Bezpieczeństwo radiologiczne

Opis

Książka stanowi kompendium podstawowej wiedzy z zakresu bezpieczeństwa radiologicznego.

Niniejsza publikacja powstała w czasach, kiedy Polska powtórnie skłaniała się ku energetyce jądrowej oraz prowadzi prace koncepcyjne związane z zastosowaniem wysokotemperaturowych reaktorów jądrowych. Biorąc to pod uwagę, autor podejmuje zagadnienia związane z bezpieczeństwem radiologicznym; terminologią niezbędną do poruszania się w wybranym temacie oraz implikacjami związanymi z jej używaniem; technologią zabezpieczeń oraz samymi reaktorami jądrowymi.

Dzięki książce „Bezpieczeństwo Radiologiczne", Czytelnik zgłębi swoją wiedzę:

- o podstawowych zagadnieniach z fizyki jądrowej,
- o kluczowych zasadach bezpieczeństwa jądrowego, ochrony radiologicznej oraz kultury bezpieczeństwa,
- o zdarzeniach radiacyjnych i ich skutkach.

Autor omówił również najpoważniejsze w skutkach katastrofy radiologiczne.

Aktualnie na rynku nie ma książki, która w sposób holistyczny podchodzi do zagadnienia bezpieczeństwa radiologicznego. Książka może być traktowana jako kompendium podstawowej wiedzy z zakresu bezpieczeństwa radiologicznego, również idealnie sprawdzi się jako podręcznik akademicki na powstających kierunkach studiów technicznych. Polecamy ją również: władzy publicznej, samorządom, instytucjom zw. z bezpieczeństwem państwa, instytucjom publicznym zw. z energetyką oraz pracownikom zaplecza badawczo-rozwojowego.

Z przyjemnością i zainteresowaniem przeczytałem manuskrypt książki p. dr Krzysztofa Króla „Bezpieczeństwo radiologiczne”. Książka napisana jest przez autora posiadającego szeroką wiedzę w tematach związanych z radioaktywnością, począwszy od fizyki promieniotwórczości, zasad i przepisów regulujących bezpieczeństwo radiologiczne i kończąc na znajomości technologii jądrowych, tych podstawowych opartych na technologii chłodzenia wodą jak i reaktorów czwartej generacji, które są bezsprzecznie niedaleką przyszłością energetyki jądrowej. (…) Na szczególne uznanie zasługują rozdziały „Wykładnia bezpieczeństwa radiologicznego”, „Zdarzenia radiacyjne” i rozdział „przewodnik”-„Prowadzenie działalności związanej z wykorzystywaniem promieniowania jonizującego” - bardzo potrzebny dla rozwijającego się w Polsce sektora energetyki jądrowej. Bardzo ważnym tematem jasno przedstawionym w tej książce są biologiczne skutki promieniowania jonizującego i dwie najważniejsze hipotezy w ocenie skutków biologicznych: hipoteza liniowa i hipoteza hormezy. Autor nie promuje żadnej z tych hipotez, pozostawiając to inteligentnemu czytelnikowi. Innymi bardzo ważnymi tematami poruszonym w tej książce – a dość rzadko obecnymi na rynku wydawniczym – są: „Bezpieczeństwo IT” czyli „Cyberbezpieczeństwo”, „Kultura bezpieczeństwa” i szczególnie wyróżniona i ważna „Kultura bezpieczeństwa komputerowego”. (…) Rozdział „Działania ratownicze” może wręcz służyć za instrukcję i materiał szkoleniowy dla służb ratowniczych i dla administracji zarówno państwowej jak i samorządowej. (…) Zakres i poziom pracy oceniam jako bardzo dobry, książka jest napisana w atrakcyjny dla czytelnika sposób i czyta się ją z przyjemnością. To ważna cecha z myślą o potencjalnych czytelnikach. Krąg odbiorców będzie szeroki i rosnący: od studentów reaktywowanych obecnie na wielu polskich politechnikach kierunków studiów „energetyka jądrowa”, przez studentów studiów podyplomowych, przykładowo nie szukając daleko: na Politechnice Warszawskiej, Gdańskiej, Śląskiej, Poznańskiej czy na SGH w Warszawie. Kolejnym kręgiem odbiorców będą firmy wdrażające w Polsce energetykę jądrową, tę dużą i tę małą, czyli SMR-y. Jak wspomniane powyżej książka może służyć za instrukcję i materiał szkoleniowy dla służb ratowniczych i dla administracji zarówno państwowej jak i samorządowej. Egzemplarze tej książki powinny znaleźć się w bibliotece Sejmu tak, aby posłowie decydujący o sprawach związanych z bezpieczeństwem radiologicznym i z rozwojem energetyki jądrowej w Polsce mieli możliwość zapoznania się z aktualną wiedzą w tej tematyce, pozbawioną autoreklamy i lobbingu. Wiedzy opartej na nauce i faktach! Książkę tę należy także gorąco polecić władzom i mieszkańcom gmin i okolic, gdzie planuje się budowę jądrowych bloków energetycznych.
prof. Wacław Gudowski, Narodowe Centrum Badań Jądrowych oraz Kungliga Tekniska Högskolan

