За период с 1945 по 1992 гг
| Источник облучения | Коллективная эффективная доза, млн. чел.-Зв |
| Естественные источники | |
| Медицинское облучение - диагностика - терапевтические процедуры | |
| Испытания ядерного оружия | |
| Ядерная энергетика Радиационные аварии | 2,4 0,6 |
| Профессиональное облучение | 0,6 |
Вопрос о широком использовании альтернативных источников весьма спорный, поскольку одни источники не в состоянии обеспечить промышленность и транспорт достаточным количеством энергии (ветровые установки), другие – даже более опасны, нежели атомная энергетика (например, геотермальные воды всегда являются высокорадиоактивными). С другой стороны, попытки заменить атомную энергетику старыми традиционными источниками (уголь, нефть, газ) приводят к необходимости добывать дополнительно только угля 630 млн. тонн. Кроме того, выработка аналогичного количества энергии старыми методами приведет к дополнительному выбросу в атмосферу 2 млрд. тонн диоксида углерода, 30 млн. тонн оксида азота, 4 млн. тонн летучей золы, 70 тыс. тонн альдегидов и углеводородов, 12,2 тыс. тонн оксида углерода. Все это в течение 50 – 100 лет привело бы к повышению температуры воздуха на Земле на 3 - 8°С вследствие парникового эффекта, вызванного загрязнением атмосферы.
Следует однако заметить, что и эксплуатация АЭС сопряжена с определенной степенью социального, экономического и экологического риска, а также риска ухудшения здоровья людей вследствие возникновения крупных радиационных аварий.
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ, ВОЗНИКАЮЩИЕ
В УСЛОВИЯХ НЕШТАТНОЙ (АВАРИЙНОЙ) РАБОТЫ
РАДИАЦИОННО-ОПАСНЫХ ОБЪЕКТОВ.
На территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению в результате аварий на объектах предприятий ядерного топливного цикла, эффективная доза облучения людей определяется преимущественно поступившими в окружающую среду долгоживущими радионуклидами. Поэтому целесообразно радиоэкологические проблемы таких территорий рассматривать отдельно от радиоэкологических проблем, актуальных в условиях штатной работы объектов ядерной энергетики.
В результате аварии на ядерной энергетической установке возможно образование больших очагов радиоактивного загрязнения не только на территории учреждения, но и за пределами его санитарно-защитной зоны. В зависимости от мощности, продолжительности радиоактивного выброса, особенностей метеорологической обстановки в момент аварии, очаг радиоактивного загрязнения может захватить территорию целого региона или даже выйти за национальные границы. Степень радиационной опасности для населения при аварии определяется количеством и радионуклидным составом выброшенных в окружающую среду радиоактивных веществ, расстоянием от источника радиоактивного выброса до населенных пунктов, характером их застройки и плотностью населения, метеорологическими условиями во время аварии, сезоном года, характером сельскохозяйственного использования территории, водоснабжения и питания населения.
Радиационная авария происходит при нарушении пределов безопасной эксплуатации АЭС и другого оборудования с выходом радионуклидов за предусмотренные границы в количествах, превышающих значения, установленные для нормальной эксплуатации. НРБ-99 определяет радиационную аварию как потерю управления источником ионизирующего излучения, вызванную неисправностью оборудования, неправильными действиями работников (персонала), стихийными бедствиями или иными причинами, которые могли привести или привели к облучению людей выше установленных норм или радиоактивному загрязнению окружающей среды.
Хотя нет международного соглашения по критериальным значениям риска, вероятность возникновения радиационных аварий, по данным различных авторов, в настоящее время оценивается как 10-5 – 10-7 случаев на 1 реактор в год. Причем вероятность аварии с расплавлением активной зоны составляет 5 · 10-6 случаев на 1 реактор в год, а с разрушением защитной оболочки и выбросом радиоактивных продуктов деления – в 6 раз реже: 8 · 10-6 случаев на 1 реактор в год. Учитывая, что мировой опыт использования атомной энергии составляет 4600 реакторов-лет за 40 – 50 лет их эксплуатации, развитие серьезных радиационных аварий, по различным расчетам, следует ожидать каждые 50 – 3000 лет. При этом, число людей, пострадавших при радиационных авариях, может быть различным, в том числе, как показал опыт аварии на ЧАЭС, и очень большим.
К настоящему времени накоплен большой опыт эксплуатации АЭС в условиях радиационной безопасности. К сожалению, имеется также немалое количество радиационных аварий и опыт ликвидации их последствий.
