Тушение пожаров на АЭС => Единицы измерения. Дозиметрические величины и единицы их измерения. Средства, применяемые для дезактивации. Приложение...

Единицы измерения

Во всем мире сейчас действует единая система измерений - СИ (система интернациональная). У нас она подлежит обязательному применению с 1 января 1982 г. К 1 января 1990 г. этот переход надо было завершить. Но в связи с экономическими и другими трудностями процесс затягивается. Однако вся новая аппаратура, в том числе и дозиметрическая, как правило, градуируется в новых единицах.

Единицы радиоактивности. В качестве единицы активности принято одно ядерное превращение в секунду. В целях сокращения используется более простой термин - «один распад в секунду» (расп./с). В системе СИ эта единица получила название «беккерель» (Бк). В практике радиационного контроля, в том числе и в Чернобыле, до последнего времени широко использовалась внесистемная единица активности - «кюри» (Ки). Один кюри - это 3,7 · 10¹⁰ ядерных превращений в секунду. Концентрация радиоактивного вещества обычно характеризуется концентрацией его активности. Она выражается в единицах активности на единицу массы: Ки/т, мКи/г, кБк/кг и т. п. (удельная активность). На единицу объема Ки/м³, мКи/л, Бк/см³ и т. п. (объемная концентрация) или на единицу площади: Ки/км², мКи/см², ПБк/м².

Единицы ионизирующих излучений. Для измерения величин, характеризующих ионизирующее излучение, первой появилась единица «рентген». Это мера экспозиционной дозы рентгеновского или гамма-излучения. Позже для измерения поглощенной дозы излучения стала использоваться единица «рад».

Доза излучения (поглощенная доза) - энергия радиоактивного излучения, поглощенная в единице массы облучаемого вещества или человеком. Чем продолжительнее время облучения, тем больше доза. При одинаковых условиях облучения доза зависит от состава вещества. Поглощенная доза нарушает физиологические процессы в организме и приводит в ряде случаев к лучевой болезни различной степени тяжести. В качестве единицы поглощенной дозы излучения в системе СИ предусмотрена специальная единица «грей» (Гр). 1 грей - это такая единица поглощенной дозы, при которой 1 кг облучаемого вещества поглощает энергию в 1 джоуль (Дж). Следовательно, 1 Гр = 1 Дж/кг.

Поглощенная доза излучения является основной физической величиной, определяющей степень радиационного воздействия.

Мощность дозы (мощность поглощенной дозы) - приращение дозы в единицу времени. Она характеризуется скоростью накопления дозы и может увеличиваться или уменьшаться во времени. Ее единица в системе СИ - «грей в секунду». Это такая мощность поглощенной дозы излучения, при которой за 1 с в веществе создается доза излучения 1 Гр. На практике для оценки поглощенной дозы излучения до сих пор широко используют внесистемную единицу мощности поглощенной дозы «рад в час» (рад/ч) или «рад в секунду» (рад/с).

Эквивалентная доза. Это понятие введено для количественного учета неблагоприятного биологического воздействия различных видов излучений.

Определяется доза по следующей формуле:

Д_экв = Q · Д, где Д - поглощенная доза данного вида излучения; Q - коэффициент качества излучения, который для различных видов ионизирующих излучений с неизвестным спектральным составом принят для рентгеновского и гамма-излучения - 1, для бета-излучения - 1, для нейтронов с энергией от 0,1 до 10 МЭВ - 10, для альфа-излучения с энергией менее 10 МЭВ - 20. Из приведенных данных следует, что при одной и той же поглощенной дозе нейтронное и альфа-излучение вызывают соответственно в 10 и 20 раз больший поражающий эффект. В системе СИ эквивалентная доза измеряется в «зивертах» (Зв). Зиверт равен одному грею, деленному на коэффициент качества.

При Q = 1:1 Зв = 1 Гp/Q = 1 Дж/кг/Q = 100 рад/Q = 100 бэр.

Бэр (биологический эквивалент рентгена) - это внесистемная единица эквивалентной дозы. Бэр - такая поглощенная доза любого излучения, которая вызывает тот же биологический эффект, что и 1 рентген гамма-излучения.

Поскольку коэффициент качества бета- и гамма-излучений равен 1, то на местности, загрязненной радиоактивными веществами при внешнем облучении, 1 Зв = 1 Гр; 1 бэр = 1 рад; 1 рад = 1 Р.

