<<
>>

Характеристика радиационных факторов, воздействующих на персонал и население при возникновении радиационных аварий

В работающей АЭС в процессе деления ядер У-233, 11-235 и Ри-239 и активации нейтронами различных материалов образуются РВ, физи­ческие периоды полураспада которых имеют от долей секунды до весь­ма больших величин, превышающих продолжительность жизни чело­века.

В подавляющем числе случаев образуются короткоживущие радионуклиды. Все продукты деления образуются внутри таблеток ядер­ного топлива — окиси урана и в основном остаются в них, только не­большая часть проникает в пространство между таблетками и оболоч­кой ТВЭЛ. Через неповрежденную оболочку ТВЭЛ путем диффузии может проходить в охлаждающую воду только около 1 % трития. На прак­тике в процессе эксплуатации под действием а-частиц ядерного топ­лива медленно развиваются процессы деструкции металла оболочек с появлением микротрещин, через которые проникают газообразные продукты деления ядер урана. При эксплуатации реакторов допускает­ся до 1 % микротрещин.

К продуктам деления урана относятся благородные радиоактивные газы — Аг, Кг, Хе, летучие вещества — I, Сз, тритий и нелетучие веще­ства — 5г, КЪ, Ьа и др. В табл. 4.2 и 4.3 представлены сведения по наи­более биологически важным радионуклидам.

Таблица 4.2. Радионуклиды благородных газов и йода, образующиеся при работе АЭС
Нуклиды Т

1 1/2

Энергия, МэВ
(3-лучи у-лучи
Кг-85 10,7 года 0,67 0,52
Кг-87 78 мин 3,8 0,4
Хе-133 5,2 сут 0,35 0,08
1-131 8,1 сут 0,61 0,36
1-132 2,3 ч 1,5 0,67
1-133 21 ч 1,3 0,53

При активации нейтронами непосредственно ядерного топлива об­разуются плутоний (Т,/2 Ри-239 — 2,4-103 лет), америций (Т1/2 Ат-241 — 433 года), трансурановые элементы: нептуний (Т]/2 ^>237 — 2,МО6 лет) и кюрий (Т]/2 Ст-244 — 18 лет).

При облучении нейтронами ра­створенных в воде аргона, азота и кислорода появляются аргон-41 и

ИЗБРАННЫЕ ЛЕКЦИИ ПО МЕДИЦИНЕ КАТАСТРОФ

углерод-14. Углерод-14 также возникает при воздействии нейтронов на графитовый замедлитель.

Основную часть активности составляют радионуклиды с массовыми числами 95—103 и 130-144, которые являются (3-излучателями. Распад нуклидов часто сопровождается испусканием у-квантов. Короткожи- вущие радионуклиды составляют значительную часть активности мо­лодых продуктов ядерного деления. Снижение их активности во време­ни происходит по закону Вэя—Вигнера как Г1’. В первые 100 сут величина п принимается за 1,2.

Таблица 4.3. Радионуклиды — твердые продукты деления, образующиеся при работе АЭС
Нуклиды Т 11/2 Р-лучи, МэВ у-лучи, МэН
5г-89 51 сут 1,5
Зг-90 29,1 года 0,6
У-9) 59 сут 1,6 0,7
N5-95 35 сут 0,16-0,7 0,5
2г-95 64 сут

О

1

о

0,8
К.и-103 39 сут 0,2 (аь-з,б) 0,5
К.и-106 1 год 1,2 0,7
Те-129 34 сут 0,6
Сз-134 2,1 года 0,8
Сз-137 30 лет 0,5 0,7
Ва-140 13 сут 1,0 0,5
Се-141 33 сут 0,4 0,14
Се-144 284 сут 0,3 0,13
Рг-143 14 сут 3,2 0,6
Ей-155 5 лет 1,8 0,7

Высокая потенциальная опасность АЭС обусловлена прежде всего продуктами деления урана, накапливающимися в активной зоне реак­тора.

