Содержание материала

Накопленный практический опыт дозиметрии в радиационных авариях и анализ современного состояния проблемы позволяет нам предпринять попытки систематизации подходов и рекомендаций в этой области.
Система аварийного радиационного контроля окружающей среды и индивидуального дозиметрического контроля лиц, вовлеченных в аварию, включает в себя:

  1. проведение измерений наиболее значимых и представительных радиационных параметров;
  2. передачу по назначению, регистрацию и хранение первичной информации;
  3. анализ информации и прогнозирование радиационной обстановки, доз облучения и возможных радиологических последствий;
  4. предоставление результатов контроля и предложений для выработки целесообразных и оптимальных мер по радиационной защите людей, растительного и животного мира.

Радиационный контроль окружающей среды

На ранней фазе аварии основными задачами радиационного контроля окружающей среды являются экспрессное определение характеристик выброса (сброса) и выноса радиоактивных веществ за пределы защитных барьеров, получение данных о метеорологической (гидрологической) ситуации в районе аварии, оценка мощности дозы γ-излучения на местности и объемной активности радионуклидов в приземном слое воздуха (воде). Решение этих задач может опираться на действующую в санитарно-защитной зоне и зоне наблюдения радиационно-опасного предприятия стационарную ведомственную сеть наблюдений, а за ее пределами —  территориальную гидрометеорологическую сеть, при поддержке санитарных служб и мобильных лабораторий (групп) радиационной разведки гражданской обороны. На рис. 5.3 приведена типовая схема радиационного контроля при нормальной эксплуатации радиационно-опасного предприятия.
В условиях внезапности и скоротечности аварийных событий наиболее ранняя информация (прежде всего о топографии мощности дозы γ-излучения в районе аварии и в зоне наблюдения) вынужденно носит идентификационный (сигнальный) характер и предназначена, в первую очередь, для развертывания плана первоочередных защитных мероприятий в очаге аварии и в секторе распространения радиоактивных веществ, а также быстрой перестройки системы контроля от рутинного к аварийному режиму.
Например, для атомных станций критериями для объявлений аварийных состояний являются значения мощности эквивалентной дозы внешнего излучения и объемной активности 131I в воздухе в характерных местах контроля на местности и производственных помещениях (табл. 5.15).


Рис. 5.3. Источники радиоактивного загрязнения и объекты радиационного контроля при нормальных условиях эксплуатации радиационных производств.

Таблицa 5.15
Критерии для объявления на атомной станции состояний “Аварийная готовность” и “Аварийная ситуация” [49]


№ п/п

Контролируемый параметр, место контроля

Аварийная готовность

Аварийная обстановка

1.

Мощность эквивалентной дозы, мкЗв ч-1

1.1.

Помещения постоянного пребывания персонала

>29

>600

1.2.

Территория промплощадки и санитарнозащитной зоны

>2,4

>200

1.3.

Территория зоны наблюдения атомной станции

>0,6

>20*

2.

Объемная активность 131I в воздухе, Бк л-1

2.1.

Помещения постоянного пребывания персонала

>0,16

>~ 2,6

2.2.

Территория промплощадки и санитарнозащитной зоны

> 0,006

>7,4

2.3.

Территория зоны наблюдения атомной станции

> 0,006

>0,60*

* Установлены для критической группы (дети в возрасте 1-8 лет).

Следует подчеркнуть, что указанные в табл. 5.15 критерии непосредственно не регламентируют проведение конкретного защитного мероприятия, а лишь сигнализируют о факте аварии и необходимости приведения аварийной системы реагирования в готовность. Так, состояние “Аварийная обстановка” объявляется при мощности дозы на открытой местности в зоне наблюдения 20 мкЗв ч1. Даже при сохранении этого уровня неизменным в течение первых 10 сут эффективная доза может составить около 2 мЗв, что ниже уровня А для проведения укрытия населения согласно Нормам радиационной безопасности — 5 мЗв [50].
Радиационные аварии на ПО “Маяк” (1957 г.) и Сибирском химическим комбинате (1993 г.), существенно различавшиеся по величине выбросов радиоактивных веществ в атмосферу, тем не менее имели ряд общих черт:

  1. скоротечность формирования аварийного выброса и радиоактивного следа в результате взрывного разрушения технологических емкостей;
  2. радионуклидные составы растворов, зафиксированные в технологической документации включали 95Zr + 95Nb, 106Ru + 106Rh и 144Ce + 144Рr, которые не фракционировали между собой в выбросе и в радиоактивных выпадениях и могли быть экспрессий зарегистрированы в окружающей среде по их γ-излуче- нию. Однако до возникновения аварии радиационный контроль растворов проводился путем измерения суммарной β-активности, и при калибровке по образцовому источнику 90Sr+90Υ балансовые соотношения радионуклидов в радиоактивной смеси могли искажаться до нескольких раз;
  3. загрязненные воздушные массы миновали наиболее близко расположенные закрытые города Озерск и Северск, где имелась наиболее подготовленная для оперативных наблюдений радиометрическая сеть. В пределах радиоактивных следов оказались сельские населенные пункты. Редкие стационарные пункты радиоактивного контроля, расположенные за пределами промышленной зоны, не смогли идентифицировать расположение и конфигурацию радиоактивных следов в реальном масштабе времени. Подтверждающая первая информация о радиационной обстановке в головной части следа аварии 1957 г. появилась через сутки после аварии, а на Томском следе — через несколько часов;
  4. в условиях, в основном, одноэтажной сельской застройки возможности снижения дозы внешнего облучения от радиоактивного облака ограничены (кратность ослабления γ-излучения около 0,9 для деревянного и 0,6 каменного дома [51]). Поэтому укрытие населения, даже в случае своевременного оповещения сельского населения, могло бы быть эффективным лишь в плане снижения ингаляционного поступления радионуклидов и загрязнения кожных покровов и одежды.

Важным средством обеспечения радиационной безопасности как при нормальной эксплуатации, так и при аварии является радиоэкологический мониторинг, под которым понимается система регулярных наблюдений за показателями радиоактивного загрязнения окружающей среды и параметрами состояния биоты с целью своевременного выявления и прогноза нежелательных для человека и экосистем последствий. Данные радиоэкологического мониторинга обеспечивают информационную поддержку процессов принятия управленческих решений по обеспечению радиационной безопасности. Различают несколько подсистем радиоэкологического мониторинга: периодический радиационный контроль, автоматизированный непрерывный контроль радиационной обстановки и собственно подсистему радиоэкологического мониторинга.
Периодический рутинный радиационный контроль основан на отборе проб окружающей среды, определении лабораторными методами содержания в них радионуклидов и периодических измерениях радиационного фона на местности.
Основными задачами периодического радиационного контроля за состоянием окружающей среды после аварии являются:

  1. систематические наблюдения за уровнями радиоактивного загрязнения природных сред с чувствительностью, позволяющей уверенно регистрировать глобальный радиационный фон;
  2. обнаружение радиоактивного загрязнения местности и природных сред в различных пунктах (идентификация радиационной аварии);
  3. оценка уровней и масштабов радиоактивного загрязнения окружающей среды, определение радионуклидного состава загрязнения;
  4. контроль за динамикой уровней радиоактивного загрязнения окружающей среды;
  5. оценка радиационной опасности, возникшей в результате радиоактивного загрязнения, и последствий этого загрязнения. Выявление приоритетности радионуклидов в составе загрязнения различных объектов окружающей среды с точки зрения их опасности;
  6. прогноз изменений радиационной обстановки и последствий радиоактивного загрязнения;
  7. сбор, обобщение и передача заинтересованным органам и ведомствам информации о радиационной обстановке и состоянии окружающей среды в районе расположения аварийного объекта и о прогнозе ее изменения.

