Анализ аварии на Чернобыльской Атомной Электростанции (ЧАЭС)

    Первоочередной  задачей по ликвидации последствий  аварии было осуществление комплекса  работа, направленного на прекращение  выбросов радиоактивных веществ. С  помощью военных вертолетов очаг аварии забрасывался теплоотводящими и фильтрующими материалами, что позволило значительно сократить, а затем и ликвидировать выброс радиоактивности в окружающую среду. Такими материалами являлись различные соединения бора, доломит, свинец, песок, глина. С 27 апреля, по 10 мая, на объект было сброшено около 5000 тонн этих материалов. В результате этого, шахта реактора была покрыта сыпучей массой, что прекратило выброс радиоактивных веществ. Также началась снижаться температура в кратере блока, чему способствовала и подача жидкого азота в пространство под шахту реактора. После этого были начаты работы по очистке наиболее загрязненных радиоактивными выбросами участков территории ЧАЭС. Наиболее загрязненными оказались кровельные покрытия 3-го энергоблока. На них попали осколки реакторного топлива, куски графитовой кладки, обломки конструкции. Именно здесь создавался радиационный фон, не позволяющий приступить к работам внутри станции, осуществлять мероприятия по захоронению 4-го энергоблока. Большая часть этой работы была выполнена вручную. Очищали крышу в основном военнослужащие. Несмотря на то, что их рабочая смена длилась от 20 секунд до 1 минуты, многие из них, несомненно, подверглись воздействию радиационного излучения.

    После очистки крыши 3-го энергоблока, начались работы по зачистке территории станции и прилегающих районов. Часть работ выполнялась специальной техникой с дистанционным управлением, но на части работ использовались люди, опять в основном военнослужащие.

    Участки ЧАЭС загрязненные мелкими выбросами  и радиоактивной пылью, очищались  специальной адсорбирующей пленкой. После распыления на поверхности, она застывала, схватывая пыль и прочий мусор, а затем сворачивалась и вывозилась для захоронения. Широко применялась пожарная и военная техника, с помощью которой обмывались стены и крыши зданий. Не отказывались от обычных сборов с территории радиоактивной грязи. Ее счищали бульдозерами, скреперами, вывозили и захоранивали. Затем эти участки покрывались бетоном, асфальтом и другими видами покрытий. Участок соснового леса, по которому прошел радиоактивный след ( так называемый “рыжий лес”), был полностью убран, и также вывезен для захоронения. Радиоактивная вода, затопившая подреакторные помещения была откачана в специально приготовленные емкости. Для предотвращения радиоактивного заражения грунтовых вод, были возведены соответствующие гидротехнические сооружения под корпусом 4-го энергоблока. Одновременно с этим велись работы по радиационному контролю и дезактивации радиационных пятен в пределах тридцатикилометровой зоны от места аварии. Работы по дезактивации продолжались вплоть до октября-ноября 1986 года, после чего радиационный фон был снижен настолько, что в эксплуатацию вновь ввели первую очередь атомной станции.

    Для полной безопасности работы ЧАЭС, было принято решение закрыть поврежденный реактор специальным укрытием. В район 4-го энергоблока, при ликвидации аварии сгребалась вся радиоактивная грязь, радиоактивные осколки и конструкции., заранее рассчитывая устроить на этом месте могильник радиоактивных отходов. Проект получил инженерное название “Укрытие”, но широкой публике он более известен под названием “Саркофаг”. Суть проекта заключалась в том, чтобы залить поврежденный реактор слоем покрытых в определенных местах свинцом металлических конструкций заполненных бетоном. Особая сложность  в этом проекте представляла стена 3-го энергоблока смежная с 4-м энергоблоком. Раньше оба реакторных цеха были соединены между собой различными коммуникациями и оборудованием. В настоящее время между энергоблоками возведена стена из свинца стали и бетона называемая “стеной биологической защиты”. После ее установки были начаты работы по дезактивации третьего энергоблока. При строительстве “Саркофага” было уложено около 300 тысяч кубических метров бетона, смонтировано свыше 6 тысяч тонн различных металлоконструкций. Таким образом в октябре 1986 года “Укрытие” плотно запечатало то, что было раньше 4-м энергоблоком ЧАЭС. В то же время “Укрытие” не полностью герметично. Оно имеет специальные вентиляционные каналы для охлаждения реактора, снабженные специальными фильтрами, обширный комплекс диагностического и радиометрического оборудования, систему активной ядерной защиты, для предотвращения возникновения цепной реакции в бывшем реакторе.  Таким образом была обеспечена надежная консервация разрушенного реактора, предотвращен выход аэрозолей в окружающую среду, обеспечена ядерная безопасность объекта. 

