Министерство Образования и науки Российской Федерации Санкт-Петербургский Политехнический университет Петра Великого
advertisement
Министерство Образования и науки Российской Федерации Санкт-Петербургский Политехнический университет Петра Великого С.В. ЕФРЕМОВ ОПАСНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ПРОИЗВОДСТВА МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЭКЗАМЕНАМ СТУДЕНТОВ ИВТОБ В 2015 ГОДУ Санкт-Петербург 2015 год Вопросы ОТП 2015 год 1. Цель изучения дисциплины ОТП, структура дисциплины «ОТП», техносфера и понятие о синергетических процессах 2. Структура понятийного ряда в области техногенных опасностей. Понятия, связанные с опасностью 3. Понятия опасных событий 4. Структура понятийного ряда в области техногенных опасностей. Понятия, связанные с поражением 5. Понятие риска и показатели риска 6. Категории опасных производственных объектов 7. Обобщенная схема оценки опасности объекта. Формула для определения вероятности поражения 8. Система поражающих факторов. Избыточное давление во фронте ударной волны. Формула Садовского 9. Диаграмма состояния однокомпонентной системы 10. Выбор технологии хранения и перемещения вещества в зависимости от диаграммы его состояния 11. Аварийные выбросы на объектах содержащих сжиженные газы. 12. Приближенная оценка количества вещества переходящего в первичное и вторичное облака при разливе сжиженных газов и жидкостей 13. Классификация опасных химических веществ 14. Характеристика физико-химических свойств опасных химических веществ 15. Токсические свойства опасных химических веществ 16. Анализ промышленных аварий с выбросами опасных химических веществ 17. Оценка химической обстановки при аварии 18. Виды ионизирующих излучений 19. Активность источника ионизирующего излучения 20. Дозовые характеристики ионизирующих излучений. Экспозиционная доза, керма доза, поглощенная доза. 21. Дозовые характеристики ионизирующих излучений. Эквивалентная доза, эффективная доза. Связь активности и мощности дозы 22. Облучение человека в повседневных условиях 23. Требования к ограничению облучения 24. Ядерный топливный цикл и радиационно опасные объекты 1. Цель изучения дисциплины ОТП, структура дисциплины «ОТП», техносфера и понятие о синергетических процессах Дисциплина «Опасные технологии и производства» является специальной дисциплиной, предназначенной для подготовки студента к решению задач по обеспечению промышленной безопасности. ОТП формирует исходные навыки по оценке опасных факторов. Структура дисциплины «ОТП» Раздел 1. Техносфера и оценка опасности объекта. Раздел 2. Опасности объектов содержащих горючие и взрывчатые вещества. Раздел 3. Опасности объектов содержащих токсичные вещества. Раздел 4. Опасности объектов содержащих источники ионизирующих излучений. Определение и структура техносферы Биосфера – область существования и функционирования живой материи. В биосфере можно выделить три элемента: люди, природа, техносфера. Техносфера – это часть биосферы, коренным образом преобразованная человеком в инженерно-технические сооружения: города, заводы и фабрики, карьеры и шахты, дороги, плотины, водохранилища и т.п. Техносфера порождает опасности техногенного и природно-техногенного характера. Под техногенными опасностями будем понимать опасности, возникающие в ходе функционирования потенциально опасных объектов. Под природно-техногенными опасностями понимают опасные природные процессы возникшие под воздействием техносферы К техногенным опасностям отнесем: 1. Взрывные и пожарные опасности. 2. Радиационные опасности. 3. Химические опасности. 4. Гидротехнические опасности. 5. Транспортные опасности. 6. Опасности, связанные с коммунальным хозяйством. (Каждая вторая авария в РФ происходит на сетях теплоснабжения, а каждая пятая – на сетях водоснабжения и канализации). К числу природно-техногенных опасностей относят: • 1. Наведенную сейсмичность; • 2. Опускание территорий; • 3. Подтопление территорий; • 4. Карстово-суффозионные провалы; • 5. Техногенные геофизические поля (вибрационные, электрические, тепловые). Понятие о синергетических процессах Катастрофы часто носят синергетический характер (синергетикус означает согласованно-действующий). Суть заключается в том, что одно катастрофическое явление вызывает цепочку других. Синергетические процессы подчиняются «Принципу домино». Например, землетрясение может стать причиной возникновения цунами, оползней, селей, обвалов подтопления порождают просадки лессов; нагонные ветрызатопления территорий. Еще большая опасность создается, когда в синергетический процесс втягивается техносфера. На урбанизированных территориях из-за высокой концентрации промышленных объектов практически любое стихийное бедствие способно вызвать серию техногенных катастроф — пожары, взрывы, выбросы и разливы химических веществ. 2. Структура понятийного ряда в области техногенных опасностей. Понятия, связанные с опасностью Основой любой конкретной деятельности является некоторое связанное множество понятий – понятийный ряд. Этот ряд позволяет строить модели объектов и исследовать их свойства. Для того чтобы построить понятийный ряд необходимо соблюдать 3 принципа: Принцип гармонизации (Для гармонизации понятийного аппарата необходимо на практике использовать только логически непротиворечивые определения терминов, даже если они не закреплены юридически). Принцип исходного понятия (Необходимо выбрать некоторое исходное понятие, термин, содержание которого не вызывает сомнений, и который может быть использован в качестве основы для остальных определений). Принцип единственности (При построении понятийного ряда следует учитывать, что любое понятие, являющееся общим для нескольких областей деятельности, не может в равной степени использоваться в них, а одно и то же определение в конспекте различной деятельности приобретает различный смысл). Логика понятийного ряда в области техногенных опасностей. Выбрав в качестве исходного понятие «ВРЕД», «ОПАСНОСТЬ» определим как свойство объекта, выраженное в его способности причинять вред себе и другим объектам. Опасности реализуются в ходе некоторых событий, назовем их «ОПАСНЫЕ СОБЫТИЯ». При реализации опасного события причиняется вред. Результат причинения вреда назовем «ПОРАЖЕНИЕМ». Нереализованную (потенциальную) опасность будем характеризовать таким понятием как «РИСК», понимая под риском вероятность реализации опасного события или поражения. Технологии и производства, для которых величина риска выше приемлемого назовем «ОПАСНЫМИ ТЕХНОЛОГИЯМИ И ПРОИЗВОДСТВАМИ». Свойство объекта противостоять опасности назовем «БЕЗОПАСНОСТЬ». Структура понятийного ряда Понятия, связанные с опасностью Опасность - свойство объекта выраженное в его способности причинять вред себе и другим объектам. Источники опасности — это объекты и процессы способные причинить вред. Опасные вещества – это вещества, способные причинить вред. Опасные вещества можно разделить на 4 группы: взрывопожароопасные вещества; опасные химические вещества; опасные биологические вещества; радиоактивные вещества. Опасные воздействия - это энергетические воздействия, причиняющие вред (поле давления, световое, электрическое, акустическое, информационное и другие поля). 