Назначение и основные задачи радиационной и химической защиты при катастрофах и авариях на радиационно и химически опасных объектах экономики.

Для современной промышленности является характерным значительная концентрация на их территориях потенциально опасных веществ и технологий. Производительность современных нефтеперерабатывающих заводов например превышает в среднем 10 млн. тонн нефти в год, что означает наличие одновременно на промышленных площадках предприятий площадью от 0.5 до 2 км² до 300 - 500 тыс. тонн углеводородного топлива, энергосодержание которого эквивалентно примерно 3-5 мегатоннам тротила. О росте потенциальных опасностей предприятий можно судить по удельным (на единицу площади или душу населения) величинам смертельных для человека доз продуктов ядерной или химической промышленности. Так, в различных производствах Западной Европы эта величина по мышьяку составляет 0, 5 млрд. доз, по барию - 5 млрд. доз, по фосгену, аммиаку или синильной кислоте - 100 млрд. доз, хлору - 10000 млрд. доз, а по радиоактивным продуктам - 10 млрд. доз. Очевидно, что это является достаточно условным понятием, однако, анализ характера развития аварий на объектах с эксплуатацией специализированных энергетических установок (СЭУ) и химически опасных объектах (ХОО) показывает следующее. В случаях аварий на потенциально опасных объектах экономики радиоактивному загрязнению или химическому заражению подвергаются не только районы аварий но и территории местности, удалённые на десятки и сотни километров от места аварии.

Особую опасность для жизни и деятельности населения и личного состава ГПС представляют аварии на потенциально опасных объектах: в первую очередь РОО и ХОО. В нашем регионе основными РОО являются: ЛАЭС, Ленспецкомбинат, НИТИ (г. Сосновый Бор), ЛИЯФ г. Гатчина, Ленинградское адмиралтейское объединение, ГИПХ, ЦНИИ им. Крылова, Балтийский завод (ЯЭУ и хранилище твэлов), ВМУ им. Дзержинского (тренажер ЯЭУ). В г. Санкт-Петербурге и Ленинградской области имеется более 1 тыс. мест радиоактивных захоронений (до 1 мР/ч; 1 мР/ч-1 Р/ч; > 1 Р/ч). Так, в результате бесконтрольного сброса радиоактивных отходов в 1949-1952 годах на объектах с СЭУ в речную систему Теча-Исеть-Тобол-Иртыш-Обь облучению подверглось около 124 тыс. человек населения, проживающего по берегам указанных рек. К концу 1952 г. было снесено 46 населённых пунктов и выселено более 7 тыс. человек. 29.09.1957 г. в результате радиационной аварии на ПО " Маяк" (Южный Урал) взрывом в атмосферу было выброшено от 70 до 80 т. высокоактивных отходов радиохимического производства. Загрязнению радиоактивными веществами подверглись территории Челябинской, Свердловской и Тюменской областей. На площади около 15 тыс. кв. км плотность загрязнения составляла до 2 КИ/кв. км. Всего облучению подверглось свыше 400 тыс. человек, было выведено из оборота более 100 тыс. га земли (в настоящее время народному хозяйству возвращено около 40 тыс. га).

В 1967 г. в результате ветровой эрозии произошло оголение береговой полосы озера Карагай, являвшегося хранилищем радиоактивных отходов, произошёл их вынос на территорию Челябинской области. Площадь загрязнения составила 2, 7 тыс. кв. км, облучению подверглось около 42 тыс. человек.

В результате аварии на ЧАЭС радиоактивному загрязнению подверглось:

- в Российской Федерации - 11 областей (Брянская, Калужская, Орловская, Рязанская, Смоленская, Тульская, Курская, Липецкая, Воронежская, Белгородская и Ленинградская области);

- на Украине - 6 областей (Житомирская, Киевская, Ровенская, Черниговская, Черкасская и Винницкая области);

- в Белоруссии - 5 областей (Гомельская, Могилёвская, Брестская, Минская и Витебская области.

