19. Особености на радиоактивното замърсяване на атмосферата при аварии в аец. Ядрена авария

• 
  Илин и съавтори приемат, че авария е всяко краткотрайно или продължително ненормално изхвърляне в околната среда на голямо количество радиоактивни вещества.
  
• 
  Гусев и Белянов дават строго количествена дефиниция на ядрена авария, в зависимост от степента на дехерметизация на облицовката на горивните елементи.
  
• 
  според тях ядрена авария има когато над 1% от повърхността на горивните елементи имат газова нехерметичност за изотопите на криптона, ксенона и йода и над 0,1% нехерметичност, допускаща контакт на топлоносителя с ядреното гориво;
  
• 
  нехерметичност под горните проценти е в рамките на нормалната експлоатация на реакторите;
  

Мащабите на аварията и последствията за околната среда варират в широки граници.

• 
  Преобладаващата част от авариите, станали до сега са малки и са предизвикали радиоактивно замърсяване на малки територии в близост до реактора.
  
• 
  Най-тежките и най-опасни аварии в АЕЦ се дължат на загуба на контрол на верижната реакция и прегряване на горивните елементи, което може да завърши с парна или химическа експлозия.
  

• 
  парната експлозия се дължи на прегряване на водата в първи контур и може да предизвика разрушаване на част от инсталацията, включително и активната зона;
  
• 
  химическа експлозия настъпва при прегряване на водата в първи контур до много висока температура и деструкция на водата до водород и кислород. В такъв случай водородът може да се затопли и да предизвика експлозия;
  

• 
  Прегряването на водата може да се дължи на различни причини:
  

• 
  повреда в системата за регулиране на верижната реакция;
  
• 
  повреда (отказ) на помпите, които осигуряват циркулацията на топлоносителя (водата) в системата;
  
• 
  внезапно спиране на енергозахранването и др;
  

• 
  Ядрен взрив, аналогичен на експлозия на атомна бомба, е невъзможен, поради различния състав на ядреното гориво и различната конфигурация на горивните елементи в реактора.
  

• 
  грешки на оператора
  
• 
  отказ на оборудването
  
• 
  недостатъци в конструкцията
  
• 
  Най-честата причина за досегашните аварии в АЕЦ са грешките на персонала.
  
• 
  Една от най-големите аварии, станала в Чок Ривър, САЩ, е предизвикана от две грешки на оператора:
  

• 
  вместо да подаде забавител на неутрони (деутериева вода) операторът е прекратил постъпването на обикновена вода, използвана като топлоносител;
  
• 
  старши операторът забелязва тази грешка и наредил да бъдат въведени регулиращи (кадмиеви) пръти в активната зона, но операторът прави втора грешка, като извършва друга, ненужна операция;
  
• 
  в резултат на тези грешки активната зона бързо се прегрява и започнала да се стопява. Образувал се водород, който се запалил и предизвикал тежка химическа експлозия с разрушаване на активната зона;
  

• 
  С изключение на няколко тежки аварии, при всички останали е имало изхвърляне на изотопи през комина на централата.
  
• 
  Радиоактивното изхвърляне може да бъде под формата на струя или радиоактивен облак.
  
• 
  Факторите, от които зависи степента на радиоактивното замърсяване са:
  
  • 
    метереологични условия
    
  • 
    географски условия
    
  • 
    височина на комина
    
  • 
    продължителеност на изхвърлянето
    
  • 
    физико-химически свойства на аерозолите и др.
    
  • 
    При наличие на вятър изхвърлянето от комина е под формата на струя.
    
  • 
    При слаб вятър или пълно безветрие се образува радиоактивен облак, който се разпространява около централата чрез дифузия.
    

1. 
   Пряк път (начин) - външно облъчване с гама кванти и бета частици от изотопи, съдържащи се в атмосферата или отложени на земната повърхност.
   

• 
  Пряк път – вътрешно облъчване дължи се на радиоизотопи, постъпващи в организма чрез вдишвания въздух;
  
• 
  радиоактивните изотопи на благородните газове предизвикват само външно облъчване или облъчване на дихателните пътища. Те не се инкорпорират в организма, тъй като са инертни в химическо отношение и не участват в обменните процеси;
  
• 
  прекият път на формиране на погълнатата доза се наблюдава в зоната на локалните отлагания;
  

2. 
   Непрекият път на формиране на абсорбираната доза се дължи на вътрешно облъчване с радионуклиди, които постъпват в организма в резулатат на миграцията по хранителните или биологичните вериги.
   

• 
  Този начин на облъчване на организма се наблюдава при хора, живеещи в по-отдалечените от АЕЦ райони, т.е. в зоната на тропосферните отлагания.
  
• 
  Радиоактивното замърсяване при аварии в АЕЦ наподобява на това при ядрени взривове, но съществуват и разлики, които се дължат на различните условия, при които се формира радиоактивния облак.
  

• 
  При аварии в АЕЦ температурата не е много висока, поради което радиоактивните аерозоли и газове не се издигат на голяма височина.
  
• 
  Съществува разлика при различните типове реактори: при урано-графитените реактори температурите са по-високи, в сравнение с водно-водните и издигането на радиоактивните аерозоли е по-високо.
  
• 
  Освен това голямото количество графит в тези реактори обуславя възникване на крупни пожари, с изхвърляне на големи количества радиоактивни вещества.
  
• 
  В резултат на тези особености урано-графитените реактори формират тропосферни (континентални) отлагания.
  
• 
  По-ниските температури при аварии в АЕЦ обуславят образуване на по-големи аерозолни частици, включително "горещи частици".
  

• 
  Горещите частици са два вида:
  
  • 
    стандартни, с относително постоянен състав - цирконий,
    ниобий, ротений, барий, церий, уран и др.
    

• 
  моноелементи, в които преобладава един радионуклид -
  рутений или барий или церий и т.н.
  
• 
  една рутениева частица с активност 40 - 50 kBq образува две зони в тъканите: летална – на разстояние 1 мм от частицата, където причинява абсолютна клетъчна смърт и сублетална зона, в която се развива злокачествена дегенерация.
  

• 
  При аварии в ядрени реактори радиоактивното замърсяване е много по-продължително в сравнение с ядрените взривове.
  
• 
  При ядрените аварии съставът на радиоактивните изхвърляния зависи от времето на презареждане на реактора с ядрено гориво С течение на времето в горивните елементи се натрупват повече дългоживеещи изотопи, а делът на краткоживеещите намалява непрекъснато.
  
• 
  При ядрени аварии в околната среда се изхвърля сравнително малка част от общата радиоактивност в реактора, докато при ядрени взривове почти 100% от образуваните изотопи. При аварията в Чернобил са изхвърлени само 3% от радионуклидите в реактора.