3. Понятия опасных событий Опасные события - События при реализации, которых причиняется вред. Инцидент - отказ или повреждение технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, отклонение от режима технологического процесса. (старая редакция: … нарушение положений федеральных законов и иных нормативных правовых актов Российской Федерации, а также нормативных технических документов, устанавливающих правила ведения работ на опасном производственном объекте) ФЗ №116-ФЗ. «О промышленной безопасности опасных производственных объектов». Авария - разрушение сооружений или технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, а так же неконтролируемые взрыв или выброс опасных веществ. Сценарий аварии - последовательность отдельных логически связанных событий, обусловленных конкретным инициирующим событием, приводящим к аварии. Аварии, чаще всего, проходят в своем развитии пять характерных фаз: первая – накопление отклонений от нормального процесса функционирования; вторая – инициирование аварии; третья – развитие аварии, во время которой оказывается воздействие на людей, окружающую среду и объекты экономики; четвертая – проведение аварийно-спасательных и других неотложных работ, локализация аварии; пятая – ликвидация последствий аварии. 4. Структура понятийного ряда в области техногенных опасностей. Понятия, связанные с поражением Основой любой конкретной деятельности является некоторое связанное множество понятий – понятийный ряд. Этот ряд позволяет строить модели объектов и исследовать их свойства. Для того чтобы построить понятийный ряд необходимо соблюдать 3 принципа: Принцип гармонизации (Для гармонизации понятийного аппарата необходимо на практике использовать только логически непротиворечивые определения терминов, даже если они не закреплены юридически). Принцип исходного понятия (Необходимо выбрать некоторое исходное понятие, термин, содержание которого не вызывает сомнений, и который может быть использован в качестве основы для остальных определений). Принцип единственности (При построении понятийного ряда следует учитывать, что любое понятие, являющееся общим для нескольких областей деятельности, не может в равной степени использоваться в них, а одно и то же определение в конспекте различной деятельности приобретает различный смысл). Логика понятийного ряда в области техногенных опасностей. Выбрав в качестве исходного понятие «ВРЕД», «ОПАСНОСТЬ» определим как свойство объекта, выраженное в его способности причинять вред себе и другим объектам. Опасности реализуются в ходе некоторых событий, назовем их «ОПАСНЫЕ СОБЫТИЯ». При реализации опасного события причиняется вред. Результат причинения вреда назовем «ПОРАЖЕНИЕМ». Нереализованную (потенциальную) опасность будем характеризовать таким понятием как «РИСК», понимая под риском вероятность реализации опасного события или поражения. Технологии и производства, для которых величина риска выше приемлемого назовем «ОПАСНЫМИ ТЕХНОЛОГИЯМИ И ПРОИЗВОДСТВАМИ». Свойство объекта противостоять опасности назовем «БЕЗОПАСНОСТЬ». Структура понятийного ряда Поражение - результат причинения вреда. Поражающий фактор – это сила, причиняющаю вред. То есть это сила (форма движения материи), с помощью которой поражающие эффекты (энергия, вещество, информация) передаются от источника опасности к объекту поражения. Примеры: ударная волна, электромагнитное излучение, скоростной напор, радиоактивное загрязнение. Поражающий параметр (ПП) – количественная характеристика поражающего фактора. (это параметр, определяющий степень воздействия поражающего фактора на объекты). Примеры: избыточное давление, скорость, интенсивность излучения, плотность потока, доза облучения, энергия и масса рабочего тела и другие. Критерий поражения (КП) – это численное значение поражающего параметра соответствующее определенной степени поражения (разрушения, гибели) пример: избыточное давление приводящее к гибели, токсодоза. 5. Понятие риска и показатели риска Степень опасности негативного явления определяется интенсивностью воздействия поражающих факторов. Но так как мера поражения является случайной величиной, то ее нельзя характеризовать только значением критерия поражения, требуется еще знать вероятность поражения при данном критерии. Поэтому требуется использовать специальную характеристику для меры опасности. В настоящее время общепринятой мерой опасности является риск. Риск – мера опасности, характеризующая вероятность возникновения возможных аварий и тяжесть их последствий. Под термином «риск» в общем случае понимают многокомпонентную величину, включающую показатели ущерба и вероятность возникновения рассматриваемого негативного фактора. Понятие риска всегда включает два элемента: частоту, с которой осуществляется опасное событие, и последствия этого события. R = P×У R –риск причинения ущерба в случае реализации опасного события. P – вероятность реализации опасного события. У – ущерб причиненный вследствие реализации опасного события. Приемлемый риск - риск, уровень которого допустим и обоснован, исходя из экономических и социальных соображений. Риск возникновения опасного события на объекте - частота реализации на нем опасного события. Риск поражения объекта - частота сложного опасного события, определяемая как произведение риска возникновения опасного события на субъекте на условную вероятность заданного вида и степени поражения объекта опасности. 1. Технический риск Ra, Rсц 2. Потенциальный территориальный риск 3. Индивидуальный риск 4. Коллективный риск 5. Социальный риск 6. Профессиональный риск Показатели риска вероятность отказа технических устройств с последствиями определенного уровня за определенный период функционирования ОПО. частота реализации поражающих факторов аварии в рассматриваемой точке территории. (Rпот) частота поражения отдельного человека в результате воздействия исследуемых факторов опасности аварий. Rинд = Рнахожд× Rпот ожидаемое количество пораженных в результате возможных аварий за определенный период времени. зависимость частоты возникновения событий, в которых пострадало на определенном уровне не менее N человек, от этого числа N.