Из этого можно сделать вывод, что эквивалентная, поглощенная и экспозиционная дозы для людей, находящихся в средствах защиты на зараженной местности, практически равны.

Мощность эквивалентной дозы - отношение приращения эквивалентной дозы за какой-то интервал времени. Выражается в «зивертах в секунду». Поскольку время пребывания человека в поле излучения при допустимых уровнях измеряется, как правило, часами, предпочтительно выражать мощность эквивалентной дозы в «микрозивертах в час».

Согласно заключению Международной комиссии по радиационной защите вредные эффекты у человека могут наступать при эквивалентных дозах не менее 1,5 Зв/год (150 бэр/год), а в случаях кратковременного облучения - при дозах выше 0,5 Зв (50 бэр). Когда облучение превышает некоторый порог, возникает лучевая болезнь.

Мощность эквивалентной дозы, создаваемая естественным излучением (земного и космического происхождения), колеблется в пределах 1,5-2 мЗв/год, искусственными источниками (медицина, радиоактивные осадки) - от 0,3 до 0,5 мЗв/год. Следовательно, человек в год получает от 2 до 3 мЗв. Эти данные приблизительные и зависят от конкретных условий. Согласно другим источникам они выше и доходят до 5 мЗв/год.

Экспозиционная доза - мера ионизационного действия фотонного излучения, определяемая по ионизации воздуха в условиях электронного равновесия.

В СИ единицей экспозиционной дозы является «один кулон на килограмм» (Кл/кг).

Внесистемной единицей является «рентген» (Р), 1P = 2,58 · 10^-4 Кл/кг. Для удобства в работе при пересчете числовых значений экспозиционной дозы из одной системы единиц в другую обычно пользуются таблицами, имеющимися в справочной литературе.

Мощность экспозиционной дозы - приращение экспозиционной дозы в единицу времени. Ее единица в системе СИ - «ампер на килограмм» (А/кг). Однако в переходный период можно пользоваться внесистемной единицей - «рентген в секунду» (Р/с). 1 Р/с = 2,58 · 10^-4 А/кг.

Надо помнить, что после 1 января 1990 г. не рекомендуется вообще пользоваться понятием экспозиционной дозы и ее мощности. Поэтому во время переходного периода эти величины следует указывать не в единицах СИ (Кл/кг, А/кг), а во внесистемных единицах - рентгенах и рентгенах в секунду.

 

Дозиметрические величины и единицы их измерения

 

Величина	Единица в системе СИ	Внесистемная единица	Примечания
Активность	Беккерель (Бк)	Кюри (Ки)	1 Бк = 1 расп./с 1 Ки = 3,7 · 1010 Бк
Доза излучения (поглощенная доза)	Грей (Гр)	Рад (рад)	1 Гр = 100 рад 1 рад = 102 Дж/кг 1 рад = 10-2 Гр
Эквивалентная доза	Зиверт (Зв)	Биологический эквивалент рентгена (бэр)	1 Зв = 1 Гр 1 Зв = 100 бэр = 100 Р 1 бэр = 10-2 Зв
Экспозиционная доза	Кулон на килограмм (Кл/кг)	Рентген (Р)	1 Р = 2,58 · 10-4 Кл/кг 1 Кл/кг = 3,88 · 10-2 Р

 

При коэффициенте качества, равном единице:

1 Зв = 1 Гр = 100 рад = 100 бэр = 100 Р.

Производные единицы зиверта:

миллизиверт (мЗв): 1 мЗв = 10^-3 Зв;

микрозиверт (мкЗв): 1 мкЗв = 10^-6 Зв.

 

Средства, применяемые для дезактивации

Дезактивация - удаление радиоактивных веществ (РВ) с загрязненных объектов, исключающее поражение людей и обеспечивающее их безопасность. Объектами дезактивации могут быть жилые и производственные здания, участки территории, оборудование, транспорт и техника, одежда, предметы домашнего обихода, продукты питания и вода. Конечная цель дезактивации - обеспечить безопасность людей, исключить или уменьшить вредное воздействие ионизирующего излучения на организм человека.