Spis treści

Wstęp / XI

Rozdział 1. Podstawowe zagadnienia z fizyki atomowej i jądrowej / 1
1.1. Budowa atomu / 1
1.2. Izotopy / 5
1.3. Przemiany i reakcje jądrowe / 6
1.3.1. Przemiana α / 8
1.3.2. Przemiany β- i β+ / 8
1.3.3. Wychwyt elektronu / 10
1.3.4. Emisja neutronu / 11
1.3.5. Emisja kwantu γ oraz X / 12
1.3.6. Prawo rozpadu promieniotwórczego / 15
1.3.7. Reakcje fuzji (syntezy) / 16
1.3.8. Reakcje rozszczepienia (podziału) / 17
1.3.9. Reakcje wymiany / 18
1.3.10. Szeregi promieniotwórcze / 18
1.4. Promieniowanie / 20
1.4.1. Promieniowanie α (alfa) / 22
1.4.2. Promieniowanie β (beta) / 23
1.4.3. Promieniowanie γ i X (gamma oraz rentgenowskie) / 24
1.4.4. Promieniowanie n (neutronowe) / 25
1.4.5. Detekcja promieniowania jonizującego / 26
1.5. Narażenie na promieniowanie jonizujące / 29
1.5.1. Biologiczne skutki promieniowania jonizującego / 32
1.5.2. Ocena narażenia i dawki promieniowania jonizującego / 35

Rozdział 2. Wykładnia bezpieczeństwa radiologicznego / 43
2.1. Istota bezpieczeństwa jądrowego / 48
2.1.1. Podstawowe zasady bezpieczeństwa jądrowego / 50
2.1.2. Badania środowiskowe i lokalizacyjne / 51
2.1.3. Strefy i obszary planowania awaryjnego / 53
2.1.4. Obrona w głąb, czyli zabezpieczenia wielostopniowe / 55
2.1.5. Ochrona fizyczna materiałów i obiektów jądrowych / 61
2.1.6. Cyberbezpieczeństwo / 64
2.2. Istota ochrony radiologicznej / 66
2.2.1. Ochrona radiologiczna pracowników / 68
2.2.2. Ochrona radiologiczna pacjentów / 73
2.2.3. Ochrona radiologiczna społeczeństwa / 77
2.2.4. Ochrona radiologiczna państwa / 80
2.2.5. Ochrona radiologiczna środowiska naturalnego i zwierząt / 81
2.2.6. Ochrona radiologiczna obiektów jądrowych / 84
2.3. Kultura bezpieczeństwa / 85
2.3.1. Zintegrowany system zarządzania / 88
2.3.2. Kultura bezpieczeństwa komputerowego (cyberbezpieczeństwa) / 90

Rozdział 3. Zdarzenia radiacyjne / 93
3.1. Czym są zdarzenia radiacyjne / 94
3.2. Medyczne wypadki radiologiczne / 95
3.3. Przyczyny zdarzeń radiacyjnych / 96
3.4. Działania i poziomy interwencyjne / 97
3.4.1. Działania uprzedzające / 97
3.4.2. Działania interwencyjne / 100
3.5. Obszar zdarzeń radiacyjnych / 102
3.5.1. Zasięg zdarzeń radiacyjnych / 103
3.5.2. Skutki zdarzeń radiacyjnych i skala INES / 104
3.6. Działania ratownicze 107
3.6.1. Kierowanie akcją likwidacji zagrożenia oraz usuwania skutków zdarzenia radiacyjnego / 108
3.6.2. Kierowanie akcjami ratowniczymi / 110
3.6.3. Ekipy awaryjne / 112