(вероятность того что пострадало не менее N человек) вероятность причинения вреда здоровью в результате воздействия вредных или опасных производственных факторов при исполнении работником обязанностей по трудовому договору. 6. Категории опасных производственных объектов 1 категория Объекты на которых имеются опасные вещества (вид и количество в прил 1 и 2 ФЗ-116). 2 категория Объекты на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением более 0,07 мегапаскаля. 3 категория Объекты на которых 3) используются стационарно установленные грузоподъемные механизмы (за исключением лифтов, подъемных платформ для инвалидов), эскалаторы в метрополитенах, канатные дороги, фуникулер. 4 категория Объекты на которых получаются, транспортируются, используются расплавы черных и цветных металлов, сплавы на основе этих расплавов с применением оборудования, рассчитанного на максимальное количество расплава 500 кг и более. 5 категория Объекты на которых ведутся горные работы (за исключением добычи полезных ископаемых, осуществляемых открытым способом без применения взрывных работ), работы по обогащению полезных ископаемых. 6 категория Объекты на которых имеется растительное сырье образующее взрывоопасные пылевоздушные смеси, а также осуществляется хранение зерна, продуктов его переработки, склонных к самосогреванию и самовозгоранию. 7. Обобщенная схема оценки опасности объекта. Формула для определения вероятности поражения Общий подход к определению вероятности поражения Одна и та же мера воздействия, то есть одно и тоже значение поражающего параметра может вызвать последствия различной степени тяжести у различных людей. Следовательно эффект поражения носит вероятностный характер. Величина поражения (Рпор) измеряется в долях от единицы или в % и выражается, как правило, функцией Гаусса (функцией ошибок) записываемой в виде: Верхний предел интегральной функции (Pr) является пробит-функцией. Она отражает связь между вероятностью поражения и поражающим эффектом. Пробит-функция может быть вычислена по уравнению вида: Pr = a + b×ln(X) , Где a, b – константы для каждого вещества или процесса, характеризующие специфику и меру опасности его воздействия; X – поглощенная субъектом доза негативного воздействия (поражающий параметр). 8. Система поражающих факторов. Избыточное давление во фронте ударной волны. Формула Садовского Основными техногенными опасностями являются взрывы, пожары, выбросы опасных химических и радиоактивных веществ, прорыв гидротехнических сооружений. Опасности и их поражающие факторы Воздушная ударная волна Воздушная ударная волна характеризуется - избыточным давлением во фронте ударной волны, ΔРф, кПа; Избыточное давление во фронте ударной волны определяется по формуле Садовского: ΔРф = а×П+ b×П2+ с×П3. G – тротиловый эквивалент взрыва, [кг]; R, - расстояние до центра взрыва, [м]. Академик Садовский Михаил Александрович 1904 – 1994. Специалист в области физики взрыва. В 1930 году окончил Ленинградский политехнический институт. В 1943 году определил функциональную зависимость ударной волны от количества взорванного тротила. 9. Диаграмма состояния однокомпонентной системы Основной причиной аварий емкостей и трубопроводов, содержащих жидкости и сжиженные газы является потеря герметичности. Для того чтобы разобраться в процессах таких аварий, необходимо понять фазовую диаграмму состояния однокомпонентной системы (ФДС). Диаграмма показывает те состояния вещества, которые термодинамически устойчивы при определенных значениях температуры и давления. Она состоит из четырех кривых, разграничивающих все возможные температуры и давления на 4 области, отвечающие твердой, жидкой, паровой и газовой фазам. Кривая ОС Кривая ОС представляет собой график зависимости давления насыщенного пара от температуры. Она называется «кривой кипения». Процесс 1 – испарение, процесс 2 – конденсация. Точка С соответствует критической температуре. При температурах больших, чем критическая вещество не может находиться в жидком состоянии. Точка О – тройная точка. Кривая АОС Газовая фаза имеет подфазу именуемую «паровой фазой». Она лежит области температур ниже критической (кривая АОС). При нахождении вещества в этой области для перевода в жидкость его надо просто сжать. Область газообразной фазы лежащей выше критической температуры можно назвать областью «перманентных» (постоянных) газов. Кривая ОВ Кривая ОВ – отделяет область жидкой фазы от твердой фазы. Эта кривая называется «кривой плавления». Процесс 3 – затвердевание, процесс 4 – плавление. Кривая ОА Кривая ОА – это кривая равновесия твердое состояние – пар (или кривая сублимации). Процесс 5 – сублимация, процесс 6 – десублимация. 10. Выбор технологии хранения и перемещения вещества в зависимости от диаграммы его состояния По способам хранения и перемещения вещества делят на 4 категории. 1 категория - вещества, у которых критическая температура ниже температуры окружающей среды. 2 категория - вещества, у которых критическая температура выше, а точка кипения ниже температуры окружающей среды. 3 категория - вещества, у которых критическая температура и температура кипения выше температуры окружающей среды. 4 категория - вещества, которые содержатся при повышенных температурах. 1 категория - вещества, у которых критическая температура ниже температуры окружающей среды Эти вещества называют перманентными газами, а в жидком состоянии криогенными жидкостями. Из криогенных веществ наиболее широко используются: - сжиженный природный газ (СПГ) состоящий из метана; - азот; - кислород. Для веществ 1 категории технология перемещения и хранения основывается на применении высококачественной термоизоляции с использованием, как правило, вакуумных оболочек. Таким образом, вещества 1 категории хранятся в изотермических хранилищах либо при атмосферном, либо при пониженном давлении. При изотермическом способе хранения емкости искусственно охлаждаются. Кривая ОС представляет собой график зависимости давления насыщенного пара от температуры. Она называется «кривой кипения». Процесс 1 – испарение, процесс 2 – конденсация. Точка С соответствует критической температуре. При температурах больших, чем критическая вещество не может находиться в жидком состоянии. Точка О – тройная точка. Газовая фаза имеет подфазу именуемую «паровой фазой». Она лежит области температур ниже критической (кривая АОС). При нахождении вещества в этой области для перевода в жидкость его надо просто сжать. Кривая ОВ – отделяет область жидкой фазы от твердой фазы. Эта кривая называется «кривой плавления». Процесс 3 – затвердевание, процесс 4 – плавление. Кривая ОА – это кривая равновесия твердое состояние – пар (или кривая сублимации). Процесс 5 – сублимация, процесс 6 – десублимация. 