Характерной особенностью дезактивационных мероприятий является строго дифференцированный подход к определению объектов, которые следует дезактивировать. Это позволяет выделить наиболее важные для жизнедеятельности людей объекты и при ограниченных силах и средствах провести запланированные работы.

Загрязнение поверхности может быть адгезионным, поверхностным и глубоким. При адгезионном заражении радиоактивные частицы удерживаются на поверхности силами адгезии (прилипания). Они легко удаляются с поверхности в том случае, если сила отрыва будет больше силы адгезии. В водной среде силы адгезии значительно уменьшаются, поэтому применение воды для дезактивации вполне оправданно.

Реже можно встретиться со случаями поверхностного и глубинного заражения. Обусловлены они процессами адсорбции, ионного обмена и диффузии. При этом заражается весь верхний слой, который следует удалять вместе с радиоактивными веществами. Все способы дезактивации можно разделить на жидкостные и безжидкостные.

Жидкостные - удаление РВ струей воды или пара либо в результате физико-химических процессов между жидкой средой и РВ.

Безжидкостный - механическое удаление РВ: сметание, отсасывание, сдувание, снятие зараженного слоя.

Эффективность жидкостного способа зависит от расхода воды, напора перед брандспойтом, расстояния до обрабатываемой поверхности и тех добавок, которые применяются. Например, наибольший коэффициент дезактивации достигается при направлении струи под углом 30-45° к обрабатываемой поверхности.

Для уменьшения расхода воды или дезактивирующих растворов на единицу поверхности целесообразно использовать щетки.

Среди безжидкостных механических способов следует выделить вакуумную очистку, сметание, удаление зараженного слоя, перепахивание грунта.

Дезактивация территории с твердым покрытием осуществляется механическим способом (подметание, вакуумная очистка).

Для проведения дезактивационных работ используют дезактивирующие вещества и растворы, которые позволяют повысить эффективность удаления радиоактивных частиц. К ним относятся поверхностно-активные моющие вещества, отходы промышленных предприятий, органические растворители, сорбенты, ионообменные материалы.

Чтобы повысить моющую способность воды, в нее добавляют поверхностно-активные вещества (ПАВ), но совсем немного - 0,1-0,5 %. ПАВ способствуют отрыву и выведению в дезактивирующий раствор радиоактивных частиц.

К ПАВ, обладающим моющими свойствами, относятся обычное мыло, гардиноль, сульфонол, препараты ОП-7, ОП-10, пенообразователь.

Гардиноль - порошок белого или кремового цвета, легкорастворимый в воде с образованием слабощелочной среды. Обладает хорошими поверхностно-активными и моющими свойствами.

Сульфонол - пастообразное или в виде пластинок коричневого цвета вещество, умеренно растворимое в воде. Обладает хорошей моющей способностью. Сульфонол используется для приготовления моющих порошков СФ-2 и СФ-2У.

Препараты ОП-7 и ОП-10 широко применяются в промышленности в качестве смачивателей и эмульгаторов. Используют их как составную часть дезактивирующих растворов для обработки сооружений, оборудования, техники, одежды и средств индивидуальной защиты.

К комплексообразующим веществам относят фосфаты натрия, щавелевую, лимонную, винную кислоты, их соли. Из числа фосфатов часто используют гексаметафосфат натрия и другие соли фосфорных кислот.

Промышленные отходы, содержащие в своем составе ПАВ, имеются на предприятиях машиностроительной, станкостроительной, текстильной промышленности, на масложиркомбинатах, фабриках химической чистки, банно-прачечных комбинатах. В них могут присутствовать жирные кислоты, сульфонол, ОП-7, различные масла и другие вещества.

Органические растворители - дихлорэтан, бензин, керосин, дизельное топливо. Дезактивировать ими рекомендуется, главным образом, металлические поверхности (станков, машин, техники, транспорта). РВ смывают ветошью, щетками и кистями, смоченными в растворителях.

Сорбирующие вещества и иониты. В воде оказываются РВ, как растворимые, так и остающиеся в виде твердых частиц, которые легко могут быть удалены фильтрованием. Сложнее дело обстоит с удалением растворившихся радионуклидов. В этих случаях используют сорбенты и иониты. Одним из распространенных сорбентов является карбоферрогель - специально обработанный мелкозернистый активированный уголь. Обычно в фильтрах для очистки воды первым идет слой сорбента, за ним - равный слой ионита. Ионит - сульфоуголь, т. е. каменный уголь, обработанный серной кислотой.