Таблица 6. Площади радиоактивного загрязнения при аварии на ЧАЭС (в кв. км)

В Ленинградской области в " зону особого внимания" попадают юго-западные районы: Кингисепский, Ломоносовский, Волосовский, Лужский и Гатчинский. После аварии повысилась мощность дозы облучения (уровень радиации) на площади примерно 1200 кв. км с северо-запада на юго-восток вдоль оси Усть-Луга-Котлы-Волосово-Дивенская. Здесь имеются участки территории (местности) где активность превышает 5 КИ/кв. км. Самая большая зона загрязнения с центром в г. Котлы. Основное пятно с плотностью загрязнения более 2 КИ/кв.км. имеет площадь около 800 кв. км и расположено в районе Усть-Луга-Тарайка-Котлы.

Особенности формирования следа радиоактивного облака и характера поражающего действия при аварии АЭС:

1. При ядерном взрыве радиоактивное облако поднимается на высоту H = 10 - 20 км и формирование следа не зависит от атмосферных осадков. При аварии на АЭС выброс радиоактивных веществ (РВ) происходит до Н = 1, 5 км, причем наличие кучевых облаков, изменения направления и скорости ветра на этих высотах приводит к неравномерному загрязнению местности в виде " пятен".

2. Продукты ядерного взрыва представляют короткоживущие радионуклиды более крупной фракции до 500 мкм, тогда как при выбросе АС - частицы от 10 - 40 мкм в газоаэрозольном состоянии в основном долгоживущие. Чем больше времени работает реактор, тем больше в процентном отношении будет в выбросе долгоживущих радионуклидов. Отсюда принципиально иной характер спада мощности дозы излучения по сравнению с заражением при ядерном взрыве.

3. При ядерном взрыве основная масса радиоактивных частиц выпадает из облака в течении одного часа, при аварии АС они долго оседают в течении 10 суток.

4. Исходя из характера состава радионуклидов при заражении местности поражающее действие людей будет определятся:

- при ядерном взрыве в основном за счет получения личным составом дозы от внешнего облучения;

- при аварии АС в основном за счет получения личным составом дозы от внутреннего облучения.

Необходимо отметить, что при аварии на ЧАЭС выброс радионуклидов на 6 мая 1986 г. составил около 1, 9 х 10 Бк, или упрощено 63 кг, что соответствует 3, 5 % количества радионуклидов в реакторе на момент аварии. (Всего было наработано 414 кг " Плутония-239" и 34 кг " Плутония-241"; который активнее первого в 130-210 раз). При взрыве атомной бомбы мощностью 20 кт, сброшенной на Хиросиму в 1945 году, образовалось 740 г радиоактивных отходов, то есть выброс вредных радионуклидов при аварии оказался эквивалентным действию примерно 85 бомб мощностью по 20 кт. По последним данным наибольшую опасность для здоровья людей в районе РЗ в настоящее время представляет не " Плутоний-241", имеющий период полураспада 15 лет, а образующийся из него " Америций-241" с периодом полураспада 433 года. Опасность заключается в том, что для него характерен интенсивный разрушительный эффект Сцилларда-Чаллирса, когда в живом веществе возникают каверны, каналы от ядер " Нептуния-273" в свою очередь возникающего при распаде америция-241. 12.09.1990 г. в результате нарушения правил проведения сварочных работ в цехе бериллиевого производства Усть-Каменогорского завода ядерного топлива (Казахстан) произошёл взрыв водорода и в атмосферу была выброшена пылегазовая смесь с концентрацией бериллия в 60-890 раз превышающей предельно допустимые концентрации (ПДК); при взрыве погибло 6 человек. Облако распространилось над городом, захватив район, в котором находились 23 школы, 42 дошкольных учреждений, 3 профтехучилища, 2 высших учебных заведения и проживало свыше 120 тыс. человек, большинство из которых было эвакуировано из района загрязнения. Медицинские исследования показали, что у 86 детей было обнаружено содержание в организме бериллия в 1, 5-5 раз превышающее ПДК.

В настоящее время на территории РФ в более чем 500 городах и населённых пунктах размещено свыше 2 тысяч предприятий использующих или производящих АХОВ. На территории г. С-Петербурга и Ленинградской области расположено 114 химически опасных объектов (ХОО).Практический опыт показывает, что при производственных авариях с выбросом АХОВ (ОВ) на объектах экономики глубина зон химического заражения может достигать десятков км, а вторичные факторы аварий могут оказывать существенное влияние на жизнедеятельность населения проживающего даже на значительном удалении от очагов (зон) возникновения аварий.

