Руководство по организации контроля состояния природной среды в районе расположения аэс

Утверждено:

первым заместителем

Министра здравоохранения СССР

Г.В.СЕРГЕЕВЫМ

30 декабря 1988 года,

Заместителем Председателя

Государственного комитета СССР

по гидрометеорологии

Ю.С.ЦАТУРОВЫМ

30 декабря 1988 года

Согласовано:

с Председателем Межведомственной комиссии

по радиологии в агропромышленном производстве

Н.А.КОРНЕЕВЫМ,

заместителем Министра мелиорации

и водного хозяйства СССР

В.К.ЗАРУБИНЫМ,

заместителем Министра

рыбного хозяйства СССР

Б.Д.МОНАКОВЫМ

Одобрено

коллегией Госпроматомнадзора СССР

11 января 1989 года

РУКОВОДСТВО

ПО ОРГАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ

В РАЙОНЕ РАСПОЛОЖЕНИЯ АЭС

Под редакцией К.П. МАХОНЬКО

• ПРЕДИСЛОВИЕ
• 1. ОБЩАЯ КОНЦЕПЦИЯ КОНТРОЛЯ ЗА СОСТОЯНИЕМ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ В РАЙОНАХ РАСПОЛОЖЕНИЯ АЭС
• 1.1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КОНТРОЛЯ
• 1.2. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ
• 2. ИСТОЧНИКИ ПОСТУПЛЕНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ ПРОДУКТОВ В ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ ОТ АЭС
• 3. МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАБОТ И РАСЧЕТ РАДИАЦИОННОЙ ОБСТАНОВКИ
• УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
• 3.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
• 3.2. РАСЧЕТНАЯ МОДЕЛЬ 1 (ПАСКВИЛЛА — ГИФФОРДА)
• 3.3. РАСЧЕТНАЯ МОДЕЛЬ 2
• 3.4. РАСЧЕТНАЯ МОДЕЛЬ 3
• 3.5. РАСЧЕТ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДНОЙ СРЕДЫ
• 4. СРЕДСТВА РАДИОМЕТРИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ И МЕТОДИКА ОТБОРА ПРОБ НА АНАЛИЗ
• 4.1. ПЕРЕНОСНЫЕ РАДИОМЕТРЫ И ДОЗИМЕТРЫ
• 4.2. СБОРНИКИ РАДИОАКТИВНЫХ ВЫПАДЕНИЙ ИЗ АТМОСФЕРЫ
• 4.3. ВОЗДУХОФИЛЬТРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА
• 4.4. СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ ЗА РАДИОАКТИВНЫМ ЗАГРЯЗНЕНИЕМ ПОЧВЫ
• 4.5. МЕТОДЫ ОТБОРА И ОБРАБОТКИ ПРОБ ВОДЫ
• 4.6. РАДИОМЕТРИЧЕСКАЯ СЪЕМКА МЕСТНОСТИ С ПОМОЩЬЮ АВИАЦИОННЫХ СРЕДСТВ
• 5. ОРГАНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ РАДИАЦИОННОГО КОНТРОЛЯ В ОКРЕСТНОСТЯХ АЭС
• 5.1. ОЦЕНКА РАДИАЦИОННОГО ФОНА В ПРЕДПУСКОВОЙ ПЕРИОД
• 5.2. КОНТРОЛЬ ЗА СОСТОЯНИЕМ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРИ НОРМАЛЬНОЙ РАБОТЕ АЭС
• 5.3. ОРГАНИЗАЦИЯ РАДИОМЕТРИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ПРИ РАДИАЦИОННОЙ АВАРИИ
• 5.4. ОСОБЕННОСТИ РАДИАЦИОННОГО КОНТРОЛЯ ПРИ СНЯТИИ АЭС С ЭКСПЛУАТАЦИИ
• 6. КОНТРОЛЬ ЗА ВЛИЯНИЕМ НЕРАДИАЦИОННЫХ ФАКТОРОВ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
• 6.1. КОНТРОЛЬ ЗА ЗАГРЯЗНЕНИЕМ АТМОСФЕРЫ ХИМИЧЕСКИМИ ПРИМЕСЯМИ
• 6.2. КОНТРОЛЬ ЗА ХИМИЧЕСКИМ ЗАГРЯЗНЕНИЕМ ПОЧВЫ
• 6.3. КОНТРОЛЬ ЗА ХИМИЧЕСКИМ ЗАГРЯЗНЕНИЕМ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ
• 6.4. КОНТРОЛЬ ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКИ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
• 7. ТИПОВАЯ ПРОГРАММА КОНТРОЛЯ ЗА СОСТОЯНИЕМ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ В ОКРЕСТНОСТЯХ АЭС
• 7.1. ПРОГРАММА КОНТРОЛЯ ПРИ НОРМАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ АЭС
• 7.2. ПРИНЦИПЫ СОСТАВЛЕНИЯ ЧАСТНЫХ ПРОГРАММ КОНТРОЛЯ НА ПЕРИОД ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ РАДИАЦИОННОЙ АВАРИИ
• 8. ОРГАНИЗАЦИЯ КОНТРОЛЯ ЗА СОСТОЯНИЕМ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПРОДУКЦИИ В РАЙОНЕ РАЗМЕЩЕНИЯ АЭС
• 8.1. ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ОБЪЕКТОВ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА ПРИ ВЫБОРЕ ПЛОЩАДКИ И ПРОЕКТИРОВАНИИ АЭС
• 8.2. КОНТРОЛЬ ЗА РАДИОАКТИВНЫМ ЗАГРЯЗНЕНИЕМ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПРОДУКЦИИ ПРИ НОРМАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ АЭС
• 8.3. КОНТРОЛЬ ЗА ХИМИЧЕСКИМ ЗАГРЯЗНЕНИЕМ В СФЕРЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА
• 8.4. КОНТРОЛЬ ЗА РАДИОАКТИВНЫМ ЗАГРЯЗНЕНИЕМ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПРОДУКЦИИ ПРИ АВАРИЯХ НА АЭС
• 8.5. КОНТРОЛЬ ЗА СОСТОЯНИЕМ ОБЪЕКТОВ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА ПРИ СНЯТИИ АЭС С ЭКСПЛУАТАЦИИ
• 9. ОРГАНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ СБОРА, ОБРАБОТКИ И ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ
• 9.1. ОРГАНИЗАЦИЯ СБОРА И ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ АНАЛИЗА И ПРОГНОЗА РАДИАЦИОННОЙ ОБСТАНОВКИ
• 9.2. ОРГАНИЗАЦИЯ ПОТОКОВ ИНФОРМАЦИИ
• ОПИСАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОГРАММЫ РАСЧЕТА ПОЛЯ ИНТЕГРАЛЬНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ И РАДИОАКТИВНОГО СЛЕДА ПО МОДЕЛИ 3
• ТЕКСТ ПРОГРАММЫ РАСЧЕТА
• МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОВЕДЕНИЮ КОМПЛЕКСНОГО (РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКОГО, ХИМИЧЕСКОГО) МОНИТОРИНГА ПОЧВ И ЛАНДШАФТОВ В ОКРЕСТНОСТЯХ АЭС
• ПОКАЗАТЕЛИ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ И КОМПОНЕНТЫ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ВОД ВОДОЕМОВ-ОХЛАДИТЕЛЕЙ АЭС И МЕТОДЫ ИХ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
• НАЗЕМНОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ И СЕЛЬХОЗУГОДИЙ ПОСЛЕ РАДИАЦИОННОЙ АВАРИИ
• 1. ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ РАДИАЦИОННОЙ ОБСТАНОВКИ В НАСЕЛЕННОМ ПУНКТЕ
• 2. ДЕТАЛЬНОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ РАДИАЦИОННОЙ ОБСТАНОВКИ В НАСЕЛЕННОМ ПУНКТЕ
• 3. ОТБОР ПРОБ ПОЧВЫ НА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ УГОДЬЯХ
• 4. МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ ПОЛЯ ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОЗОВЫХ НАГРУЗОК НА НАСЕЛЕНИЕ В ЗАГРЯЗНЕННЫХ РАЙОНАХ
• СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
• СПИСОК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРЕДИСЛОВИЕ

Использование ядерной энергии, как и всех других видов промышленной деятельности, сопровождается возникновением вредных факторов, потенциально опасных для человека. Поэтому с момента становления ядерной энергетики ее развитию сопутствуют широкомасштабные исследования по безопасности эксплуатации атомных электростанций (АЭС). В рамках этих исследований анализируются возможные отказы технологических линий и оборудования АЭС, последствия этих отказов и способы их предотвращения, разрабатываются средства эффективного контроля за отклонениями от нормального режима технологических процессов, за формированием радиоактивных газоаэрозольных выбросов, протечек и жидких радиоактивных сбросов во внешнюю среду, за уровнями радиоактивного загрязнения объектов окружающей среды и радиационной обстановкой в окрестностях АЭС.

Настоящее Руководство посвящено вопросам организации эффективного контроля за состоянием природной среды в районах расположения АЭС. Как известно, при нормальной работе АЭС в условиях строгого соблюдения технологической дисциплины атомная электростанция практически не загрязняет окружающую среду радиоактивными продуктами, и ее вредное воздействие на среду неизмеримо меньше по сравнению с другими предприятиями топливно-энергетического цикла. Вероятность крупных радиационных аварий на АЭС, при которых можно ожидать существенного загрязнения местности, чрезвычайно мала. Однако уроки радиационной аварии на Чернобыльской АЭС, произошедшей 26 апреля 1986 г., убедительно показали, что серьезность последствий аварий на АЭС, даже при их очень малой вероятности, требует новой тщательной проработки всего цикла вопросов, связанных с обеспечением безопасности эксплуатации атомных электростанций. В частности, система контроля за радиационной обстановкой в окрестностях АЭС должна строиться исходя из возможности ее эффективного использования не только и не столько при нормальной работе АЭС, сколько в аварийных ситуациях различной степени тяжести, как бы ни была мала вероятность таких аварий.

Важным вопросом является надежность системы контроля. Для поддержания ее в постоянной аварийной готовности работоспособность такой системы должна ежедневно проверяться. Для этого ее чувствительность должна быть настолько высокой, чтобы уверенно измерять ежедневные колебания глобального радиоактивного фона и незначительные превышения этого фона вследствие влияния работы АЭС. Регулярные измерения глобального радиоактивного фона не только поддерживают систему контроля в постоянной аварийной готовности, но и служат одновременно средством контроля за стабильностью радиационной обстановки в окрестностях АЭС при ее нормальной работе, а также на всех стадиях эксплуатации, включая ремонтные работы и демонтаж или консервацию блоков вследствие выработки их ресурса.

Для повышения надежности и полноты контроля за радиационной обстановкой в окрестностях АЭС предусматривается участие в контроле разных ведомств, каждое из которых осуществляет контроль по своему профилю.

В соответствии с этим настоящее Руководство является обязательным для работников АЭС и проектирующих АЭС организаций, Государственного комитета СССР по гидрометеорологии, Минздрава СССР, Комиссии по качеству и заготовкам сельхозпродукции при СМ СССР, а также может быть использовано соответствующими службами других ведомств.

Регламентируется порядок организации, функционирования и взаимодействия ведомственных служб радиационного контроля

— при выполнении работ по радиационному контролю;

— при обработке, обобщении и передаче различным ведомствам и заинтересованным организациям систематической и экстренной информации о радиационной обстановке и об изменениях уровней радиоактивного загрязнения наблюдаемых объектов;

— при разработке прогнозов и предупреждений радиоактивного загрязнения контролируемых объектов.