    Распространение радиации  

    Как уже говорилось, процесс выброса  радионуклидов из разрушенного реактора был  растянут во времени и состоял  из нескольких стадий.

    На  I стадии было выброшено диспергированное  топливо,  в котором состав радионуклидов соответствовал таковому  в облученном  топливе, но  был обогащен летучими изотопами йода теллура, цезия и благородных газов.     

    На  II  стадии  благодаря предпринимаемым  мерам  по прекращению горения  графита  и  фильтрации  выброса  мощность  выброса  уменьшилась. Потоками горячего воздуха и продуктами горения  графита из реактора выносилось радиоактивное мелкодиспергированное топливо.

    Для  III  стадии  характерным  было  быстрое  нарастание мощности  выхода  продуктов  деления  за  пределы  реакторного   блока.  За счет  остаточного  тепловыделения   температура  топлива   в  активной зоне  превышала  1700  С,  что в  свою очередь  обусловливало температурно-зависимую миграцию  продуктов деления и   химические  превращения оксида  урана которые из топливной матрицы выносились  в аэрозольной форме на продуктах сгорания графита.                        

    Первоначально распространение радиоактивного загрязнения  воздушных потоков происходило в западном и северном направлениях, в последующие два-три дня - в северном, а с 29 апреля в течении нескольких дней - в южном направлении ( в сторону Киева).

    Значительная  часть площадей водосбора Днепр  Припяти подверглись  интенсивному   радиоактивному   загрязнению.   Нижние  участки  Припяти,  Днепра  и  верхняя  часть  Киевского  водохранилища  вошли в З0-ти километровую зону отселения.

    В соответствии с метеорологическими условиями переноса воз душных масс вышедшие за пределы реактора радионуклиды распространялись на площади водосбора и акватории  Днепра, его  водохранилищ притоков и Днепровско - Бугского лимана.                           

    Уже в первые дни после аварии радиоактивные  аэрозоли поступили  в  водоемы  а  затем дождем  смывались с загрязненных водосборов.

      Уровни радиоактивного  загрязнения  природных  вод определялись  расстоянием от  ЧАЭС и  интенсивностью  выпадения  аэрозолей, смывом  с территории водосбору  а в днепровских водохранилищах  - временем "добегания" загрязненных масс воды.  Поступившие в  водоемы радионуклиды включились в абиотические (воды, взвеси, донные отложения) и  биотические  компоненты  (гидробионты   различных  трофических уровней).  При  распаде короткоживущих  радионуклидов определилась гидроэкологическая значимость наиболее биологически опасных долгоживущих стронция-90 и цезия-137.                            

    Загрязненные  воздушные массы распространились затем на значительные расстояния по территории Белоруссии, Украины и  России, а также за пределы Советского Союза. В ряде стран были зафиксированы незначительные повышения уровня радиации, выявлены некоторые нуклиды, выброс которых в атмосферу произошел в результате аварии в Чернобыле. Прежде всего это было зарегистрировано соответствующими службами в Швеции ( в 6 часов утра 1986г), затем в Финляндии, Польше. Всего поступила информация о радиологических изменениях и принятых защитных мерах от 23 государств. Данные показали, что в результате погодных условий во время самой аварии на ЧАЭС, в Европе произошло определенное радиационное загрязнение территорий. Кроме того, первоначальный выброс из поврежденного реактора ( высота которого составляла около 1200 метров) привел к переносу небольших количеств радиоактивных веществ за пределы Европы, включая Китай, Японию и США. 