2 категория - вещества, у которых критическая температура выше, а точка кипения ниже температуры окружающей среды. P ос 3 категория - вещества, у которых критическая температура и температура кипения выше температуры окружающей среды Т Tкр Т 11. Аварийные выбросы на объектах содержащих сжиженные газы. При аварийном выбросе сжиженного газа возможны две группы процессов: 1) Постепенное опорожнение емкости при частичной разгерметизации его корпуса или же истечение жидкости из протяженного трубопровода за конечный промежуток времени при его частичной разгерметизации. При этом происходит двухфазное истечение жидкости в атмосферу с дальнейшим испарением. 2) Взрывное вскипание сразу всей жидкости в емкости при значительном нарушении его герметичности с последующим резким возрастанием давления, полным разрушением сосуда с возможностью образования огневого шара и разлета осколков (эффект «BLEVE»). Постепенное опорожнение сосуда При постепенном опорожнении происходят следующие процессы: - истечение сжиженных газов; - растекание сжиженных газов на поверхности; - испарение сжиженных газов с поверхности; - движение и рассеивание облака газа в приземном слое атмосферы; - сгорание углеводородных облаков. Для испарения жидкостей 1 категории характерны два периода: - период нестационарного испарения; - период стационарного испарения. В период нестационарного испарения происходит испарение вещества за счет тепла поддона, изменения теплосодержания жидкости и притока тепла от окружающего воздуха. В этот период формируется первичное облако. Количество вещества переходящее в первичное облако, как правило, не превышает 5 %. Продолжительность формирования первичного облака можно принять - 10 минут. Стационарное испарение происходит за счет тепла окружающего воздуха. Скорость стационарного испарения будет зависеть от скорости ветра, температуры окружающего воздуха и жидкого слоя. Продолжительность стационарного периода в зависимости от типа вещества, его количества и внешних условий может составить часы, сутки и более. Жидкости 2 категории имеют критическую температуру выше температуры окружающей среды. Содержатся жидкости 2 категории в резервуарах под давлением. Процесс испарения в этом случае делится на три периода 1 период –мгновенного испарения; 2 период –нестационарного (неустойчивого) испарения; 3 период – период стационарного испарения. Жидкости 3 категории обычно называют высококипящими жидкостями. Они хранятся в закрытых емкостях при температуре окружающей среды. Полное разрушение такой емкости маловероятно. Поэтому существенное значение (с точки зрения опасности) имеет утечка ниже уровня жидкости. Интенсивность такой утечки зависит от давления жидкости. Испарение разлитой жидкости осуществляется по стационарному процессу и зависит от физико-химических свойств вещества, температуры воздуха и скорости ветра. При этом первичное облако не образуется. Эффект «BLEVE» При аварийном выбросе сжиженного газа возможны две группы процессов: 1) Постепенное опорожнение емкости при частичной разгерметизации его корпуса или же истечение жидкости из протяженного трубопровода за конечный промежуток времени при его частичной разгерметизации. При этом происходит двухфазное истечение жидкости в атмосферу с дальнейшим испарением. 2) Взрывное вскипание сразу всей жидкости в емкости при значительном нарушении его герметичности с последующим резким возрастанием давления, полным разрушением сосуда с возможностью образования огневого шара и разлета осколков (эффект «BLEVE»). При постепенном опорожнении происходят следующие процессы: - истечение сжиженных газов; - растекание сжиженных газов на поверхности; - испарение сжиженных газов с поверхности; - движение и рассеивание облака газа в приземном слое атмосферы; - сгорание углеводородных облаков. Одним из возможных сценариев развития аварии при разгерметизации емкости содержащей сжиженные газы является взрывное вскипание одновременно всей жидкости, получившее название эффект «BLEVE» (Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion). Для возникновения эффекта «BLEVE» после разгерметизации емкости должно произойти резкое падение давления над поверхностью раздела жидкой и паровой фаз и мгновенное вскипание перегретой жидкости по всему объему за счет высокой плотности центров парообразования (до миллиона пузырьков в одном кубическом миллиметре). В результате давление в сосуде возрастет в сотни раз, вследствие чего сосуд будет разрушен, жидкость перейдет в облако пара и аэрозоля, которое с вероятностью 0,7…0,8 может воспламениться, и сгореть с мощным излучением тепла в окружающее пространство (с образованием «Огневого шара». За счет эффекта расширения паров газа и продуктов сгорания образуется воздушная ударная волна (до 0,5 атм.). Также образуются осколки и огневой шар диаметром Dош [м] и временем существования τош [сек]. Dош = 55 × M0,375 ош 3,8 М (2) (3) Где М – масса сжиженного газа выброшенного в атмосферу [т]. Из 130 аварий типа «BLEVE» в 89 случаев наблюдали огневой шар с разлетом осколков, в 24 случаях только огневой шар, в 17 случаев только разлет осколков. Число осколков от 3 до 7, разлет на расстояние не более 300 метров. А термические поражения наблюдались на расстоянии до 500 м. Поэтому при оценке последствий аварий типа «BLEVE» следует прежде всего рассчитывать зоны термических поражений. 