При достаточном теплосъеме в активной зоне 98% радионукли­дов удерживаются в ТВЭЛ, Значительный выход радионуклидов за пре­делы защитных барьеров может произойти при сильном перегреве ядерного топлива или его частичном оплавлении. Это имеет место при снижении скорости теплосъема ниже допустимого значения либо в

ИЗБРАННЫЕ ЛЕКЦИИ ПО МЕДИЦИНЕ КАТАСТРОФ

результате возрастания энерговыделения и выхода его за верхний пре­дел работы системы теплосъема.

Из-за перегрева и разрушения некоторых ТВЭЛ отмечается суще­ственное повышение содержания продуктов деления в первичном теп­лоносителе. Наихудший вариант аварии — разрыв 1-го контура с поте­рей теплоносителя. Высокая энергонапряженность ядерного топлива в реакторах сопровождается высокими температурами: до 2000°С внутри сердечников ТВЭЛ и 250—550°С на их поверхности, которой достаточ­но для плавления и возгонки многих продуктов деления урана. В слу­чае обезвоживания активная зона оплавляется под действием остаточ­ного тепловыделения (до 7% от всей ее мощности). Первичный теплоноситель, соприкасаясь с перегретым топливом, переходит в пар и вместе с газообразными продуктами деления урана вызывает повы­шение давления под защитным колпаком АЭС. Если конструкции ре­актора будут частично разрушены, то газообразные продукты, летучие радионуклиды, выйдут во внешнюю среду.

Состав радионуклидов в аварийном выбросе примерно соответству­ет их составу, накопленному в активной зоне реактора за время его эксплуатации, с преобладанием в нем в процентном соотношении ле­тучих продуктов деления. Среди радиоактивных газов доминируют: криптон-85, ксенон-133. Наибольшей подвижной частью среди твер­дых компонентов являются аэрозоли радиоактивного йода, по содер­жанию которого в аварийном выбросе определяют масштабы аварии. В ядерном реакторе накапливается до 9.10й Бк радиоактивного йода на 1 МэВ тепловой мощи реактора. В первые дни аварии на Ш1 прихо­дится до 60%, на Ш1 — 30% и ш-134’1351 — Ю% всей активности радиоак­тивного йода.

За ним по уровню выброса идут цезий-137, рутений, теллур, стронций, барий и кальций. Доля тугоплавких элементов не­велика. Среди них наибольшее значение представляют плутоний, це­рий, цирконий.

В табл. 4.4 представлены данные по соотношению суммарных ак­тивностей радионуклидов при аварийном выбросе на Чернобыльской АЭС.

Твердые продукты выделяются в виде аэрозольных частиц. Размеры частиц весьма вариабельны. Для 1-131 они близки к 0,3-0,5 мкм, для цезия, церия, циркония, ниобия — от 0,7-1 до 5-7 мкм. Частицы бо­лее 1 мкм в основном задерживаются в носоглотке и трахее, менее 0,3 мкм поступают в альвеолы легких и при хорошей растворимости проникают в кровь (около 5%), нерастворимые частицы фагоцитируются и посту­пают в лимфатическую систему, в легочные региональные лимфоуз­лы (до 15%).

ИЗБРАННЫЕ ЛЕКЦИИ ПО МЕДИЦИНЕ КАТАСТРОФ

Таблица 4.4. Радионуклидный состав аварийного выброса на Чернобыль­ской АЭС
Нуклиды Период Активность, МэВ Доля активности
полураспада, Т (3-излучение у-излучение в выбросе, %
Хе-133 5 сут 0,4 0,1 45
1-1318 сут 0,6 0,4 20
1-13321 ч 1,3 0,5
1-135 6,7 ч 1,4 1,3
Кг-8510 лет 0,7 0,5 9
С8-134 2 года 0,7 0,8
Сз-137 30 лет 0,5 0,7 5
Яи-103 39,3 сут 0,2(ЯЬ-3,6) 0,5 5
Яи-106 1 год 1,2 0,7
Се-141 32,5 сут 0,4 0,1 5
Се-144 284 сут 0,3 0,1
N5-9535,1 сут 0,2 0,7
2г-9564 сут 0,4 0,8 4
Ва-140 12,7 сут 1,0 0,5 4
8г-8950,5 сут 1,5
5г-9029,1 года 0,6 3
У-9158,5 сут 1,6 0,7
Те-129 33,6 сут 0,1 0,2 1
Рг-143 13,6 сут 3,2 0,6
Ыр-239 2,4 сут 0,3 0,2 1
Ри-239 24Т03 лет 2,5-10 3