Основной задачей системы автоматизированного контроля радиационной обстановки является оперативное обнаружение аварийного выброса, прогноз распространения радиоактивного загрязнения и его воздействия на окружающую среду и население. Эта задача может быть решена с использованием различных технических средств как для регистрации ионизирующих излучений, так и для сбора, передачи и обработки информации в рамках специальной программы по созданию Единой государственной системы автоматизированной системы контроля радиационной обстановки (ЕГАСКРО).
Основными функциями ЕГАСКРО являются:

  1. оперативное слежение за радиационным состоянием окружающей среды;
  2. анализ, оценка и прогнозирование радиационной обстановки с целью предупреждения чрезвычайных ситуаций;
  3. разработка предложений по проведению защитных мер при возникновении чрезвычайной радиационной ситуации;
  4. создание специализированных баз данных, компьютерных моделей и геоинформационных систем для обеспечения информационной поддержки принятия управленческих решений по обеспечению радиационной безопасности населения и окружающей среды. Система ЕГАСКРО является многоуровневой и должна обеспечивать информационную поддержку для лиц, принимающих решения при возникновении радиационно-опасных ситуаций на уровне государства, региона, района или локальной территории.

Одной из важных функций ЕГАСКРО является разработка достоверных прогнозов последствий загрязнения окружающей среды при радиационных авариях. Процесс прогнозирования в общем случае включает следующие этапы [52]:

  1. сбор и анализ необходимой входной информации, касающейся источника загрязнения, и переноса загрязнителей компонентами окружающей среды;
  2. создание математической модели воздействия радиационного выброса на окружающую среду, а также определение параметров модели;
  3. проведение необходимых расчетов и визуализация результатов в виде, удобном для оценки радиоэкологической обстановки;
  4. оценка адекватности модели реальным процессам и достоверности прогнозной информации.

Основными целями радиоэкологического мониторинга районов расположения радиационно-опасных объектов являются:

  1. определение возможных радиологических последствий для человека и природной среды;
  2. выявление комплекса показателей, характеризующих состояние окружающей среды; выявление биоиндикаторов радиоактивного загрязнения природной среды;
  3. получение информации для прогнозирования радиоэкологической обстановки;
  4. обеспечение сохранности природных объектов при эксплуатации радиационно-опасного объекта.

Региональный радиоэкологический мониторинг включает в себя радиометрические и дозиметрические наблюдения за следующими объектами: атмосферный воздух; радиоактивные выпадения; почва; водные источники, включая поверхностные и подземные воды; природные и сельскохозяйственные продукты; урбанизированная среда; население.
Периодический радиационный контроль и ЕГАСКРО являются составными частями системы регионального радиоэкологического мониторинга, которая должна быть достаточно универсальной и пригодной при работе объекта как в нормальном режиме, так и в аварийных ситуациях различной степени тяжести. При этом система контроля должна обеспечивать получение необходимых исходных данных для оперативной оценки радиационной обстановки, определения доз облучения и принятия решений по защите населения и природной среды.
Для повышения надежности контроля за источниками поступления радионуклидов в окружающую среду средства контроля должны многократно дублироваться с тем, чтобы система контроля в целом была автономна, функционировала независимо от работы радиационно-опасного предприятия и сохраняла работоспособность в случае аварии и отключения сетевого электропитания.
Значение оперативного оповещения, как конечного звена экспрессного радиационного контроля, наглядно видно на примере Чернобыльской аварии. Основные аварийные выбросы происходили в течение 10 сут, поэтому использование укрытия населения и проведение заблаговременной йодной профилактики представлялись реально достижимыми мероприятиями. Тем не менее в большинстве случаев они не были осуществлены в требуемом объеме, в том числе в г.Припять, хотя в силу обстоятельств (быстрое ухудшение радиационной обстановки) необходимость в их реализации была очевидной.
В промежуточной фазе аварии становится возможным получение более подробных данных о мощности дозы γ-излучения на всей загрязненной территории, плотности выпадений дозообразующих радионуклидов, уровнях загрязнения сельскохозяйственной продукции и пищевых продуктов и др. Роль стационарных постов контроля, установленных до аварии снижается и, напротив, возрастает роль передвижных радиологических лабораторий различного профиля. К концу промежуточной фазы и в поздней фазе аварии создается новая стационарная сеть наблюдений; проводятся комплексные радиационно-гигиенические и радиоэкологические исследования с целью долгосрочного прогнозирования радиационной обстановки.
Одним из важнейших практических результатов аварийного радиационного контроля является радиационное зонирование загрязненных территорий. Опыт показал, что основными радиационными параметрами для зонирования могут выступать ожидаемые дозы внешнего и внутреннего облучения населения (оформленные в виде каталогов доз или ранжированных списков населенных пунктов по уровням доз), мощность дозы γ-излучения после завершения радиоактивных выпадений, плотность загрязнения территории наиболее биологически значимыми радионуклидами (131I, ^Sr, 137Cs, 239>240Pu), объемная (удельная) активность местного молока и других пищевых продуктов.
Одновременное установление после аварии радиационных зон по различным параметрам требует четкого понимания их иерархии и условий использования. Исходя из примата безопасности людей по сравнению с экологической безопасностью дозовое зонирование должно иметь приоритет по сравнению с радиоэкологическим. Однако опыт Чернобыльской аварии показал, что за счет большей наглядности, инструментальной воспроизводимости и стабильности со временем плотность загрязнения территорий 137Cs оказалась более доступной, понятной и приемлемой для общественного восприятия характеристикой, чем доза облучения, что, к сожалению, нашло свое юридическое закрепление в законе о радиационной и социальной защите граждан [53]. Кроме того аварийное зонирование по своей природе должно являться динамическим — периодически пересматриваемым в соответствии с изменениями радиационной ситуации.
Международные рекомендации [41] исходят из того, что радиационная защита должна строиться с учетом конкретных условий облучения, сложившихся в различные сроки после аварии. При этом не принимается во внимание предшествующее облучение. Радиационная защита населения трактуется как вмешательство и, следовательно, установление временных пределов дозы для населения, как основы ограничения облучения, является необоснованным с позиций современной теории радиационной защиты1 . Однако, если принять во внимание специфику восприятия и управления в условиях крупной радиационной аварии, то это утверждение не бесспорно. Например, для лиц, принимающих стратегические государственные решения, важными факторами могут быть:

  1. достижимый уровень безопасности, который представляет собой гарантии государства пострадавшему населению - аналог временной допустимой дозы;
  2. демонстрирование улучшения радиационной обстановки со временем, как результата управленческих решений, даже если это улучшение связано с естественными причинами — закрепление достигнутого уровня безопасности путем ужесточения радиационных гигиенических нормативов со временем;
  3. оценка полного радиационного ущерба от аварии для различных территорий и групп населения, который признается государством и подлежит компенсации различными путями — может быть идентифицирован через критерий дозы за жизнь;
  4. стремление к унификации законодательной базы, в которой дозовый признак используется не только для целей радиационной защиты, но и как удобный идентификационный количественный показатель социального неравенства между пострадавшим населением и основной популяцией;
  5. стремление к стандартизации радиационно-гигиенических требований в пределах страны — например, допустимых уровней содержания радионуклидов в пищевых продуктах.

1 Последовательное развитие концепции intervention произошло после Чернобыльской аварии и было закреплено в Публикации 60 МКРЗ в 1991 г. Тем не менее принятые в 1983г. критерии радиационной защиты населения в ранней фазе аварии [29] уже использовали идеи, заложенные в концепции intervention.

В связи с тем, что механизм управления вынесен за рамки теоретической системы радиационной защиты, социальные и политические факторы становятся мощными равноправными движущими силами, формирующими практическую систему безопасности, особенно при радиационных авариях.
Объем и виды аварийного радиационного контроля в окружающей среде устанавливаются исходя из реально складывающейся обстановки. Тем не менее, на основе опыта Уральской и Чернобыльской аварий можно рекомендовать характерную схему радиационного контроля после крупной радиационной аварии, представленную на рис. 5.4 [54].
Следует отметить, что определение всех радиационных параметров может быть необязательным (например, блоки 1.2, 2.2, 2.4, 2.6, указанные на рис. 5.4) в поздней фазе аварии, или селективным (например, блоки 2.1, 3.5, 3.6) для долгоживущих радиологически значимых радионуклидов, а территория аварийного контроля может быть сокращена.