12. Приближенная оценка количества вещества переходящего в первичное и вторичное облака при разливе сжиженных газов и жидкостей Первичное облако – это облако, формируемое в периоды мгновенного и нестационарного испарения (время образования – 10 мин, время прохода – 20 мин). Вторичное облако – это облако, формируемое в период стационарного испарения (время существования определяется временем испарения разлитой жидкости). Для приближенной оценки количества вещества (Q1) переходящего в первичное облако можно использовать формулу: Q1 Q Cv t a t к (2) Q - общее количество вещества в емкости, кг; Сv – удельная теплоемкость жидкости, кДж/(кг·град); ta – температура жидкого вещества до разрушения емкости, оС; tк – температура кипения вещества, оС; λ – удельная теплота испарения, кДж/кг При разрушении емкостей с высококипящими жидкостями, то есть с жидкостями 3 категории (гидразин, тетраэтилсвинец и др.) первичное облако практически не образуется. Основным процессом, определяющим поступление вещества во вторичное облако, является процесс его испарения с площади поверхности зеркала пролива. Количество вещества поступающего о вторичное облако можно определить по формуле: Q2 3600 E S пр (3) E – удельная скорость испарения, кг/(м2·с); Sпр – площадь поверхности зеркала пролива вещества, м2; τ - время испарения, час. Площадь поверхности зеркала пролива определяется по формуле: S пр d пр 2 (4) 4 dпр – приведенный диаметр площади пролива. При наличии поддона (обваловки) d пр 1,22 Q Q1 При отсутствии поддона (обваловки) d пр 5,04 Где 1,22 и 5,04 размерные коэффициенты, м-0,5. Q Q1 (5) (6) 13. Классификация опасных химических веществ Ущерб от аварий на химически опасных объектах настолько велик, что может сравниться с ущербом от применения ядерного оружия. Например, в результате произведенного в 1945 году взрыва атомной бомбы в Нагасаки было убито и ранено 140 тыс. человек, а при аварии на химическом заводе в Бхопале пострадало 220 тыс. человек. Химически опасный объект (ХОО) – это объект, на котором имеется ОХВ, при аварии на котором, или при разрушении которого может произойти гибель или химическое заражение людей, сельскохозяйственных животных и растений, а также химическое заражение окружающей природной среды [ГОСТ Р 22.0.05-94]. В России около 4000 ХОО. Самыми распространенными ОХВ являются сжиженные аммиак и хлор. Аммиак используется на 1900 объектах (60% от всех ХОО), хлор – на 900 объектах (30%). На аммиак приходится 50% от всего количества ОХВ, на хлор – 35%. На хлористый водород и соляную кислоту – 5%, и на остальные ОХВ 10%. «Опасное химическое вещество (ОХВ) – это химическое вещество, прямое или опосредованное воздействие которого на человека может вызвать острые и хронические заболевания людей или их гибель» ГОСТ Р 22.2.08-96 Таблица 7. Перечень основных ОХВ № 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. Наименование и формула вещества Аммиак NH3 Хлор Cl2 Фосген COCl2 Диоксин (2,3,7,8-тетрахлордибензо-диоксин) C12H4Cl4O2 Метилизоцианат CH3NCO Окись углерода CO Окислы азота NxOy Синильная кислота HCN Гидразин N2H4 ; НДМГ (CH3)2N2H2 Водород хлористый и соляная кислота HCl Хлорпикрин CCl3NO2 Сернистый ангидрид SO2 Сероводород H2S Окись этиленаC2H4O Формальдегид HCOH Примечание Вещества, выброс которых приводил к крупным авариям Азотсодержащие АХОВ Галогенсодержащие АХОВ Серосодержащие АХОВ Прочие 14. Характеристика физико-химических свойств опасных химических веществ Физико-химические свойства ОХВ во многом определяют их способность переходить в основное поражающее состояние и создавать поражающие концентрации. Перечень наиболее важных физикохимических свойств ОХВ приведен ниже. Физико-химические свойства АХОВ Агрегатное состояние Молекулярная масса Плотность (ρ), кг/м3 Максимальная концентрация (Сmax), мг/л Давление насыщенного пара, (р), кПа Теплота испарения Lисп. [Дж/кг; ккал/кг; Дж/моль] Теплоемкость ср [Дж/(моль•К); кДж/(кг•К)]. Температура кипения (tкип) МАКСИМАЛЬНАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ (Cmax) - это количество вещества, содержащееся в единице объема его насыщенного пара при данной температуре в замкнутой системе, когда жидкая и газообразная фазы находятся в равновесии. Она характеризует способность вещества переходить в парообразное состояние, поэтому раньше эту характеристику называли «летучесть», [мг/л; мг/м3]. ДАВЛЕНИЕ НАСЫЩЕННОГО ПАРА (p) – давление пара находящегося в равновесии с жидкостью или твердым телом при данной температуре. Эта характеристика, наряду с Cmax определяет его летучесть и соответственно продолжительность химического заражения территории. Чем выше давление насыщенного пара, тем выше его способность к испарению и тем менее стойким будет заражение территории. Измеряется в гектопаскалях ([гПа]; 1атм = 1000 гПа; 1гПа = 0,75 мм рт.ст. = 10 мм вод.ст.). 1атм = 100 кПа. ТЕПЛОТА ИСПАРЕНИЯ (λисп) (теплота парообразования)количество теплоты, которое необходимо сообщить веществу в равновесном изобарно-изотермическом процессе, чтобы перевести его из жидкого состояния в газообразное. Обозначается Lисп. [Дж/кг; ккал/кг; Дж/моль] Она определяет характер выброса и последующего испарения АХОВ. ТЕПЛОЕМКОСТЬ (ср) – количество теплоты, поглощаемой телом при нагревании на 1 градус. Теплоемкость, отнесенная к единице массы вещества, называется удельной теплоемкостью. Обозначается ср [Дж/(моль·К); кДж/(кг·К)]. Теплоемкость, как и теплота испарения, определяет характер выброса и последующего испарения АХОВ. 15. Токсические свойства опасных химических веществ Под токсичностью АХОВ понимается его способность вызывать патологические изменения в организме, которые приводят человека к потере дееспособности или к гибели. Токсичность зависит от пути попадания в организм. Различают ингаляционную, кожно-резорбтивную, перроральную и микстную токсичность. Токсические дозы Количественно токсичность АХОВ оценивается дозой. Доза вещества, вызывающая определенный токсический эффект, называется токсической дозой (D). Токсическая доза, вызывающая равные по тяжести поражения, зависит от свойств АХОВ, пути его проникновения в организм, от вида организма и условий выброса. Для веществ, проникающих в организм в жидком или аэрозольном состоянии через кожу, желудочно-кишечный тракт или через раны, поражающий эффект для конкретного вида организма в стационарных условиях зависит только от количества АХОВ. Различают пороговые, выводящие из строя и смертельные токсодозы. ПОРОГОВАЯ ТОКСОДОЗА (PD) - количество вещества, вызывающее начальные признаки поражения организма с определенной вероятностью или, что то же самое, у определенного процента людей или животных. Вероятность проставляется внизу справа, например PD50 средняя пороговая токсодоза. ВЫВОДЯЩАЯ ИЗ СТРОЯ ТОКСОДОЗА (ID) - количество вещества, вызывающее при попадании в организм выход из строя определенного процента пораженных как временно, так и со смертельным исходом, например ID50 - средняя выводящая из строя токсодоза. СМЕРТЕЛЬНАЯ ТОКСОДОЗА (LD) - количество вещества, вызывающее при попадании в организм смертельный исход с определенной вероятностью, например LD50 - средняя смертельная токсодоза. В дозах, меньших LD50 АХОВ вызывают поражения различной степени