Rozdział 4. Prowadzenie działalności związanej z wykorzystywaniem promieniowania jonizującego / 115
4.1. Powiadomienie, zgłoszenie oraz uzyskiwanie zezwoleń / 116
4.2. Pracownie / 118
4.3. Postępowanie z odpadami / 121

Rozdział 5. Urządzenia z wbudowanymi źródłami promieniowania jonizującego oraz generatory radionuklidów / 123
5.1. Jonizacyjne czujki dymu / 124
5.2. Izotopowe przyrządy pomiarowe / 124
5.3. Urządzenia do badań nieniszczących / 125
5.4. Urządzenia do brachyterapii / 126
5.5. Generatory radionuklidów / 127
5.6. Akceleratory cząstek / 129
5.6.1. Akceleratory liniowe / 130
5.6.2. Akceleratory kołowe (cyklotrony) / 133
5.7. Lampy RTG / 135

Rozdział 6. Reaktory jądrowe / 137
6.1. Czym są reaktory jądrowe / 138
6.2. Reaktory I generacji / 140
6.2.1. Arco, EBR-I (Experimental Breeder Reactor) / 141
6.2.2. Obnińsk, AM-1 (Atom Mirny) / 142
6.2.3. Calder Hall, Magnox / v143
6.2.4. Shippingport, PWR / 144
6.2.5. Świerk, EWA (Eksperymentalny Wodny Atomowy) / 146
6.3. Reaktory II generacji / 147
6.3.1. Reaktor wodny ciśnieniowy (PWR i WWER) / 148
6.3.2. Reaktor wodny wrzący BWR / 153
6.3.3. Reaktor kanałowy wielkiej mocy (RBMK) / 157
6.3.4. Ciężkowodny reaktor ciśnieniowy (PHWR) / 161
6.3.5. Reaktor chłodzony gazem (GCR) / 165
6.4. Reaktory badawcze / 169
6.5. Reaktory generacji III oraz III+ / 171
6.5.1. Zmodernizowany reaktor ciśnieniowy (AP1000) / 174
6.5.2. Zmodernizowany reaktor ciśnieniowy (APR-1400) / 176
6.5.3. Rosyjski reaktor ciśnieniowy (WWER-1200) / 179
6.5.4. Europejski reaktor ciśnieniowy (EPR) / 180
6.5.5. Zmodernizowane wodne reaktory wrzące (ABWR) / 182
6.5.6. Zmodernizowany reaktor ciężkowodny (ACR) / 184
6.6. Reaktory generacji IV / 186
6.6.1. Reaktory powielające chłodzone ciekłym metalem (LMFR) / 187
6.6.2. Wysokotemperaturowe reaktory chłodzone gazem (GFR i HTGR) / 193
6.6.3. Reaktory z parą nadkrytyczną (SCWR) / 201
6.6.4. Reaktory na stopionych solach (MSR) / 202
6.6.5. Reaktor dwupłynowy (DFR) / 202

Rozdział 7. Studium przypadku – katastrofy radiologiczne / 207
7.1. Katastrofa w Chalk River. Kanada, 1952 rok – INES 5 / 208
7.2. Katastrofa kysztymska. Rosja, 1957 rok – INES 6 / 209
7.3. Windscale. Wielka Brytania, 1957 rok – INES 5 / 211
7.4. Three Mile Island. Stany Zjednoczone, 1979 rok – INES 5 / 213
7.5. Czarnobyl. Rosja, 1986 rok – INES 7 / 214
7.6. Goiânia. Brazylia, 1987 rok – INES 5 / 221
7.7. Fukushima. Japonia, 2011 rok – INES 7 / 222
7.8. Konkluzje / 224

Zakończenie / 227

Spis używanych skrótów / 229

Bibliografia / 233