Руководство разработано в соответствии с поручением Совета Министров СССР от 16 июня 1988 г. N ПП-12202. В нем рассмотрены основные принципы построения системы контроля за состоянием природной среды в районах расположения АЭС, вопросы организации контроля при выборе строительной площадки для проектирования АЭС, при ее строительстве и нормальном режиме эксплуатации, при радиационных авариях на АЭС, а также при снятии АЭС с эксплуатации. Так как радиоактивные продукты могут распространяться на большие расстояния, рассматриваются вопросы методики контроля и расчета радиационной обстановки не только в локальном, но и в региональном масштабе.

Отдельные разделы составлены таким образом, чтобы значительная их часть могла использоваться самостоятельно.

В настоящее время в СССР осуществляется переход на новую международную систему единиц СИ согласно ГОСТ 8.417-81 (СТ СЭВ 1052-78) «Единицы физических величин». Вместо старой единицы радиоактивности «кюри» (Ки) вводится новая единица «беккерель» (Бк), 1 Ки = 3,7·10¹⁰ Бк (расп/с). Вместо старой единицы поглощенной дозы ионизирующего излучения «рад» используется новая единица «грэй» (Гр), 1 рад = 10^-2 Гр = 1 сГр (сантигрэй); вместо старой единицы эквивалентной дозы ионизирующего излучения — биологического эквивалента рада «бэр» используется новая единица «зиверт» (Зв), 1 бэр = 10^-2 Зв = 1 сЗв (сантизиверт).

Предполагается постепенный отказ практического использования экспозиционной дозы гамма-излучения и мощности этой дозы, измерявшихся в «рентгенах» (Р) и в «рентгенах в час» (Р/ч), и переход к поглощенной или эквивалентной дозам, выраженным соответственно в грэях и зивертах. При распространении гамма-излучения в воздухе приблизительное соотношение между старой и новыми единицами в этом случае следующее:

1 Р = 0,80 сЗв = 0,87 сГр.

Поскольку действующие санитарные нормы радиационной безопасности и справочные пособия пока не переизданы в новой системе единиц, а приборные шкалы дозиметров отградуированы в старых единицах, в настоящем Руководстве изложение ведется либо в старых, либо одновременно в старых и новых единицах.

Руководство по организации контроля состояния природной среды в районе расположения АЭС подготовлено коллективом авторов.

Главы 1, 2, 4, 5, 7 написаны К.П. Махонько, глава 3 — Е.К. Гаргером, глава 6 — В.А. Дячуком, Б.С. Пристером, Н.И. Ромасем, В.И. Осадчим, глава 8 — Л.И. Пантелеевым, Е.В. Спириным, Н.И. Санжаровой, глава 9 — А.А. Емельяновым, К.П. Махонько, Н.А. Корнейчуком, отдельные разделы глав написаны А.Н. Силантьевым (4.4), С.М. Вакуловским (4.5), В.П. Мартыненко, А.Т. Корсаковым, С.М. Вакуловским (4.6), К.П. Махонько (3.5); при составлении текста глав использованы материалы, подготовленные Д.Ф. Рау, Л.П. Хамьяновым (ВНИИАЭС), М.И. Грачевым, Т.И. Гимадовой, Е.В. Девятайкиным, Ю.А. Жаковым, А.С. Зыковой, И.Б. Кеирим-Маркусом, В.А. Книжниковым, Ю.Д. Корсаковым, О.А. Павловским, Б.П. Рублевским (ИБФ), Л.И. Анисимовой, Н.Е. Артемовой, М.С. Беспаловым, С.А. Бурцевым, И.К. Дибобесом, Г.С. Кирдиным (ИПГ), В.П. Гавриловым, Р.Г. Головко, Г.П. Жуковым, К.П. Махонько, А.В. Найденовым, Н.А. Самарской, В.П. Сныковым, О.И. Шубенковой (ИЭМ НПО «Тайфун»), А.В. Кузнецовым, П.М. Орловым (ЦИНАО).