По способности всасываться из легких и кишечника радионуклиды делятся на обладающие высокой степенью резорбции (75—100%), со значительной резорбцией (для легких 25—50%, для желудочно-кишеч­ного тракта (ЖКТ) — 10—30%), с умеренной резорбцией в кишечнике (1-10%) и значительным всасыванием в легких (25—30%), практически не всасывающиеся в кишечнике ( Ва > СзДи > Се > У, Рт, 2г, N5 > Ри.

5 г-90 и Сз-137 легко проникают во все части растения. Остальные в основном накапливаются в корневой системе растения. Радиоактив­ные изотопы, близкие по химическим свойствам к стабильным эле­ментам (например, 5г-90 к Са), при внесении последних в почву усваи­ваются растениями в меньшей степени.

При попадании радионуклидов на поверхность растения они спо­собны проникать в них. Через 3—4 дня 8г, I и Сз поступают во все орга­ны растения. Ки и Се фиксируются в месте попадания на растение. В лесной зоне наибольшей способностью задерживать радионуклиды обладают хвойные породы деревьев, на лугах — многолетние луговые травы. Коэффициент перехода [(37 кБк/кг)/(Ки/км2)] для них состав­ляет 1,5—22,5 Однолетние культуры, лиственные породы накапливают меньше радионуклидов (коэффициент перехода — 0,3-0,5).

ИЗБРАННЫЕ ЛЕКЦИИ ПО МЕДИЦИНЕ КАТАСТРОФ

Поступившие в воду радионуклиды поглощаются гидробионтами и со временем откладываются на дне водоемов. Коэффициент накопле­ния радионуклидов, представляющий отношение удельной активнос­ти грунта к активности воды, для песка составляет 20, для суглинка — ПО. Скорость поглощения радионуклидов планктоном довольно зна­чительна, в течение нескольких часов. Время инкорпорации радионук­лидов рыбами — 10—120 дней. Рыба в пресной воде кумулирует в 10 раз больше 5 г-90, чем в морской. Коэффициент накопления радионукли­дов для планктона составляет 250-7 500, для водорослей — 100—28 000, для рыбы — 4—130.

Главными источниками поступления в организм населения радио­нуклидов цезия и стронция являются базисные продукты питания: молоко, мясо, картофель и другие овощи, зерновые культуры, произра­стающие на радиоактивно загрязненной местности.

<< | >>
Источник: С.В. Трифонов. Избранные лекции по медицине катастроф. 2001

Еще по теме Характеристика радиационных факторов, воздействующих на персонал и население при возникновении радиационных аварий:

  1. 7.3. Экологические требования к размещению и эксплуатации энергетических объектов
  2. Медицина катастроф: задачи, структура,основы планирования
  3. Медицинские аспекты радиационныхаварий
  4. Медико-санитарные последствия радиационных аварий на АЭС
  5. ОБЕСПЕЧЕНИЕ САНИТАРНО-ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКОГОБЛАГОПОЛУЧИЯ НАСЕЛЕНИЯ
  6. Г лава 20 Применение соевых продуктов в клинической диетологии
  7. Лекция IXСудебно-медицинская экспертиза здоровья и смерти от воздействия некоторых физических факторов.
  8. СИМПТОМЫ, СИНДРОМЫ, ПАТОГЕНЕЗ, КЛИНИКА, ДИАГНОСТИКА, ЛЕЧЕНИЕ И ПРОГНОЗ ЧЕРЕПНО-МОЗГОВЫХПОВРЕЖДЕНИЙ
  9. Санитарно-эпидемиологическая характеристика эпидемических очагов
  10. Характеристика радиационных факторов, воздействующих на персонал и население при возникновении радиационных аварий
  11. Глава 15 Организация хирургической помощи при чрезвычайных ситуациях
  12. § 1. Промышленность и энергетика как отрасль управления