменьшается содержание радиоактивных частиц в поднимаемой с земли пыли).

Особенностью радиационных аварий на АЭС, ядерных реакторах является то, что процесс деления ядерного топлива, используемого в ядерных реакторах, продолжается длительное время. Поэтому в случае разрушения реактора в атмосферу могут длительное время поступать радиоактивные вещества (РВ). Подъем РВ осуществляется на незначительную высоту (800–1000 м), что объясняется небольшой мощностью теплового взрыва ядерного реактора (порядка 0,04 кт). На этой высоте и в течение длительного времени ветер меняет свое направление много раз, а поэтому ярко выраженного, как при ядерном взрыве, следа радиоактивного облака нет. РВ соединяется с дождевыми облаками и перемещается вместе с ними. Из дождевых облаков РВ выпадают вместе с осадками. В результате этого загрязненные территории могут быть значительными по своим размерам и находиться на очень больших расстояниях от места аварии, как это было в результате аварии на Чернобыльской АЭС.

При аварии, разрушении АЭС, ядерных реакторов загрязненная территория по уровням радиации делится на 5 зон:

М - зона слабого загрязнения с уровнем радиации на 1 ч после аварии = 0,025–0,1 Р/ч;

А - зона умеренного загрязнения с уровнями радиации на границах зоны = 0,1–1,0 Р/ч;

Б - зона среднего загрязнения с уровнями радиации на границах зоны = 1,0–3,0 Р/ч;

В - зона опасного загрязнения с уровнями радиации на границах зоны = 3,0–10,0 Р/ч;

Г - зона чрезмерно опасного загрязнения с уровнями радиации на внешней границе зоны = 10,0 Р/ч.

С течением времени из-за естественного распада РВ уровни радиации на следе радиоактивного облака уменьшаются. Для ядерного взрыва уровень радиации через 7 ч после взрыва уменьшается в 10 раз, через 2 суток - в 100 раз и через 7 недель - в 1000 раз.

При авариях на радиационноопасных объектах могут возникнутьследующие поражающие факторы радиационного характера :