Следует отметить, что фильтрующие противогазы практически не способны осуществлять защиту населения и личного состава ГПС в зонах распространения АХОВ (защитное действие по хлору-до 40 минут, по аммиаку-1, 5-3 минуты). В настоящее время разработаны дополнительные коробки для защиты от различных АХОВ: ДПГ-1, ДПГ-3, ПЗУ. Так например, при аварии, сопровождавшейся пожаром, на территории предприятия по выпуску минеральных удобрений ПО " Азот" вблизи г. Ионава (удаление 5 км и 32 км от г. Каунаса, Литва) сложилась катастрофическая обстановка. В 11 час. 08 мин. произошло разрушение изотермического железобетонного хранилища аммиака и 7 тыс. тонн жидкого аммиака растеклось по территории производственных и складских корпусов цеха нитрофоски, охватив площадь около 10 тыс. кв. м и глубиной до 20 см. Образовавшееся в результате испарения жидкого аммиака газовое облако быстро распространялось по направлению ветра, а поверхность жидкого аммиака спустя 3-5 минут после разлива воспламенилась. Горение распространилось на здание склада готовой продукции, где находилось 27 тыс. тонн нитрофосфорных удобрений. Последние также воспламенились, выделяя в дым около десяти видов химических веществ по своим поражающим действиям сопоставимые с боевыми ОВ типа фосген, синильная кислота, хлорциан и т.п. Глубина распространения заражённого облака достигала 30 км, площадь зоны химического заражения составляла около 400 кв. км, захватив полностью г. Ионава с населением численностью свыше 50 тыс. человек, большинство из которых было эвакуировано. В результате аварии и пожара погибло 7 человек, получили отравление и обморожения 64 человека. Горение на территории объединения продолжалось до 13 часов 23.03.1989 г.

Достаточно характерной по своему развитию считается производственная авария ранним утром 19.11.1984 г. на северной окраине столицы Мексики на территории промышленного предприятия " Сан Хуанико", где собирался, хранился нефтяной газ (пропан, бутан и их смеси) для распределения его между оптовыми потребителями. В резервуарном парке размерами 100 х 100 м, состоявшем из 6 сферических и 48 цилиндрических ёмкостей, хранилось 16 тыс. куб. м (8000 т) сжиженного нефтяного газа (СНГ).

На начало аварии энергонасыщеность резервуарного парка составляла 600 кг топлива кв. метр.

Воспламенившееся от факельного устройства облако паров СНГ сдетонировало в 5 час. 44 мин. местного времени. Под действием теплового излучения и ударной волны взрыва были повреждены резервуары и трубопроводы. Это привело к последующим взрывам резервуаров с перегретыми сжиженными газами. Первый крупный взрыв резервуара произошёл в 5 час. 46 мин., последний - в 7 часов 01 мин. Точное число мелких взрывов установить не удалось, последний из них зарегистрирован в 11 час. Возникавшие при взрывах огненные шары имели размеры от 600 до 200 м в диаметре и существовали от 90 до 30 с.

В результате аварии полностью уничтожено предприятие " Сан-Хуанико", соседние с ним промышленные объекты и прилегающие жилые дома. Погибло около 500 и 7 тыс. человек серьёзно пострадали. Свыше 200 тыс. человек были эвакуированы из района аварии. Опыт показывает, что не только в процессе развития аварий, но и при ликвидации их последствий и восстановлении нарушенных коммуникаций возникает ряд серьёзных проблем, связанных в первую очередь с необходимостью решения целого комплекса мероприятий радиационной и химической защиты, обеспечивающих восстановление объектов экономики, жизнедеятельности населения, а также эффективные действия формирований (подразделений) аварийно-спасательных и аварийно-восстановительных служб (АС и АВС).

Особенности развития КПА на АЭС и ХОО, а также опыт ликвидации их последствий свидетельствует о различии принципов и способов защиты населения, проживающего вблизи указанных объектов, а также личного состава подразделений, участвующих в проведении АСР на АЭС и ХОО. Следует подчеркнуть, что, и это естественно, основной вклад в защиту населения от любого риска, связанного с эксплуатацией ядерной установки или химической технологии, вносят технологические меры безопасности, высокое качество проектирования и строительства, компетенция обслуживающего и ремонтного персонала, правильный выбор площадки и эффективная гарантия качества. Это так называемый первичный уровень защиты объектов и, соответственно, населения. Указанные меры уменьшают вероятность и потенциальные масштабы последствий аварий. Вместе с тем, возможность аварий не может быть полностью исключена и, следовательно, так называемое аварийное планирование следует рассматривать как вторичный уровень защиты, необходимый для смягчения последствий аварий.