тяжести: тяжелые при 0,3...0,5 LD50, средние при 0,2 LD50 и легкие приблизительно при 0,1 LD50. PD50, ID50, LD50 - являются кожно-резорбтивными токсодозами, кроме них используются так же ингаляционные токсодозы, то есть токсодозы для АХОВ, заражающих атмосферу паром или тонкодисперсным аэрозолем и вызывающих поражения человека и животных через органы дыхания. Для расчета этих токсодоз используется уравнение: D = C·τ·V/G . (1) С - концентрация АХОВ в воздухе, мг/л; τ - время вдыхания зараженного воздуха, мин; V - интенсивность дыхания, л/мин; G - масса человека, кг. Немецкий химик Ф. Габер предложил упростить это выражение. Он сделал допущение, что для людей, находящихся в одинаковых условиях, отношение V/G постоянно разделив на него обе части уравнения, он получил выражение T = C·τ. (2) Произведение С·τ Габер назвал коэффициентом токсичности и принял его за постоянную величину. Эта величина позволяет сравнивать различные АХОВ по ингаляционной токсичности. Часто этот коэффициент называют ингаляционной токсодозой и обозначают PCτ50, ICτ50, LCτ50, хотя более правильно его называть относительной токсичностью при ингаляции. Относительная токсичность ОХВ при ингаляции зависит от физической нагрузки на человека. Для людей занятых тяжелой физической работой (V=40 л/мин) она будет меньше чем для людей находящихся в покое (V=10 л/мин). Приведем определения доз данные в ГОСТе 12.1.007-76: Средне смертельная доза при введении в желудок – доза вещества, вызывающая гибель 50% животных при однократном введении в желудок. Средне смертельная концентрация в воздухе - концентрация вещества, вызывающая гибель 50% животных при 2...4 часовом ингаляционном воздействии. Средне смертельная доза при нанесении на кожу - доза вещества, вызывающая гибель 50% животных при однократном нанесении на кожу. 16. Анализ промышленных аварий с выбросами опасных химических веществ Промышленные аварии с выбросом хлора Описаны 20 крупных аварий с хлором за период с 1939 по 1981 годы. Суммарный выброс хлора в этих авариях превысил 700 тонн, при этом погибло 130 человек, более тысячи человек получили поражения различной степени тяжести, десятки тысяч человек вынуждены были эвакуироваться. Все случаи гибели людей, кроме одного, произошли в радиусе до 500 метров. Один из погибших находился на расстоянии 800 м (это наибольшее удаление от места аварии с выбросом хлора при летальном исходе для пострадавшего). Глубина распространения первичного облака при выбросе в пределах 30 т (1961 год) превысила 2 км, Максимальная площадь зоны эвакуации составила 125 км2 (1979 г.). Гибель – 5 т/чел; Несмертельные поражения – 1 т/чел. Промышленные аварии с выбросом аммиака Количество аварий на объектах содержащих аммиак очень значительно, но большинство из них носит локальный характер. Анализ 11 крупных аварий с выбросом аммиака показывает, что пять из них связаны с разрывами трубопроводов, две - с повреждением резервуаров для хранения аммиака, четыре - с авариями железнодорожных цистерн и автоцистерн. Суммарный выброс аммиака превысил 2000 тонн. В результате этих аварий погибли 41 человек. При возникновении аварии связанной с выбросом аммиака из технологического оборудования происходит заражение территории в месте аварии и образование зон химического заражения по направлению распространения зараженного воздуха. Гибель – 50 т/чел; Несмертельные поражения – 10 т/чел. Промышленные аварии с выбросом диоксина Наиболее полные данные по зарубежным авариям с диоксином приведены в работе [8]. В ней описаны 24 случая поражения диоксином. Из них 6 были промышленными авариями со взрывами и выбросом диоксина в атмосферу. При этом пострадало более 1500 человек. Принципиальной особенностью таких аварий является возможность формирования чрезвычайно стойких очагов химического заражения. Примером тому является авария в г. Севезо (Италия, 1976г.) с выбросом диоксина. Всего в атмосферу было выброшено 1,75 кг диоксина, а на местность попало 250 грамм. При этом дегазация местности и объектов была связана со снятием грунта, термической обработкой, другими трудоемкими методами и продолжалась около 8 лет. В результате аварии никто не погиб, но было много пострадавших, которые заболели хлоракне. Общая площадь заражения составила 17,1 км2. Было эвакуировано более 800 человек [5]. Гибель – 14 кг/чел; Полные инвалиды 2 кг/чел; Несмертельные поражения – 200 грамм/чел. Промышленная авария с выбросом метилизоцианата Химическим аналогом аварии на Чернобыльской АЭС можно считать катастрофу в г. Бхопал (Индия, 1984г.), в котором наиболее полно проявились существенные особенности аварий на объектах с химически опасными компонентами. В результате этой аварии было выброшено около 43 т метилизоцианата и продуктов его неполного термического разложения. Зоны заражения продуктами выброса составила в глубину 5 км, в ширину более 2 км. Погибло 3150 человек, стали полными инвалидами около 20 тыс. человек, страдают различными заболеваниями от последствий отравления более 200 тыс. человек. Сразу после аварии были госпитализированы 14 тыс. человек, 158 тыс. человек была оказана амбулаторная помощь [4,5]. гибель – 50 т/чел; Несмертельные поражения – 10 т/чел. 17. Оценка химической обстановки при аварии 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. Схема оценки химической обстановки Подготовка исходных данных Расчет радиуса района аварии Расчет количества вещества в первичном и вторичном облаках Расчет площади пролива АХОВ Расчет удельной скорости испарения АХОВ Расчет времени испарения АХОВ Расчет глубины распространения первичного облака Расчет глубины распространения вторичного облака Оценка площадей распространения первичного и вторичного облаков Отображение химической обстановки на карте Расчет продолжительности поражающего действия АХОВ Определение времени подхода зараженного облака к объекту Расчет потерь Схема отображения химической обстановки при аварии Расчет основных показателей Rав 25 Q (1) Rан 50 Q (2) Q1 Г1 K м b1 u1 PC 50 Г 2 K м b2 φ1 = 9…30 0 0,5 (3) a1 Q2 ( ) u PC 50 1 a1 φ2 = 12…70 0 (4) (5) Характеристика погодных условий с указанием времени и даты данных о метеоусловиях наносится в верхнем правом или левом углу карты (схемы) в виде квадрата (как исключение - внизу карты-схемы). При обозначении прогноза прямоугольник наносится пунктиром. 