С 1944 г. по март 1988 г. в мире произошло 296 аварийных радиационных ситуации, связанных с выбросом радиоактивных веществ и облучением людей. Наиболее крупные из них были в Северной Англии (Уиндскейл, 1957 г.), в США (Три-Майл-Айленд, 1979 г.), в Бразилии (Гайана, 1982) и в СССР (Чернобыльская АЭС, 1986г.). Причем последствия радиационных инцидентов, не считая украинского и бразильского, испытал 1371 человек, облучились в высоких дозах 633 человека, погибли 37 человек. Из 296 зарегистрированных аварийных ситуаций только 8 приходятся на АЭС, 209 – на различные атомные установки, 69 – на работу с радионуклидами, 10 – на исследовательские сборки. По данным различных авторов, число людей, испытавших последствия аварии на Чернобыльской АЭС, составило от 130 до 250 тыс. человек, облучились в дозах свыше фоновых 24,2 тыс. человек, заболели острой лучевой болезнью – 237 человек, погибли в результате переоблучения от по разным данным от 28 до 31 человека. Но, даже несмотря на казалось бы большое количество аварий, атомная энергетика во всем мире относится к отраслям деятельности человека с малой опасностью для жизни, хотя возрастание числа АЭС и участившиеся в последние годы аварийные ситуации делают эту проблему актуальной.
В 1952 г. в Чолк-Риверской ядерной лаборатории (Канада) произошла авария на исследовательском реакторе, радиоактивных веществ выделилось мало, летальных исходов не было.
В 1953 г. в Арагонской национальной лаборатории (США) экспериментальный реактор был доведён до сверхкритического состояния. Температура резко повысилась, ТВЭЛлы расплавились, произошло бурное парообразование из-за соприкосновения воды замедлителя с раскаленным металлом. В результате произошёл выброс продуктов деления в окружающую среду. Радиоактивные вещества были разбросаны на значительные расстояния, и возникла опасность радиационного поражения населения.
В октябре 1957 г. произошёл пожар в активной зоне ядерного реактора на АЭС в Уиндскейле (Англия). Это привело к неконтролируемому выходу РВ (преимущественно йода) в атмосферу. Существенно загрязнена территория 20х25 км. Погибли 13 человек. Облучение различной степени получили 260 человек. Мощность дозы на территории составила 85 мР/ч. Впоследствии загрязнение было обнаружено в Англии, Уэльсе и некоторых районах Северной Европы. I-131 был основным радионуклидом в формировании дозы в щитовидной железе и большей части эффективной эквивалентной дозы. Существенный вклад в дозу внесли Ро-210 и Сs-137.
В 1961 г. в штате Айдахо (США) произошла авария на испытательной установке экспериментального реактора. Радиоактивных веществ выделилось мало. Имелось два летальных исхода.
В 1970 г. произошла авария на АЭС Индиан-Поинт-1. Образовалась течь в трубе бойлера. Скорость утечки радиоактивных отходов составляла 2О л/час. Прокуратура штата Нью-Йорк потребовала возмещения ущерба в размере 5 млн. долларов за нарушение экологического баланса р. Гудзон, в результате чего дважды в течение зимы 1969-1970 гг. происходила массовая гибель рыбы.
В декабре 1970 г. произошла авария на АЭС в г. Сакстоне, где в течение 72 минут было выброшено в окружающую среду 7,289х10+11 Бк (19,7 Ku) радиоактивных газов. Максимальная концентрация Хе-133 и Хе-135 составила 43,66 Бк/куб.м (1,2 нKu/куб.м).
В марте 1979 г. произошла авария на энергетическом реакторе РWR (ВВЭР) АЭС в Три-Майл-Айленде (США, штат Пенсильвания). Она квалифицировалась как одна из наихудших на протяжении 22-летней истории ядерной энергетики США. Основными причинами аварии были неисправности питающих водяных насосов и систем контроля, ошибки оператора в управлении системой аварийного охлаждения. Произошло расплавление оболочек почти у 50% ТВЭЛов, около 70% продуктов деления, накопленных в активной зоне реактора, перешло в теплоноситель первого контура. В результате мощность экспозиционной дозы внутри корпуса, в котором заключены реактор и система 1 контура, достигла 80 Р/ч, во вспомогательных помещениях - 10 Р/ч. Однако система герметизации и очистки послужила барьером, который воспрепятствовал выходу в окружающую среду значительных количеств радиоактивных веществ, представляющих опасность для населения. Произошло 2 выброса в атмосферу. В окружающую среду при аварии было выброшено около 2,5 МКи (9,25х10+10 МБк) радиоактивных благородных газов и 15 Ки (5,55х10+11 Бк) радиоактивного йода. В реку Саскуганна было сброшено 185 куб.м слабоактивных вод. В результате суммарная индивидуальная доза, полученная населением, проживающем на расстоянии 7,5; 13 и 80 км, за весь период аварии составила 0,84; 0,71 и 0,01 мЗв (84, 71 и 1 мбэр) соответственно и ни у кого не превысила 100 мбэр. Средняя доза , полученная населением была равна 0,02 мЗв (2 мбэр) при годовом пределе дозы для категории Б - 500 мбэр. Проверка на счетчике излучений всего тела 721 чел. из населения, проживающего в пределах 5 км, не подтвердила инкорпорирования радионуклидов в организм этих лиц. Таким образом, даже вблизи АЭС не была превышена доза облучения, обусловленная естественным радиационным фоном (2,23). Аварию локализовали в течение 1,5 сут. За 3-е сут 1,5 млн. человек покинули свое жилье на несколько дней. 1 человек погиб. 100 госпитализировано без последствий.
В таблице 7 приведены характеристики основных поступлений искусственных радионуклидов в атмосферу с 1946 по 1986 г.
Таблица 7.