Nukleris veszlyforrsok s kihvsok Nukleris veszlyforrsok s kihvsok

Nukleáris veszélyforrások és kihívások

Nukleáris veszélyforrások és kihívások: 1. 2. 3. Atomfegyverek használata Ipari balesetek Nukleáris terrorizmus

Nukleáris fegyverek típusai A robbanás mechanizmusa szerint: • Egyfázisú (Maghasadás) • Kétfázisú (Maghasadás – Magegyesülés) • Háromfázisú (Maghasadás – Magegyesülés – Maghasadás)

EGYFÁZISÚ ATOMBOMBA „PUSKA” TÍPUS (GUN-TYPE) LITTLE BOY – 235 U Hasadóanyag Detonátor Normál töltet

LITTLE BOY HIROSIMA 20 KT

EGYFÁZISÚ ATOMBOMBA „IMPLÓZIÓS” TÍPUS FAT MAN – 239 Pu 238 U Plutónium Normál töltet Neutron forrás

FAT MAN NAGASAKI-20 KT

MAGEGYESÜLÉS-FÚZIÓ Trícium Hélium Fúzió Deutérium neutron

A KÉTFÁZISÚ ATOMBOMBA A ”TELLER-ULAM” HIDROGÉN BOMBA MIKE – 10. 4 MT Robbanó szer Be 239 Pu 238 U Polisztirol Foton abszorber Tokozás (Al) Pb burok 238 U kapszula 6 Litium – deuterid Plutónium dugó I. fázis II. fázis

A HÁROMFÁZISÚ ATOMBOMBA Berillium neutron reflektor 238 U neutron reflektor és forrás Fúziós anyag Fázis III Fázis I. 238 U neutron forrás „Sztirofóm” Lítium- deuterid

Nukleáris fegyverek típusai II. A robbanáskor felszabaduló energia (hatóenergia) szerint : • - nagyon kis hatóenergiájú ( < 1 kt: bunker rombolók, mini töltetek); • - kis (1 – 10 kt); • - közepes (10 – 100 kt); • - nagy (100 kt – 1 Mt); • - nagyon nagy ( > 1 Mt) hatóenergiájú;

Nukleáris fegyverek pusztító hatásai • Lökőhullám • Fény és hősugárzás • Áthatoló sugárzások (X, g, n) • Radioaktív szennyezés

A korai analitikai eljárás- és műszerfejlesztés: Magas sugárzási - és szennyezettségi szintek Magas kimutatási határ Modellezés, felderítés, analitika, dózishatás becslés: Napjainkban is aktuális kérdés: 1. A kísérleti atomrobbantási körzetek radioökológiai felmérése, (NATO Advanced Research Workshop 1999 június 4 -11, Szemipalatyinszk, Kazah Köztársaság) 2. Dózis rekonstrukciós számítások (Hicks, H. G. -Nevada Test Site) 3. „Mini- nukes” , terrorizmus

80 -as években szemléletváltás, Csernobil: Nukleáris veszélyforrások: 2. Ipari balesetek 2. 1. Nukleáris létesítmények balesetei

Jelentősebb reaktorbalesetek 1957. 10. 08. Windscale, Sellafield, Anglia. Nemesgáz Plutónium termelő reaktor I-131 Urán és grafittűz Cs-137 Sr-89, Sr-90 1. 3 e 16 Bq 7. 4 e 14 Bq 2. 2 e 13 Bq 6. 2 e 12 Bq 1961. 03 Idaho Falls, Idaho, USA Kisteljesítményű (3 MW) szállítható, katonai erőmű Fűtőelem-olvadás 3. 7 e 14 Bq 3 e 12 Bq 1. 8 e 10 Bq 3. 7 e 09 Bq Nemesgáz I-131 Cs-137 Sr-90 1969. 01. 21. Lucens, Svájc H-3 Kísérleti atomerőmű (30 MW) Fűtőelem-olvadás 3. 7 e 12 Bq

1978. 06. 18. Brunsbüttel, Schleswig. Holstein, NSZK. Energiaszolgáltató (2290 MW, BWR), gőzkitörés Nemesgáz I-131 1. 4 e 12 Bq 1. 8 e 8 1979. 03. 28. Harrisburg, Pennsylvania, USA. (2270 MW, PWR), aktív zóna szárazra fut és túlmelegedik Nemesgáz I-131 4. 4 e 17 Bq 7. 4 e 11 Bq 1986. 04. 26. Csernobil, Ukrajna, Sz. U RBMK (1000 MW) Hő és kémiai robbanás Nemesgáz I-131 Te-132 Cs-137 6. 5 e 18 Bq 1. 8 e 18 Bq 1. 1 e 18 Bq 8. 5 e 16 Bq