При этом конкретный ход развития какой-либо аварии не может служить основой для разработки рекомендаций о принципах планирования на чрезвычайные обстоятельства, но вместе с тем описания всех зарегистрированных аварий являются как бы характерным диапазоном потенциальных аварий, служащим основанием для планирования мероприятий и введения конкретных мер защиты.

Важнейшим параметром для принятия решения о введении мер защиты населения, обслуживающего персонала и личного состава подразделений при авариях на АЭС является уровень индивидуальной дозы облучения (наряду с другим параметром ожидаемой коллективной эквивалентной дозы). Последняя будет формироваться за счёт доз облучения лиц, находившихся на значительном удалении от места аварии и при низких уровнях индивидуальной дозы, которые практически невозможно избежать.

При авариях на ХОО основным параметром, характеризующим меры защиты, является величина возможной токсической дозы АХОВ (ОВ) в воздухе (различают смертельную, пороговую, и минимально действующую токсическую дозы) и, прежде всего, ингаляционной токсической дозы, характерной для газообразных высоколетучих АХОВ и ОВ.

В целях защиты населения в случае аварий на РОО и ХОО проводится комплекс мероприятий радиационной и химической защиты (РХЗ).

РХЗ - организуется с целью исключить или максимально ослабить воздействия поражающих факторов на личный состав ГПС и население при аварии на РОО и ХОО, сохранить боеспособность личного состава ГПС, обеспечить выполнение поставленных боевых задач.

Основные задачи РХЗ:

1. Своевременное выявление последствий РХЗ, предупреждение и оповещение сил ГО и населения об опасности поражения.

2. Надежная защита сил ГО, населения и материальных ценностей от поражения и заражения РВ, ОВ и АХОВ.

3. Ликвидация последствий радиоактивного и химического заражения.

Успешное решение этих задач возможно путем осуществления комплекса мероприятий РХЗ:

1. Организация оповещения населения и личного состава ГПС о возможном радиоактивном и химическом заражении.

2. Организация и ведение радиационной и химической разведки на территории.

3. Проведение эвакуационных мероприятий, использование коллективных и индивидуальных средств защиты.

4. Проведение оценки радиационной и химической обстановки и выбор режима радиационной защиты (РРЗ).

5. Организация и ведение дозиметрического и химического контроля.

6. Организация и проведение работ по локализации и ликвидации последствий радиоактивного и химического заражения.

Анализ уровней защиты АЭС, объектов с СЭУ и И.И.И., а также ХОО (первичного - на стадии проектирования и строительства и вторичного - аварийного) позволяет выявить общие принципы защиты населения, обслуживающего персонала и личного состава подразделений, участвующих в ликвидации последствий крупных производственных аварий на указанных объектах, несмотря на существенные различия между ними. Речь в первую очередь идёт о вторичном (аварийном) уровне защиты, так как при авариях на АЭС и ХОО, как правило, происходят массовые поражения людей, а ликвидация последствий аварий на них требует больших людских, временных и материальных затрат.

В связи с промышленными авариями и катастрофами только в 1977-88 г.г. в мире было эвакуировано свыше 1 млн. человек, и них 90 % - в период после 1979 г., в том числе более половины - только в 1984 г.

Специалистами были определены основные направления организации и обеспечения защиты населения и ликвидации последствий аварий на АЭС и ХОО:

1. Разработка мероприятий по предупреждению или снижению последствий аварий.

2. Создание локальных автоматизированных систем выявления заражения и оповещения населения об угрозе поражения от РВ и ОВ (АХОВ).

3. Разработка эффективных средств индивидуальной защиты и обеспечения ими населения и л.с.

4. Подготовка и поддержание в готовности сил и средств для ликвидации последствий аварий.

5. Подготовка населения и органов ГО к действиям в экстремальных условиях.