Общая редакция текста выполнена К.П. Махонько.

Скачать документ целиком в формате PDF

3.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

В процессе нормальной эксплуатации АЭС при планируемых повышенных выбросах радиоактивных продуктов в атмосферу в связи с технологическими сдувками при ремонтных работах на реакторе или по какой-либо иной причине для сведения возможных вредных последствий такого выброса до минимума целесообразно планировать его время, продолжительность и мощность с учетом существующих метеорологических условий, которые влияют на направление ветрового переноса и степень рассеяния радиоактивной примеси в атмосфере. Для этого необходимо иметь прогноз радиационных последствий выброса при метеорологических условиях на момент выброса. Такой прогноз может даваться в виде результатов приблизительных оценок, либо в виде расчетов изолиний радиационной обстановки на карте местности, выполняемых оперативно на ЭВМ. В любом случае такой прогноз опирается на краткосрочный прогноз погоды.

В настоящее время в СССР успешно внедряется оперативный прогноз неблагоприятных метеорологических условий, способствующих накоплению в приземном слое атмосферы выбрасываемых в воздух загрязняющих примесей. Такой прогноз выдается Гидрометцентром СССР или местными бюро погоды с заблаговременностью 12, 24 и 36 ч; в ряде районов страны уже накоплен положительный опыт его использования для регулирования выбросов в атмосферу.

Если для метеорологического обеспечения планируемых радиоактивных выбросов в атмосферу необходим прогноз погоды, который может быть сделан только на основании данных целой сети метеостанций, то для метеорологического обеспечения случайных выбросов нормально работающей АЭС необходима оперативная информация с метеостанции, расположенной непосредственно на территории АЭС или достаточно близко от нее, чтобы полученные метеоданные можно было без большой ошибки экстраполировать на район распространения продуктов выброса.

Поскольку оценка радиационных последствий выброса на местности требует определенного времени, в случае аварийного выброса для быстрого ориентирования в обстановке большое значение приобретают результаты прогноза расположения загрязненной зоны в окрестностях АЭС, который составляется на основе метеорологических данных наблюдений за последний час, а при изменчивой погоде — за последние 10 мин.

При крупной аварии, носящей характер взрыва, при котором радиоактивные продукты поднимаются на большую высоту, для прогноза используются данные о средней скорости и направлении в различных слоях атмосферы в зависимости от мощности взрыва. При авариях, не вызвавших подъема радиоактивных продуктов на большую высоту, для прогноза используются данные приземных наблюдений на местной метеостанции. Программа метеонаблюдений на такой станции должна предусматривать возможность использования данных наблюдений за последний час (последние 10 мин) для оперативного расчета конфигурации радиоактивной зоны на местности. Для этого на АЭС заранее отрабатываются программа расчета радиоактивной зоны на ЭВМ и дублирующая ее схема упрощенного расчета вручную.

Для определения района действия групп внешней дозиметрии в случае аварии достаточно информации о направлении и скорости ветра в момент аварийного выброса. Для расчета расположения радиоактивной зоны на местности кроме данных о скорости и направлении ветра необходимы данные об атмосферной стратификации и интенсивности турбулентного обмена в атмосфере, свойствах подстилающей поверхности и ряд других.

Если АЭС расположена на равнинной местности с однородным ландшафтом, указанные метеорологические параметры могут быть приблизительно оценены по данным метеонаблюдений по стандартной программе.

Однако в аварийной ситуации при оценке радиационной обстановки в окрестностях АЭС по выбросу изотопов в атмосферу и данным метеонаблюдений важное значение приобретает метод получения и обработки информации. Форма регистрации данных наблюдений и способ хранения информации должны обеспечивать возможность проведения расчетов радиационной обстановки в считанные минуты. Наиболее удобным для этой цели является соединение метеодатчиков непосредственно с ЭВМ, которая производит расчеты по соответствующей программе.