A Csernobili reaktorbaleset főbb környezeti hatásai

A Csernobilból kibocsátott sugárszennyezettség (137 Cs)

FŐBB KÖRNYEZETI HATÁSOK - Nagy aktivitású („forró”) fűtőelem részecskék kiülepedés 100 km-en belül, de a < 10 mm alatt még itthon is! -137 Cs : Evakuált zónában (10 km-es): max. 60 MBq/m 2 Kb. 3100 k m 2 (1500 -5400) k. Bq/ m 2 Kb. 7200 k m 2 (600 -1500) k. Bq/ m 2 Kb. 3100 k m 2 (40 -600) k. Bq/ m 2 Európa más országai: 0. 02 -100 k. Bq/ m 2 Magyarország: 1 -10 k. Bq/ m 2

Egészségügyi hatások Akut sugárbetegség: halál 26 felgyógyult 203 „LIKVIDÁTOROK” (600 000 EMBER) max. néhány 100 m. Sv effektív dózis KÉSŐI RÁKOK Gyermek pajzsmirígy sugárterhelések 300 gyermek: 10 -40 Gy 3000 gyermek: 2 -10 Gy Következmény: pajzsmirigyrák szignifikáns növekedése 1986 -1989 kb. kb. 700 lakos 10. 000 lakos 130. 000 lakos > 200 m. Sv 100 -200 m. Sv 5 -20 m. Sv

Magyarországi lakosok Csecsemők pajzsmirigy dózisa átlagosan: 6 m. Sv Lekötött effektív dózis: 0. 4 -1 m. Sv

2. 2. Űrbalesetek 1978 - Canada Kozmosz 954 (90% 235 U): 124 000 km 2 Jelenlegi típusok: Radioizotóp Termoelektromos Generátor (3, 5 -4 millió TBq 238 Pu ) - 100 k. W - 50 n. Gy/h többlet terhelés

2. 3. Radiológiai balesetek - Nagy aktivitású forrástagok szállítása (fűtőelemek, hasadóanyagok - nukleáris fegyverek) -Spanyolországban 1966: 2, 26 km 2 239/240 Pu -Radioaktív hulladéktárolókkal kapcsolatos balesetek -1957 Kyshtym (Ural), Szovjetunió -Besugárzó és radiográfiai berendezések forrásai: - 1983 Mexikó 16. 7 TBq 60 Co-t beolvasztottak - 1987 Brazília 50, 9 TBq 137 Cs-t szétszedtek - 1998. 05. 30 Spanyolország, Algeciras (1. 85 TBq 137 Cs 30 percig)

SÚLYOS KÖVETKEZMÉNYEK Goiania-i 137 Cs forrással történt környezetszennyezés • 1987, Brazília • Orvosi besugárzó készülék szétszerelése – 137 Cs (51 TBq) és hulladékként való értékesítése • A szennyeződés 100 km távolságra is eljutott • 250 fő kapott sugárterhelést 50 fő egésztest vagy helyi besugárzás 14 fő közepestől súlyosig terjedő csontvelő szindróma, ebből 4 meghalt 28 fő bőrsérülés 129 fő egyéb sugárterhelés • 85 ház szennyezett, 41 -et lebontanak • 3000 m 3 radioaktív hulladék • GDP 20%-al csökkent • 5 év kellett a regenerálódáshoz

137 Cs kontamináció Magyarországon 1998. 05. 30 Spanyolország, Algeciras (1. 85 TBq 137 Cs 30 percig)

Eredmény: Általában: 137 Cs: 2 -3 m. Bq/m 3 Budapest, OSSKI - 34 m. Bq/m 3 (1998. 05. 29 -06. 12), Paks, PAE - 120 -225 m. Bq/m 3(1998. 06. 02 -06. 08) Szekszárd, Tolna m. ÁNTSZ - 75 m. Bq/m 3(1998. 05. 30 -06. 10)

Új probléma: kettős rendeltetésű eszközök szükségessége Analitikai eljárás- és műszerfejlesztés: Alacsony (természetes) sugárzási - és szennyezettségi szintek Alacsony kimutatási határ Rövid analízis idő (gyors, automatikus) Hazai sikerek: • IH-90 sugárszint és szennyezettségmérő műszer • IH-32 automata járműfedélzeti sugárszintmérő műszer • Légi (pilóta nélküli(PNR), vagy ember által vezetett, merevszárnyú, vagy forgószárnyas eszközön beépített) sugárfelderítő rendszer • IH-95 sugárszint és szennyezettségmérő műszer

IH-90 sugárszint és szennyezettségmérő műszer BME FKT, HTI, Gamma Művek

Nukleáris veszélyforrások: 3. Terrorizmus Fenyegetettség: 3. 1. Nukleáris fegyverek ellopása, nukleáris anyagok megszerzése; 3. 2. Radioaktív források megszerzése, „Piszkos bombák”; 3. 3. Nukleáris létesítmények elleni terrortámadás.