Основные способы защиты населения и личного состава ГПС при чрезвычайных ситуациях являются:

1. Укрытие личного состава ГПС и населения в защитных сооружениях.

2. Проведение эвакуационных мероприятий.

3. Использование средств индивидуальной защиты и средств медицинской защиты.

Одновременно, при разработке общих принципов защиты при аварийном планировании ход развития КПА на АЭС и ХОО целесообразно идентифицировать в три последовательных временных этапа, общих для всех аварий, называемые: начальным, промежуточным и восстановительным. Такое разделение аварий на временные этапы тем более имеет смысл, т.к. на каждом этапе характер поражения населения и личного состава может существенно отличаться (пути и характер облучения - при авариях на АЭС и характер отравления - при авариях на ХОО), что будет требовать введение различных мер защиты.

Указанные временные этапы развития аварий вполне соответствуют уже рассмотренным 4-ём фазам: при этом начальному этапу соответствует 1-ая фаза, промежуточному - 2 и 3-я фазы и восстановительному этапу - 4-ая фаза развития аварии.

При авариях на АЭС меры (способы) защиты населения и личного состава будут зависеть в первую очередь от различных путей радиационного воздействия на организм человека.

При авариях на ХОО, учитывая недостаточную эффективность СИЗОД наибольшее значение имеют такие меры (способы) защиты как эвакуация населения из районов заражения, укрытие населения в средствах коллективной защиты с одновременной защитой органов дыхания, контроль доступа в район заражения, а также санитарная обработка и медицинская помощь населению.

Мероприятия по защите населения и личного состава ГПС планируются и осуществляются заблаговременно во всех регионах страны, где имеется малейшая угроза для массового поражения людей при авариях на АЭС и ХОО. В отдельных случаях население укрывается в защитных сооружениях: убежищах и противорадиационных укрытиях; последние могут быть приспособленными для этих целей подземными помещениями. При этом защита населения обеспечивается использованием средств индивидуальной защиты и, в первую очередь, защиты органов дыхания.

Достаточно эффективной мерой защиты населения посредством снижения потенциального облучения от облака воздушного выброса РВ является своевременное оповещение о необходимости нахождения людей в закрытых помещениях. Это позволит снизить внешнее облучение примерно в 2-10 раз, в зависимости от типа здания. Чем больше размеры зданий, тем выше фактор снижения дозы. Закрытие окон и дверей в момент прохождения облака выброса РВ и выключение систем вентиляции и наоборот, открытие проёмов и проветривание помещений после прохождения облака выброса РВ способствует снижению доз облучения за счёт вдыхания радионуклидов и от поверхностного загрязнения людей. В сочетании с этим применение СИЗОД может обеспечить дополнительное снижение (до 10 раз) доз от ингаляционного поступления в организм РВ.

Применение стабильных химических соединений могут блокировать или снижать поглощение отдельными органами определённых токсических агентов, в том числе и радионуклидов. Соединения стабильного йода (иодиткалия или иодат калия) является эффективным средством уменьшения количества радиоактивных изотопов йода (Йод -131), попадающего в щитовидную железу. Эти соединения однако не снижают дозы от других радионуклидов, попадающих в организм. Стабильный йод необходимо принимать до поступления в организм радионуклидов или как можно быстрее, так как даже через 6 часов после разового поступления И-131 может снизить потенциальную дозу на щитовидную железу примерно в 2 раза.

СОДЕРЖАНИЕ МЕРОПРИЯТИЙ РАДИАЦИОННОЙ И ХИМИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ (РХЗ) ПРИ АВАРИЯХ НА АЭС И ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫХ ОБЪЕКТАХ.

Сложность выполнения задач, стоящих перед подразделениями ГПС МВД, привлекаемыми к тушению пожаров, локализации опасных факторов и ликвидации последствий производимых аварией на АЭС и объектах с наличием специальных энергетических установок (СЭУ), заключается прежде всего в обеспечении безопасности (надёжной защиты) личного состава от радиоактивного облучения на начальной стадии их сосредоточения на объекте.

По данным на 1990г. в 32 странах мира работало 417 ядерных реакторов с суммарной мощностью около 300 тыс. МВт, в том числе 56 реакторов с общей мощностью 33, 6 тыс. МВт - на территории государств СНГ. В стадии строительства в различных странах находятся ещё 120 реакторов с общей мощностью свыше 100 тыс. МВт.