Если АЭС расположена в неоднородных ландшафтных условиях, например в горах, где возникают местные орографические ветры, вблизи морского побережья в зоне бризовой атмосферной циркуляции или в условиях, где возможны эффекты накапливания радиоактивных выбросов у поверхности Земли в результате трансформации воздушных масс зимой, когда холодный воздух с моря надвигается на более теплую сушу (эффект «окуривания»), то данных метеонаблюдений по стандартной программе недостаточно для расчета радиоактивной зоны. Сам расчет сильно усложняется и может быть проведен только на ЭВМ с учетом особенностей рельефа данной конкретной местности. Программа расчета для ЭВМ составляется на основе предварительного изучения полей метеорологических элементов и параметров атмосферной диффузии и их зависимости от различных погодных условий.

Примерная программа таких исследований может быть следующая.

1. Отбор проб из газоаэрозольной струи на местности с помощью передвижных радиометрических лабораторий и на стационарных пунктах при одновременном измерении параметров распространения примеси в атмосфере посредством температурно-ветрового зондирования с помощью градиентной 30-метровой мачты и шаропилотных или радиозондовых наблюдений.

2. Моделирование распространения примеси в атмосфере от трубы АЭС путем запуска тетронов и с помощью дымовых шашек при одновременном измерении параметров распространения примеси в атмосфере.

3. Изучение повторяемости образования замкнутых ячеек атмосферной циркуляции и застойных явлений или эффектов «окуривания» в атмосфере в различные сезоны года в районе АЭС.

4. Изучение пространственных и масштабов, а также уровней накопления загрязняющих веществ в атмосфере при опасных метеорологических условиях в окрестностях АЭС.

При таком изучении основное внимание должно быть уделено типизации метеорологических ситуаций и выявлению условий, при которых радиоактивная зона захватывает территорию близлежащих населенных пунктов, народнохозяйственных и иных важных объектов.

Набор типичных метеорологических ситуаций должен быть заранее выявлен, а соответствующая информация должна храниться на долговременном носителе в форме, обеспечивающей быстрый доступ к ней. Пользование этой информацией должно быть организовано так, чтобы после получения данных метеонаблюдений, произведенных в момент аварийного выброса, можно было быстро сравнить эти данные с имеющимся набором типичных опасных метеорологических ситуаций и сделать заключение о том, захватывает ли радиоактивная зона населенные пункты и важные объекты или нет.

Таким образом, подход к метеорологическому обеспечению АЭС — потенциального источника радиоактивного загрязнения местности в случае аварии — является дифференцированным в зависимости от географического расположения АЭС и ее мощности, т.е. степени потенциальной опасности.

Ниже приводятся конкретные методы расчета рассеяния при нормальном режиме работы атомной электростанции. Рассчитывается поле концентраций радиоактивных продуктов в воздухе q(x, y, z, t) и поле плотности радиоактивного загрязнения подстилающей поверхности A(x, y) — радиоактивный «след» на местности.

Поле гамма-излучения подстилающей поверхности в единицах мощности дозы и эквивалентные дозы облучения населения рассчитываются по значениям A(x, y) и q(x, y, z, t) методами, описанными в [2].

Расчетная схема. Основу предлагаемой расчетной схемы составляют три статистические модели: 1) эмпирическая модель локального масштаба (Пасквилла — Гиффорда); 2) мезомасштабная и 3) региональная лагранжевы модели, разработанные в Госкомгидромете СССР (ИЭМ).

Модель Пасквилла — Гиффорда широко применяется для оценки локальных эффектов в ближайшей к АЭС зоне радиусом 10 км, вызванных кратковременным выбросом радионуклидов в приземный слой атмосферы до высоты 150 м. Вторая модель позволяет рассчитывать перенос и рассеяние примеси до расстояний в несколько десятков километров (до 100 км) при выбросе от поверхности Земли до слоя перемешивания, высота которого может колебаться от 200 до 1500 м. Региональная модель может быть использована для оценки последствий аварийного выброса радиоактивных веществ выше слоя перемешивания (на высоте более 1500 м) и при распространении их до расстояния 1000 — 1500 км.