3000 - направление ветра в градусах; 5 - скорость ветра, м/с; 6 - облачность в баллах; tв - температура воздуха, 0С; tп - температура почвы, 0С. изотермия – степень вертикальной устойчивости атмосферы 18. Виды ионизирующих излучений Под термином «радиация» обычно понимают ионизирующее излучение Ионизирующим излучением (ИИ) считается любое излучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию электрических зарядов разных знаков. Ионизирующее излучение состоит из ионизирующих частиц. К ионизирующим частицам относят корпускулы и фотоны. Корпускулы - частицы с массой покоя отличной от нуля. Фотоны - кванты электромагнитного излучения с нулевой массой покоя. Корпускулярное излучение – ионизирующее излучение, состоящее из частиц с массой покоя, отличной от нуля. К корпускулярному ионизирующему излучению относятся альфа-излучение, бетаизлучение, протонное, нейтронное излучения. Альфа-излучение – корпускулярное излучение, состоящее из ядер атомов гелия. Бета-излучение – излучение, состоящее из электронов или позитронов. р-излучение – излучение, состоящее из протонов. n-излучение – излучение, состоящее из нейтронов. Фотонное излучение – ионизирующее излучение, состоящее из частиц с массой покоя равной нулю. К фотонному ионизирующему излучению относят гамма-, характеристическое, тормозное и рентгеновское излучения. Гамма-излучение. Электромагнитное излучение, возникающее при изменении энергетического состояния атомных ядер, при ядерных превращениях или при аннигиляции частиц. Характеристическое излучение. Электромагнитное излучение, возникающее при изменении энергетического состояния электрона атома. Тормозное излучение. Электромагнитное излучение, возникающее при уменьшении кинетической энергии заряженных частиц. Рентгеновское излучение. Электромагнитное излучение, состоящее из тормозного и характеристического излучений. СХЕМА ФОРМИРОВАНИЕ ФОТОННЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ 19. Активность источника ионизирующего излучения Источниками ионизирующих излучений (ИИИ) называют вещества или установки, при использовании которых возникают ионизирующие излучения. Источник ионизирующих излучений характеризуется активностью (А). Под активностью ИИИ (А) понимается среднее число атомов радиоактивного вещества распадающихся в единицу времени. А = dN/dt dN – число атомов РВ, распавшееся за интервал времени dt. Изменение активности во времени описывается экспоненциальной зависимостью получившей название Закон радиоактивного распада. А = A ×exp(-λ·t) t 0 A0 – активность источника в начальный момент времени (t=0). λ – постоянная распада (отношение доли ядер радионуклида, распадающихся за интервал времени dt, к этому интервалу). Единица активности радионуклида – беккерель (Бк). 1Бк = 1распад/с. Беккерель равен активности источника в котором за время 1 сек происходит одно спонтанное ядерное превращение. Внесистемная единица активности – кюри (Ки). Кюри – это активность источника в котором за время 1 сек происходит 37 миллиардов спонтанных ядерных 10 превращений (1 Ки = 3,7·10 Бк) Отношение активности к массе, объему, площади или длине источника называется удельной, объемной, поверхностной или линейной активностью источника. Удельная активность радионуклида – отношение активности радионуклида в образце к массе образца: Аm = А/m, Бк/кг Объемная активность радионуклида – отношение активности радионуклида в образце к объему образца: АV = А/V, Бк/м3, Ки/л Поверхностная активность радионуклида – отношение активности радионуклида содержащегося на поверхности образца к площади поверхности этого образца: АS = А/S, Бк/м2, Распад/(мин×см2) Линейная активность радионуклида – отношение активности радионуклида содержащейся на длине образца к его длине: АL = А/L, Бк/м 20. Дозовые характеристики ионизирующих излучений. Экспозиционная доза, керма доза, поглощенная доза. Мерой воздействия ионизирующего излучения на человека является доза. Различают следующие виды доз: Экспозиционная доза, керма доза, поглощенная доза, эквивалентная доза, эффективная доза. Экспозиционная доза Х это отношение суммарного заряда dQ всех ионов одного знака, созданных ИИ в объеме воздуха с массой dm, к массе воздуха в этом объеме: Единицы измерения: Кл/кг; рентген:; 1Кл/кг = 4000 Р. Понятием экспозиционной дозы желательно пользоваться для фотонного излучения в воздухе, при энергии фотонов до 3 Мэв. В иностранной литературе экспозиционную дозу называют также - ионной. В настоящее время (с 1.01.1990г.) использование экспозиционной дозы не рекомендуется. Это связано с тем, что экспозиционная доза была введена только для фотонного излучения, поэтому она не может использоваться в полях смешанного излучения разных видов. Керма-доза ионизирующего излучения К Для оценки воздействия на среду косвенно ионизирующих излучений всех видов используют понятие «керма» (kerma – аббревиатура от английских слов kinetic energy released in material). Керма К – это отношение суммы первоначальных кинетических энергий dWK всех заряженных ионизирующих частиц, образованных под действием косвенно ионизирующего излучения в элементарном объеме вещества к массе dm вещества в этом объеме: Единицы измерения: грей. 1 Гр = 1 Дж/кг = 100 рад. Поглощенная доза ионизирующего излучения D – это отношение средней энергии dŴ, переданной ионизирующим излучением веществу в элементарном объеме, к массе dm вещества в этом объеме: То есть поглощенная доза - это отношение энергии поглощенной веществом, к массе этого вещества. Единицы измерения: грей. 1 Гр = 1 Дж/кг = 100 рад. Мощность дозы (уровень радиации) Мощность дозы (уровень радиации) - это отношение приращения дозы за интервал времени dt к величине этого интервала. Мощность экспозиционной дозы: [Р/час] Мощность поглощенной дозы: [Гр/час] 21. Дозовые характеристики ионизирующих излучений. Эквивалентная доза, эффективная доза. Связь активности и мощности дозы Мерой воздействия ионизирующего излучения на человека является доза. Различают следующие виды доз: Экспозиционная доза, керма доза, поглощенная доза, эквивалентная доза, эффективная доза. Эквивалентная доза Н Эквивалентная доза Н – это поглощенная доза умноженная на взвешивающий коэффициент для данного вида излучения Н = kR× D D средняя поглощенная доза в органе или ткани Т, kR– взвешивающий коэффициент для излучения вида R. — для γ-квантов и β-частиц kR = 1; — для нейтронов kR от 5 до 10; — для α-частиц kR = 20. В системе СИ эквивалентная доза измеряется в зивертах. Внесистемной единицей эквивалентной дозы является 1 бэр. 1 Зв = 100 бэр или 1бэр = 0,01 Зв. Эффективная доза Е сумма произведений эквивалентных доз в тканях человека НТ на взвешивающие коэффициенты для этих тканей kT где НТ - эквивалентная доза в ткани вида Т; kT – взвешивающий