Многолетний опыт эксплуатации АЭС позволил выявить целый ряд негативных моментов, одним из которых является опасность возникновения пожаров и аварий на них по различным причинам с тяжёлыми последствиями. Так, в частности, произошло 26.04.1986 г. на Чернобыльской АЭС, где в результате двух последовательных тепловых взрывов смеси водорода и оксида углерода произошло разрушение реактора, перекрытия и части здания 4-го энергоблока с последующим возникновением более чем 30 очагов пожаров, из-за повреждений маслопроводов и замыканий электрокабелей. Создалась угроза разрушения 3-го энергоблока. Выброс раскалённого радиоактивного графита привёл к радиоактивному заражению местности на значительной территории, а также возникновению мощного ионизационного (ионизирующего) излучения (И.И.).

И.И. - любое излучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию электрических зарядов разных знаков. Оно характеризуется мощностью, которая снижается по мере удаления от источника ионизирующих излучений.

Источниками ионизирующих излучений на объектах являются:

- жидкие и твёрдые радиоактивные отходы;

- специальные энергетические установки (СЭУ);

- контрольные источники для аппаратуры радиационного контроля;

- источники, служащие для гаммарентгенодефектоскопии;

- источники в приборах сигнализации в местах их установки и хранения.

Очевидно, что ионизирующее излучение представляет наибольшую опасность для личного состава подразделений ГПС, участвующего в локализации (ликвидации) аварийных ситуаций на объектах имеющих СЭУ, так как в этом случае спасатели будут находится непосредственно в аварийной зоне, характеризующейся наличием, как правило, мощных ионизирующих излучений.

Авария в СЭУ - это непроизвольное повышение мощности или потеря контроля и способности управления процессами цепной реакции приводящее к разрушению защитных оболочек установки и возникновению ионизирующего излучения (в виде направленного движения потока бета, альфа и гамма частиц нейтронного излучения).

Аварийная зона - место или участок территории (рабочее место, помещение, здание, группа зданий и сооружений и т.д.), где произошла авария. Размеры аварийной зоны с точки зрения радиоактивной безопасности определяются оперативной группой дозиметрического контроля объекта.

Эксплуатация объектов с СЭУ в различных условиях и режимах регламентируется следующими документами:

1. Нормы радиационной безопасности (НРБ-83/96).

2. Основные санитарные правила (ОСП-72/87).

3. Общие правила безопасности (ОПБ-88).

НРБ-83/96 устанавливают систему дозовых пределов и принципы их применения. В основу положены отечественный опыт обеспечения условий радиационной безопасности, результаты работ российских и зарубежных учёных, а также рекомендации Международной комиссии по радиологической защите (МКРЗ). НРБ-83/96 основаны на следующих основных принципах радиационной безопасности:

- не превышение установленного основного предела;

- исключение всякого необоснованного облучения;

- снижение дозы облучения до возможного низкого уровня.

В качестве основных дозовых пределов в зависимости от группы критических органов для категории работающих лиц А устанавливается предельно допустимая доза за календарный год (ПДД), для категории Б (население, проживающее на загрязненной территории) - предел дозы (ПД) за календарный год.

Для невоенизированных формирований ГО и личного состава, принимающих участие в АСР, допускается увеличение установленных дозовых пределов в 2 раза за календарный год.

Таблица 7. ПДД суммарного внешнего и внутреннего облучения мЗв/год (бэр/год)

Примечание: В знаменателе даны новые значения допустимых доз, установленных законом " Радиационная безопасность" и вводимых с 2000-го года.

В условиях боевых действий ПДД составляют:

1. В течении первых 4-х суток - 50 Р.

2. В течении месяца - 100 Р.

3. В течении квартала - 200 Р.

4. В течении года - 300 Р.

Степени лучевой болезни:

1. Первая (лёгкая) - доза 100-250 Р.

2. Вторая (средней тяжести) - доза 250-400 Р.

3. Третья (тяжёлая) - доза 400-700 Р.

4. Четвёртая (крайне тяжёлая) - доза > 700 Р. (1 рад = 1 р; 1, 14 р = 1 бэр.)