В качестве входной информации при расчетах используются данные стандартных синоптических и аэрологических измерений.

Первые две модели описывают рассеяние неоседающей примеси, третья, кроме того, учитывает гравитационное осаждение частиц грубодисперсного аэрозоля. Общим для всех моделей является способ определения эффективной высоты выброса, учет обеднения облака за счет радиоактивного распада, сухого осаждения и вымывания радионуклидов осадками.

Характеристики рассеяния. Перенос и рассеяние радиоактивных веществ в атмосфере определяются:

1) траекториями движения выбрасываемых АЭС радиоактивных веществ, которые характеризуют их перемещение в некоторые последующие моменты времени;

2) разовой концентрацией радиоактивных веществ в единице объема воздуха (средней за 20 мин);

3) интегральной концентрацией радиоактивных веществ в единице объема воздуха за период прохождения облака над рецептором или за период наблюдения;

4) плотностью выпадения радиоактивных веществ на поверхность почвы за период прохождения облака или за период наблюдения.

Общий порядок расчета концентрации и радиоактивного следа. В зависимости от высоты и предполагаемой мощности выброса выбирается одна из трех моделей расчета переноса и рассеяния радиоактивных веществ. Для этого необходимо осуществить следующие операции:

1) определить все необходимые входные метеорологические данные для расчета по моделям;

2) определить состояние устойчивости атмосферы по метеоданным;

3) определить эффективную высоту выброса с помощью выражения для подъема струи (облака);

4) определить среднюю скорость переноса примеси в слое рассеяния;

5) определить стандартные отклонения , , на заданном расстоянии от источника;

6) рассчитать концентрации;

7) внести поправки на радиоактивный распад, сухое и влажное осаждение, на время осреднения;

определить плотность загрязнения подстилающей поверхности.

НЕОБХОДИМАЯ ВХОДНАЯ ИНФОРМАЦИЯ ДЛЯ РАСЧЕТА

1. Параметры источника

— количество выброшенных в атмосферу радионуклидов, Ки (Бк), или средняя мощность источника, Ки/с (Бк/с);

— тепловая мощность источника, кВт;

— высота источника, диаметр устья и скорость истечения газоаэрозольной примеси;

— эффективная высота и линейные размеры газоаэрозольного облака, образовавшегося выше слоя перемешивания;

— средний радиус частиц аэрозоля, функция распределения частиц примеси по размерам.

2. Метеорологические параметры

для модели Пасквилла — Гиффорда

— скорость ветра на высоте флюгера,

— солнечная радиация или облачность,

— осадки (вид, количество, интенсивность),

— высота слоя перемешивания;

для мезомасштабной модели

— скорость ветра на высоте флюгера,

— фактический или расчетный вектор скорости ветра на эффективной высоте облака,

— высота слоя перемешивания,

— разность углов направления ветра в слое ,

— разность температур в слое 0,5 — 2 м;

— измеренная или рассчитанная средняя скорость ветра на высоте 1 м,

— геострофический ветер на высоте слоя перемешивания,

— температура воздуха на высоте слоя перемешивания,

— вертикальный градиент температуры в свободной атмосфере (измеренный или средний климатический),

— качественная оценка типа подстилающей поверхности,

для региональной модели

— все метеорологические параметры, нужные для мезомасштабной модели,

— карты барической топографии: фактические и прогностические на уровнях 850, 700, 500, 300 гПа (в зависимости от высоты выброса),

— приземная синоптическая карта.

Метеорологическое обеспечение работ. 1. Метеорологические измерения в районе АЭС выполняются в стандартные метеорологические сроки восемь раз в сутки в соответствии с указаниями, данными в [10]. Измеряются следующие величины: скорость и направление ветра, температура, влажность, давление, облачность (тип облаков, балльность, высота нижней границы), осадки и особые явления. Перечень основного и вспомогательного оборудования приведен в [10].