Все вышеперечисленные вещества, за исключением сорбентов и ионитов, можно использовать при приготовлении растворов для дезактивации поверхностей различных сооружений, оборудования, техники и транспорта, одежды, обуви и средств защиты.

Территории объектов. Дезактивационные работы на промышленных предприятиях должны, как правило, проводиться своими силами, а точнее - командами (группами) обеззараживания, но в большинстве случаев этого бывает недостаточно. Тогда на крупные и важные объекты направляются части и соединения ГО, подразделения химвойск Министерства обороны. На время ликвидации больших аварий создаются специальные подразделения, так как работа им предстоит длительная и кропотливая, связанная с радиационным облучением. Эти работы подразделяются на первоочередные и последующие. К первым относят дезактивацию основных проездов, соединяющих цехи, производственные и служебные помещения, погрузо-разгрузочные площадки, подъездные пути, транспорт. Во вторую очередь дезактивируется остальная территория объекта, прилегающая местность, стены и крыши зданий.

С асфальтовых проездов и проходов (с которых и начинается дезактивация) радиоактивную пыль смывают с помощью поливочно-моечных и пожарных машин, авторазливочных станций (АРС), мотопомп и других средств, позволяющих производить обработку поверхностей направленной струей воды под давлением. Процедура, требующая не только времени, а в большинстве случаев неоднократного повторения, так как снижение уровней загрязненности идет медленно, и очень часто на очищенную поверхность вновь попадают радиоактивные элементы, занесенные ветром или человеком.

Остальная территория объекта и проезды без твердых покрытий обеззараживаются срезанием и удалением зараженного грунта (снега) на глубину 5-10 см, укатанного снега - на 6 см, рыхлого - до 20 см. Загрязненный грунт или снег вывозят в безопасное место или специально оборудованные могильники.

Дезактивация дорог и проездов не устраняет полностью опасности облучения человека, но значительно снижает ее.

Способы дезактивации зданий и сооружений могут быть различными: обмывание струей воды под давлением, обмывание с одновременным протиранием моющими веществами, удаление радиоактивных веществ при помощи промышленных пылесосов, пескоструйных аппаратов.

Наружную дезактивацию зданий начинают с крыш, затем обмывают стены, обращая особое внимание на стекла, стыки и другие места, где может скапливаться радиоактивная пыль. Бетонные, кирпичные, оштукатуренные поверхности прочно удерживают радиоактивные вещества, при расходе до 3 л/м² воды под давлением 3 кгс/см² их удаляется 30-60 %. Для получения лучших результатов следует увеличить расход воды и повысить давление.

Наклон крыши определяет возможность стекания загрязненной воды. Плоские крыши значительно труднее поддаются дезактивации. Материал, из которого сделана крыша, также сильно влияет на качество работ.

При дезактивации стен в некоторых случаях вместо обработки водой можно рекомендовать смывание радиоактивных частиц водными растворами моющих и комплексообразующих веществ. Этот метод наиболее удобен при обработке больших и гладких поверхностей. Если все эти способы не обеспечивают значительного снижения загрязненности, целесообразно прибегать к удалению верхнего слоя с помощью обдирочных устройств или пескоструйной обработки.

Дезактивация транспортных средств и техники может быть частичная или полная. Частичную выполняет водительский и обслуживающий состав. Они обрабатывают те места и узлы машин, с которыми приходится соприкасаться в процессе эксплуатации. Приступая к обеззараживанию автомобиля, надо в первую очередь обработать тент. Верх кабины, моторную часть, переднее стекло, грязевые щитки и подножки обметают или протирают ветошью. После этого обрабатывают внутренние поверхности кабины, приборы и рычаги управления. Если на машине предполагается перевозить людей, то дополнительно обрабатываются задний борт и весь кузов. Полная дезактивация проводится за пределами загрязненной зоны на станциях и площадках обеззараживания или в пунктах специальной обработки (ПуСО), как это было в Чернобыле.

Дезактивация одежды, обуви и средств индивидуальной защиты может быть также частичной или полной. Все зависит от конкретных условий, степени загрязнения и сложившейся обстановки.