коэффициент для ткани вида Т. Сумма всех коэффициентов kT равна единице. Единицы измерения эффективной дозы – зиверт. kт имеет следующие значения: половые железы - 0,2; костный мозг - 0,12; кишечник - 0,12, желудок - 0,12, легкие - 0,12; мочевой пузырь - 0,05, молочные железы - 0,05, печень - 0,05, пищевод - 0,05, щитовидная железа - 0,05; кожа - 0,01; кости - 0,01; остальные органы - 0,05. Мощность дозы (уровень радиации) Мощность дозы (уровень радиации) - это отношение приращения дозы за интервал времени dt к величине этого интервала. Мощность эквивалентной дозы: [Зв/час] Связь активности и мощности дозы 22. Облучение человека в повседневных условиях Облучение человека в повседневных условиях складывается из фонового и бытового: ЕОЧП = ЕФО + ЕБО Фоновое облучение человека создается естественными и искусственными радиоактивными веществами, содержащимися в теле человека и в окружающей среде. Фоновое облучение (ФО) делят на две составляющие: • - естественный радиационный фон (ЕРФ); • - техногенно измененный радиационный фон (ТИРФ); ЕФО = ЕЕРФ + ЕТИРФ Естественный радиационный фон Естественный радиационный фон – это доза излучения, создаваемая излучением природных радионуклидов, распределенных в земле, воде, воздухе и организме человека. Средняя годовая эффективная доза внутреннего и внешнего облучения за счет ЕРФ составляет примерно ЕЕРФ = 1,5 мЗв/год (15 мкР/ч). Техногенно измененный радиационный фон Техногенно измененный радиационный фон – это естественный радиационный фон, измененный в результате деятельности человека. Он складывается из двух составляющих: • — радиационный фон от радиоактивных осадков ядерных взрывов (0,020) • — радиационный фон от объектов атомной энергетики (0,001). ЕТИРФ=0,021 мЗв/год ЕФО = ЕЕРФ + ЕТИРФ = 1,5+0,021=1,521 мЗв/год = 1521 мкЗв/год = 152100 мкР/час ЕФО = 152100/(365×24) ≈ 17 мкР/час 1 бэр ≈ 1 рад ≈ 1Р. 1 Зв ≈ 100 рад ≈ 100 Р. Среднее значение радиационного фона ≈15 мкР/час ≈ 0,15 мкЗв/час Кроме радиационного фона каждый человек подвергается воздействию ионизирующих излучений при прохождении медицинских процедур и при использовании электронной аппаратуры (бытовое облучение). ЕБО = ЕМО + ЕОЭА Средняя эффективная эквивалентная доза, получаемая от всех источников в медицине составляет для здорового человека около 1 мЗв/год. ЕМО = 1 мЗв/год Электронная аппаратура. Телевизоры и другая электронная аппаратура, где используются электровакуумные приборы с напряжением более 20 кВ, являются источником рентгеновского облучения, они дают вклад 0,01мЗв/год. ЕОЭА = 0,01мЗв/год ЕБО = ЕМО + ЕОЭА = = 1 + 0,01 =1,01 ≈ 1 мЗв/год Таким образом, человек получает за счет фонового облучения, медицинского облучения и облучения от электронной аппаратуры: ЕОЧП = ЕФО + ЕБО ≈ 1,5 + 1 ≈ 2,5 мЗв/год 2,5 мЗв/год = 2500 мкЗв/год = 250000 мкР/год 250000/(365×24) ≈ 28 мкР/час По данным ООН средняя доза облучения жителей Земного Шара равна 2,4 мЗв/год. Для человека, проживающего в промышленно развитых регионах РФ, годовая суммарная эквивалентная доза облучения из-за высокой частоты рентгенодиагностических обследований достигает 3...3,5 мЗв/год. 23. Требования к ограничению облучения Основными нормативно-правовыми актами по обеспечению радиационной безопасности являются: 1. - Федеральный закон №3-ФЗ от 1996 года «О радиационной безопасности населения»; 2. - Нормы радиационной безопасности НРБ-2009 (с 1 сентября 2009) 3. - Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности ОСПОРБ Категории облучаемых лиц: • — персонал (группы А и Б); • — все население, включая лиц из персонала, вне сферы и условий их производственной деятельности. Для категорий облучаемых лиц устанавливаются три класса нормативов: 1. — основные пределы доз (ПД), 2. — допустимые уровни монофакторного воздействия (для одного радионуклида, пути поступления или одного вида внешнего облучения); 3. — контрольные уровни (дозы, уровни, активности). Основные пределы доз облучения не включают в себя: дозы природного и медицинского облучения, дозы вследствие радиационных аварий. На эти виды облучения устанавливаются специальные ограничения. Так доза от медицинского обследования для здоровых людей не должна превышать 1 мЗв/год. • В помещениях естественный фон не должен быть выше уровня радиации на открытой местности на 0,2 мкЗв/час (20 мкР/час). т.е. Рдоп.пом ‹ Ротк.мест+20мкР/ч. • При превышении 30 мЗв/месяц – временное отселение. • Допустимые плотности загрязнения кожи составляют: • для бета-активных нуклидов – 200 част/(см2 × мин), • для альфа-активных нуклидов – 2 част/(см2 × мин), Часто встречаются • радон в подвалах • стройматериалы (естест, искусств) • Радиоизотопные приборы (РИПы) 24. Ядерный топливный цикл и радиационно опасные объекты Ядерный топливный цикл (ЯТЦ) - это вся последовательность повторяющихся производственных процессов, начиная от добычи топлива (включая производство электроэнергии) и кончая удалением радиоактивных отходов. В зависимости от вида ядерного топлива (ЯТ) и конкретных условий, ЯТЦ могут различаться в деталях, но их общая принципиальная схема сохраняется. К радиационно опасным объектам относятся: 1. Атомные реакторы. 2. Космические корабли с ЯЭУ. 3. Радиоизотопные термоэлектрические генераторы. 4. Ядерные боеприпасы. 5. Хранилища и могильники. 6. Радиохимические лаборатории. 7. Радиоизотопные приборы (РИПы) пожарные извещатели, уровнемеры и т.п. Атомные реакторы - это устройства, в которых осуществляется управляемая реакция деления ядер урана и при этом кинетическая энергия превращается в тепловую. При делении ядер урана высвобождается огромная энергия: 1 кг урана выделяет энергию эквивалентную 250000 т тротила. Образование критической массы в реакторе исключено, поэтому атомный взрыв реактора практически невозможен. Однако может произойти тепловой взрыв, вызывающий разрушение реактора и радиоактивный выброс с последующим заражением местности. Загрузка реактора на три года составляет 100 и более кг урана. Авария на реакторе наиболее вероятна при неустановившемся режиме работы (при пуске и остановке.) Ядерный реактор включает: 1 - тепловыделяющие элементы (ТВЛЭы) с ядерным горючим (1); 2 - активная зона; 3 - замедлитель: графит, беррилий; 4 - тепловую колонку; 5 - управляющие стержни, поглощающие нейтроны (кадмий, бористая сталь); 6 - отражатель нейтронов; 7 - внешнюю защиту. Система защиты АЭС основана на четырех физических барьерах: Топливная матрица. Оболочки тепловыделяющих элементов. Граница главного циркуляционного контура. Герметичная оболочка или контейнмент.