    Медицинские аспекты аварии 

    Радиационное  излучение происходит не только вследствие каких-либо неполадок в ядерных  установках или после взрыва атомных  бомб. Все живое на земле, так или  иначе, находится под воздействием радиационного фона. Он складывается из двух составляющих: естественного фона и так называемого техногенного, являющегося следствием технической деятельности человека. Естественный фон формируется за счет космического излучения и процессов происходящих в недрах земли. Техногенные источники радиационного фона формируются за счет медицинских рентгеновских обследований, просмотра телепередач, пребывания в современных зданиях, участия в производственных процессах и других факторов. В итоге, каждый житель земли получает в среднем в год радиационную дозу равную 300-500 миллибэр (мбэр). Бэр - единица облучения эквивалентная 1 рентгену применяется для оценки опасности ионизирующего излучения для человека. Ученые определили, что клинически определяются незначительные кратковременные изменения состава крови при облучении дозой 75 бэр. Рассмотрим, какие дозы могут быть получены при различных условиях, и каково их действие на человека.

• 0,5 мбэр - ежедневный трехчасовой просмотр телевизора в течении года
• 100 мбэр - фоновое облучение за год
• 500 мбэр - допустимое облучение персонала в нормальных условиях
• 3 бэр ( 1 бэр = 1000 мбэр) - облучение при рентгенографии зубов
• 5 бэр - допустимое облучение персонала атомных станций за год
• 10 бэр - допустимое аварийное облучение населения (разовое)
• 25 бэр - допустимое облучение персонала (разовое)
• 30 бэр - облучение при рентгеноскопии желудка (местное)
• 75 бэр - незначительное кратковременное изменение состава крови
• 100 бэр - нижний уровень развития легкой степени лучевой болезни
• 450 бэр - тяжелая степень лучевой болезни (погибает 50% облученных)
• 600-700 бэр - однократно полученная доза считается абсолютно смертельной.

    Неблагоприятные последствия облучения могут  возникнуть в двух случаях. Первое - в результате интенсивного кратковременного облучения, и второе - как итог относительно длительного облучения малыми дозами. На площадке Чернобыльской АЭС произошел первый случай, где часть персонала, пожарные оказались в зоне именно высокого облучения. В результате у некоторых из них возникла лучевая болезнь, в том числе и в тяжелой форме. Как известно, 28 человек скончалось от острой лучевой болезни .  С подозрением на диагноз острая лучевая болезнь разной степени тяжести было госпитализировано 237 человек. 4-я степень лучевой болезни была отмечена у 21 человека ( 20 из них умерли, один жив), 3-я степень - у 21 человека (7 умерли 14 - живы), 2 степень - у 53 человек (один умер 52 - живы), 1-я степень - у 50 человек ( все живы). Среди населения 30-ти километровой зоны и других районов случаев заболевания острой лучевой болезнью не отмечалось. Но интенсивное излучение ограничено в пространстве. Достаточно удалиться от радиоактивного источника буквально на считанные метры, как оно быстро уменьшается.

    При облучении малыми дозами возникают  эффекты, которые проявляются лишь у небольшой части людей. Тем не менее, потенциальное увеличение роста числа раковых заболеваний в районах подвергшихся наибольшему радиационному загрязнению, по расчетам Министерства здравоохранения оценивается в 1 - 1,5%, а уровень отрицательных генетических последствий соответственно - 0,5%. Также прогнозировался уровень развития лейкемии в пораженных районах.

    Вместе  с облучением получаемым человеком  извне, радионуклиды могут попадать в организм человека, например с пищей, воздухом и пр. В этом случае говорят о внутреннем облучении. У него свои особенности. Каждый радионуклид ведет себя по-своему, имеет свои точки приложения. Например, при поступлении в организм радиоактивного йода, 30% его накапливается в щитовидной железе. Стронций концентрируется в костях, цезий распределяется равномерно в мышечной ткани. Кроме накопления радионуклидов в организме, радиобиологией учитывается период полувыведения - время, за которое количество попавшего в организм радиоизотопа сокращается наполовину. Для цезия-137 этот период равен 110 суток, а, например, для йода-131 - 7,5 суток. Радиационную обстановку в Чернобыле в основном определял цезий-137. Но существовали, конечно, и другие, долгоживущие радионуклиды, попадавшие в организм человека. 
 

    Список  литературы 

1. Игнатенко. Е. И. Чернобыль: события и уроки. М., 1989г.
2. Чернобыль. Вопросы и ответы. Справочник. М., 1990г.
3. Атомная энергетика. История и современность. М., Наука. 1991г