Частичная дезактивация заключается в том, что человек сам удаляет РВ. Для этого одежду, обувь, средства индивидуальной защиты развешивают на щитах, веревках, сучках деревьев и тщательно в течение 20-30 мин обметают веником, чистят щетками или выколачивают палками.

Этому способу дезактивации можно подвергнуть все виды одежды и обуви, за исключением изделий из резины, прорезиненных материалов, синтетических пленок и кожи, которые протираются ветошью, смоченной водой или дезактивирующим раствором. Если после обработки зараженность одежды, обуви и средств защиты осталась выше допустимой, проводится дополнительное обеззараживание на площадках дезактивации, развертываемых вблизи санитарно-обмывочных пунктов или площадок санитарной обработки, где население будет проходить полную санитарную обработку.

При дезактивации, вызывающей пылеобразование, люди должны иметь резиновые перчатки или рукавицы, респиратор или противогаз. Если указанные средства отсутствуют, на лицо надевают многослойную марлевую или тканевую повязку, поверх одежды - халат или комбинезон, на ноги - резиновые сапоги.

Меры безопасности. Основное правило, которое надо соблюдать при организации и проведении дезактивационных работ, - это установление минимальных доз облучения и сокращение сроков пребывания на загрязненной территории или работы на загрязненной технике. В связи с этим организуется ежедневный контроль за дозой облучения. Превышать установленные пределы недопустимо. Для этого ведется учет доз с помощью индивидуальных дозиметров.

Необходимо принимать меры, предотвращающие поступление в организм радиоактивных веществ с продовольствием и водой. Запасы продовольствия и воды нужно хранить в пыле- и водонепроницаемой таре (емкостях, мешках). Пищу и воду принимать лучше всего на незагрязненной территории.

Для защиты органов дыхания используют респираторы. Пригодны в первую очередь Р-2, «Лепесток», «Астра». При их отсутствии можно применить противогазы и простейшие средства, такие, как противопыльная тканевая маска ПТМ-1, ватно-марлевая повязка. Для других частей тела - обычную бытовую (производственную) одежду, приспособленную соответствующим образом. Обувь желательно иметь резиновую и закрытую, для рук - перчатки, рукавицы.

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

 

Схема взаимодействия оперативного штаба УГПС УВД области с министерствами и ведомствами при ликвидации последствий аварии на АЭС

 

Министерство, ведомство	Вопросы взаимодействия
Минатом России	Разработка комплекса мер по противопожарному обеспечению мероприятий защищенной зоны АЭС
Концерн «Росэнергоатом»	Разработка комплекса мер по противопожарному обеспечению мероприятий защищенной зоны АЭС
МЧС России	Организация взаимодействия с частями МЧС; дозиметрического контроля; работ по дезактивации и санобработке. Тушение лесных пожаров
Минхимпром России	Разработка мер пожарной безопасности при применении веществ и материалов во время дезактивации
Гослесхоз России	Организация тушения лесных пожаров в оперативно-режимной зоне
Госатомнадзор России	Организация работ по обеспечению радиационной и ядерной безопасности
Атомэнергопроект	Организация работ с учетом конструктивных особенностей аварийной АЭС
Минздрав России	Организация санитарно-гигиенического обеспечения и медицинского контроля личного состава, оказание помощи пострадавшим
ГИБДД МВД России	Организация взаимодействия с подразделениями ГИБДД МВД России
ВВ МВД России	Организация взаимодействия с частями ВВ МВД России
ООП МВД России	Организация взаимодействия с подразделениями ООП МВД России
МО России инж. войск	Организация инженерного обеспечения противопожарных мероприятий
МО России ГУ войск радиационной, химической и биологической защиты	Организация дозиметрического контроля; работ по дезактивации и санобработке
Росгидромет России	Организация работ по информационному обеспечению министерств и ведомств, учреждений и служб, привлекаемых для ликвидации последствий аварии (пожара) с учетом складывающейся радиационной обстановки
РНЦ «Курчатовский институт»	Консультации по вопросам пожарной безопасности поврежденного реактора
Дирекция АЭС	Обеспечение работ по тушению и предупреждению пожаров на АЭС. Восстановление систем противопожарной защиты
ГУВД, УВД области	Организация работ по противопожарному обеспечению работ на аварийной АЭС и в оперативно-режимной зоне