2. Шаропилотные измерения проводятся в случае аварийной ситуации.

3. Данные ближайшего пункта температурно-ветрового зондирования используются для проведения расчетов по моделям 2 и 3.

4. Градиентные измерения выполняются в соответствии с «Руководством» [15]. В работе [15] даны чертежи градиентной мачты, перечень необходимой аппаратуры.

5. Необходимая чувствительность и точность используемых измерительных приборов приводится в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Необходимая чувствительность и точность

измерительных приборов

Примечание. Измерения производятся в определенные сроки с точностью +/- 5 мин.

Метеорологическое оборудование должно быть размещено на открытых участках местности и на достаточном расстоянии от каких-либо препятствий. Рекомендуемые расстояния между оборудованием и препятствиями можно найти в руководствах ВМО.

Определение эффективной высоты выброса. Несмотря на то что высота подъема струи и эффективная высота выброса в аварийных условиях являются предметом постоянных исследований, пока еще не накоплено достаточно информации для составления окончательных рекомендаций по данному вопросу. В порядке предварительной рекомендации для определения дополнительной высоты подъема струи за счет теплового и динамического факторов можно указать соотношение вида

, (3.1)

где безразмерный параметр A₁ зависит от класса устойчивости следующим образом:

Для наземного источника с диаметром устья D₀ высоту подъема перегретой примеси можно определить в соответствии с выражением

, (3.2)

где u_* — динамическая скорость, определяемая по соответствующим формулам и номограммам (см. п. 3.3), и

, (3.3)

где w₀ — скорость истечения, м/с.

Введение поправок на обеднение облака. Общая формула расчета средней концентрации с учетом обеднения облака имеет вид

, (3.4)

где f_R — поправка на обеднение облака за счет радиоактивного распада:

; (3.5)

, (3.6)

; (3.7)

. (3.8)

Поправку на снижение концентрации путем вымывания осадками следует делать только для тех районов, в которых выпали осадки. Значения параметра приводятся в табл. 3.2.

Таблица 3.2

Значения параметров v_g и , используемых при определении

выпадения радионуклидов на земную поверхность за счет

турбулентного осаждения и вымывания осадками

При расчете интегральной концентрации дочерних радионуклидов, возникающих в атмосфере за счет распада выбрасываемых источником материнских радионуклидов, в случае, если v_g одинаково для материнского и дочернего радионуклидов, произведение f_Rf_Ff_W = f₀ следует заменить выражением

(3.9)

где индексы «1» и «2» относятся к дочернему и материнскому радионуклидам соответственно.

Для консервативной примеси вместо выражения (3.9) можно ограничиться выражением

. (3.10)

Осреднение. Концентрация, определенная на фиксированном расстоянии от источника, уменьшается при увеличении длительности замера или длительности осреднения. Для того чтобы привести значения , q_A и q, осредненные за время t₁ (t₁ = 20 мин), к их значениям при времени осреднения t₂, можно использовать степенную зависимость вида

. (3.11)

Показатель степени n может быть принят равным 0,2 по нижней наиболее жесткой границе диапазона изменения его значений.

Определение плотности загрязнения подстилающей поверхности. Плотность загрязнения поверхности Земли при выпадении радионуклидов из атмосферы после разового выброса определяется выражением

. (3.12)

Значения v_g приводятся в табл. 3.2.

Плотность загрязнения поверхности Земли при выпадении радионуклидов, выбрасываемых стационарным источником в течение времени t, определяется формулой

. (3.13)

При наличии атмосферных осадков в зоне распространения радиоактивного облака скорость оседания примеси v_g определяется как отношение , где C — концентрация радиоактивности в воде осадков, — продолжительность выпадения радиоактивных осадков интенсивностью I в пункте наблюдения.

Скачать документ целиком в формате PDF