Kihívások: 3. 1. Nukleáris anyagok szigorú ellenőrzése IAEA - SAFEGUARD, INSPECTION NUKLEÁRIS ANYAGOK AZONOSÍTÁSA MINŐSÉGBIZTOSÍTÁSI RENDSZER analitikai és mintavételi módszerek fejlesztése és validálása „Tiszta” laboratóriumi környezet: CLS „Tiszta” mintavétel ESS „Specializált” mérésekre képes laboratóriumok hálózata NWAL

3. 2. Radiológiai fegyverek ( RW - „piszkos bombák”), radiológiai diszpergáló eszközök (RDD) Miről is van szó? • Improvizált robbanó eszközök (Improvised Explosive Devices) Vegyi, biológiai vagy radiológiai anyag Toxic Industrial Material (TIM) Robbanó töltet Iniciátor Detonátor Improvizált diszpergáló eszközök (Improvised Dispersal Devices) Radiológiai diszpergáló eszköz: Radiological Dispersal Devices

A “piszkos bomba”, Szemipalatyinszk, 1953 -1959 Elsősorban Pu, Am és Sr izotópok

RDD + Improvizált időzített, vagy távirányított robbanótöltet = Nagy radiotoxicitású izotópot tartalmazó tároló, kapszula, stb… … és a kész piszkos bomba

Ha nincs robbanóanyag: • Improvizált porlasztó eszközök (Improvised Spray Devices) P TÚLNYOMÁS Vegyi, biológiai vagy radiológiai anyag Toxic Industrial Material (TIM) Indítószelep

Miért veszélyesek? • Egyszerűen elkészíthetők – TIM könnyen „beszerezhető” pl. : számos nagy aktivitású sugárforrás van használatban, melyek közül sokat már nem használnak vagy nincs meg. • Súlyos rövid- és hosszú távú hatások – Radiológiai balesetek és eddigi próbálkozások tapasztalatai

Kereskedelmi radioaktív források (IAEA, 2001) Co-60 Cs-137 Co-60 Ir-192 Ipari radiográfia Cs-137 Am-241 Cf-252 Nedvesség mérők Akna keresők Ipari források Kalibráló források 1 k. Bq 1 MBq 1 GBq Sr-90 Pu-238 Orvosi besugárzók Co-60 Sr-90 Cs-137 Am-241 1 TBq Áramgenerátorok Ipari besugárzók Co-60 Cs-137 1 PBq

Radioizotópos áramgenerátorok Radiológiai Hőelektromos Generátorok (RTG) Sr-90 Pu-238 3, 5 -4 ezer PBq 238 Pu) Orosz RTG : 100 -500 k. Ci = 3. 7 – 15 TBq 90 Sr

Probléma: a hatósági ellenőrzésből kikerülnek források „ÁRVA FORRÁSOK” USA EU Volt SZU Nem használt forrás [db] 500 000 – 1 000 30 000 ? Évente elvész [db] 300 – 400 70 ? Veszélyes árva forrás [db] 100 - 500 100 - 200 1000 - 5000

Megerősített nukleáris és radioaktív anyag csempészések 1993 – 2004 (forrás IAEA ITDB) Nukleáris anyag Nukleáris és radioaktív anyag Egyéb Radioaktív anyag Sugárszennyezett anyag

Forrás Potenciális radiológiai ágensek Felezési idő Kémiai forma [év] Sugárzás típus Kimutathatóság Co-60 5, 8 fém béta, gamma-spektroszkópia Cs-137 30 Fémsó (por) béta, gamma-spektroszkópia Sr-90 28 fém béta nehéz Am-241 432 fém alfa, gamma-spektroszkópia Pu-238 87. 7 Fém-oxid alfa, sf nehéz, neutron mérés Cf-252 2. 6 fém alfa, sf nehéz, neutron mérés Ir-192 73. 8 nap fémes béta, gamma-spektroszkópia Po-210 138 nap fém alfa, gamma Nehez, gammaspektroszkópia RDD: - nagy fajlagos aktivitás, könnyen „beszerezhető”; - szállítható legyen (ne legyen túl nehéz) - könnyen teríthető legyen

Terjedési szimuláció a Kossuth téren felrobbantott 60 Co alapú piszkos bombára 300 Ci (~1013 Bq) aktivitású 60 Co 0. 5 g izotópot ellopnak és 10 kg TNT-t tartalmazó szerkezetben felrobbantanak. A szimuláció alapadatai: Szélirány: 270°, szélsebesség: 4 m/s A belváros népsűrűsége: 15. 000 fő/km ΣT = 42 km 2 T 1 = 0, 18 km 2 (>75 c. Gy) T 2 = 0, 67 km 2 (>25 c. Gy) T 3 = 5 km 2 (>5 c. Gy) T 4 = 15 km 2 (>1 c. Gy) T 5 = 21 km 2 (>0, 1 c. Gy)

Vizek elszennyezése Forrás GAL-Víz* [k. Bq/kg] Activitás [Bq] Tömeg [kg] Elszennyezhető víz [m 3] Cs-137 1 50 TBq 0. 045 (Cl) 5*108 Sr-90 0. 1 15 TBq 0. 0066 1. 5*108 Pu-238 0. 001 4 PBq 14. 6 4*1012 *Generic Action Levels (GAL) established by Basic Saferty Srandards (BSS No. 115, IAEA, 1996) Volume of some water resource Resource Volume [m 3] Balaton 1. 8 *109 Budapest napi vízellátása 700 kútból 1. 2 *106

Foganatosítandó rendszabályok • • 1. Felderítés, értékelés (felmérés) 2. Hiteles tájékoztatás 3. A terület lezárása, kimenekítés 4. Szennyezett személyek gyülekeztetése, szennyezett ruházat begyűjtése, fürdetés (személyi mentesítés) 5. Orvosi ellátás, (sérülések, pszichiáterek) 6. Terület mentesítése 7. A médiahatás kezelése 8. Tömegpszichózis és hipochondria kezelése Esetenként a 7 és 8 -as pontok a legsúlyosabbak

Valós félelem? 1995 November, Moszkva, Izmailovszky park Csecsenek: Cs-137 -tartalmú zacskó

3. 3. Nukleáris létesítmények elleni terrortámadás Terrortámadás: a biztonsági tervezésnél figyelembe nem vett események felülvizsgálata Tűzlabda Késői robbanások Rezgések Toxikus gázok, füst, stb.

Védekezés a nukleáris terrorizmus ellen (NAÜ) A hatékony ellenlépések előfeltételei: ·A nemzetközi együttműködés hatékonyságának növelése, amelyhez a NAÜ minden támogatást megad. ·Az egyes tagországokban: oa nukleáris energia kockázatának felülvizsgálata, oa potenciálisan veszélyeztetett területek teljes körű újraértékelése, a gyenge pontok felkutatása, ·Az új helyzetnek megfelelő, az újraértékelésen alapuló válaszlépések megtétele ·A NAÜ tevékenységének hatékonyabb ellátásához költségvetésének növelése, kezdetben 10 -15 %-kal.

Védekezés a nukleáris terrorizmus ellen (NAÜ-3. ) A nukleáris terrorizmus elleni harc konkrét formái és módszerei : 1. Az Atomsorompó Szerződés (Non Proliferation Threaty) hatékonyságának növelése: -szerződés egyenszilárdságúvá tétele, azaz a kívülállók beterelése a „karámba”, -az ellenőrizetlen anyagok és tevékenységek felderítésére egyre fejlettebb műszaki módszerek és eszközök hadrendbe állítása. 2. Nukleáris fegyverek ellopásának megakadályozása: -az egyes tagországok felelőssége mielőbb felülvizsgálni saját biztonsági és szervezeti felkészültségüket, illetve a szükséges fejlesztő lépéseket megtenni, -a NAÜ ehhez minden támogatást megad. 3. A nukleáris anyagok őrzésének és védelmének szigorítása (sajnálatos módon a nukleáris anyagok fizikai védelmének színvonala egyenetlen az egyes országok között, ennek korrigálása az adott országok feladata).

Feladat: nukleáris környezet-ellenőrzés A környezet sugárzási állapotának nyomon követése a minél gyorsabb beavatkozás lehetősége érdekében Lehetőségek 1. A külső sugárzási tér mérése - monitoring 2. A környezeti elemek mintavételes ellenőrzése (immisszió) 3. Az élelem anyag, élelmiszerek mintavételes ellenőrzése 4. Kibocsátás (emisszió) ellenőrzése

Az Országos Sugárfigyelő, Jelző és Ellenőrző Rendszer (OSJER) • rendeltetése: a nukleáris veszélyhelyzet korai észlelésének, a riasztás feltételeinek megteremtése.

Sugárkapuk- Gamma Műszaki z. RT Telepített Mobil

tervezés F F Felkészülés balesetelhárítási intézkedési tervek módszertani eljárási tervek képzés F F gyakorlatozás F NBEGY, CONVEX-3, INEX-3 átfogó és szakirányú elméleti és gyakorlati