Konsekvenser och åtgärder. från svenska kärnkraftverk under beredskap och krig

Transkript

1 FOA 4 rapport A A1 (A 3) Februari 1980 Konsekvenser och åtgärder vid stora utsläpp av radioaktiva ämnen från svenska kärnkraftverk under beredskap och krig Robert Finck, Leif Svensson, Gunnar Walinder, Per-Gunnar Jönsson, Per-Gösta Malm, Mats Ahlberg, Jan Schyllander och Edvard Karlsson FÖRSVARETS FORSKNINGSANSTALT Huvudavdelning Umeå

2 FÖRSVARETS FORSKNINGSANSTALT Huvudavdelning UMEÄ FOA Rapport A AKA3) Februari 19S0 KONSEKVENSER OCH ÅTGÄRDER VID STORA UTSLÄPP AV RADIO- AKTIVA ÄMNEN FRÅN SVENSKA KÄRNKRAFTVERK UNDER BERED- SKAP OCH KRIG Robert Finck, Leif Svensson, Gunnar Walinder, Per-Gunnar lönsson, Per- Gösta Malm, Mats Ahlberg, Jan Schyllander och Edvard Karlsson Sammanfattning Försvarets Forskningsanstalt har på uppdrag av Civilförsvarsstyrelsen sedan 1976 bedrivit ett studiearbete för att belysa risker med radioaktiva och kemiska ämnen i samhället under beredskap och krig (TOXstudien). Rapporten presenterar hittills uppnådda resultat i frågor rörande akuta konsekvenser och möjliga åtgärder vid stora utsläpp av radioaktiva ämnen från svenska kärnkraftverk. Sannolikheten för utsläpp bedöms vara större under krig än under fred trots att internationella överenskommelser medför restriktioner vid val av kärnkraftverk som bekämpningsmål. Beräkningar visar att oskyddade människor i närheten av kärnkraftverk kan erhålla akuta skador om stora mängder radioaktiva ämnen släpps ut som följd av krigshandlingar mot kraftverket. Riskzoner och deras förändring vid olika skydd har beräknats för de allvarligaste haverifall som kan tänkas inträffa vid svenska anläggningar. På kort avstånd kan allvarliga lungskador uppstå genom inandning av det radioaktiva molnet. Vistelse inom områden med hög radioaktiv markbeläggning kan i vissa fall ge upphov till dödliga skador. 1 Civilförsvarsstyrelsen Sammanhållande för studien

3 -2- Under beredskap och krig är skyddsmöjligheterna i allmänhet bättre än under fred och i tid vidtagna skyddsåtgärder såsom utnyttjande av skyddsmask och vistelse i strälskyddat utrymme reducerar starkt skadornas omfattning. Bästa skyddet erhälles i skyddsrum försedda med goda aerosolfilter kombinerade med kolfilter, men även vistelse i stenhus eller källare bidrar väsentligt till att reducera strålskadornas omfattning. Utrymning reducerar skadeutfallet. Genom intag av kaliumjodidtabletter minskas upptaget av radioaktiv jod i sköldkörteln vilket reducerar risken för funktionella förändringar. Vid studiedagar i maj 1979 presenterades resultaten i seminarieform. Under studiedagarna diskuterades även inriktningen av det fortsatta arbetet och vilket ytterligare underlag som erfordras för att bedöma konsekvenser och åtgärder vid utsläpp av radioaktiva ämnen under beredskap och krig. Arbete med att ta fram ytterligare underlag pågar för närvarande i samarbete mellan Försvarets Forskningsanstalt, Civilförsvarsstyrelsen och Statens Strålskyddsinstitut. Uppdragsnumner; CR10 Medverkande: Kay Edvarson Ola Schelin Christina Bengzon Maj-Lis Enwall Monica Fjaellström Elisabet Johansson Sändlista; Fst, CA, CM, CFV, MS, F5, FHS, MH5,SjvS, FortF, FMV,FMV-A, FMV- BNLD, FMV-M, FMV-F, FMV-K, Cfs, SkyddS, SOS, Länsstyrelsen i Malmöhus län, Länsstyrelsen i Göteborgs och Bohus län, Länsstyrelsen i Kalmar län, Länsstyrelsen i Stockholms län, Länsstyrelsen i Hallands län, ÖEF, SSI, Statens Kärnkr3ftinstpektion, Statens Vattenfallsverk, Kraftindustrins reaktorsäkerhetsgrupp, OKG, Ringhalsverket, Forsmark kärnkraftverk, Barsebäck kärnkraftverk, Radiofysiska institutionerna vid Umeå, Göteborgs, Stockholms, Lunds och Linköpings universitet, Meteorologiska institutionerna vid Uppsala och Stockholms universitet, SMHI, CDL, S*udsviks Energiteknik, FOA Ck, FOA 1, 2, 3 och 5.

4 FÖRSVARETS FORSKNINGSANSTALT HUVUDAVDELNING 4 Datum V.d iiorreipcndens cb roa be'eckr.irg F 166 Enligt sänälista Er referenj rca E Karlsson R Finck FOA rapport A A1(A3). Konsekvenser och åtgärder vid stora utsläop av radioaktiva ämnen från svenska kärnkraftverk under beredskap och krig. Försvarets Forskningsanstalt, huvudavdelning 4 översänder rubricerade rapport för kännedom. Institutionen för strålningsbiologi y "Ronny Rönn Bergman/ ' /. i. Sändlista Fst CA CM CFV MS FS FHS MHS SjvS FortF FMV FMV-A FMV-BNLD FMV-M FMV-F FMV-K Cfs 25 ex Skydds SoS FOA Ck FOA 1,2,3 och 5 Länsstyrelsen i Göteborg och Bohus län "- Hallands län Kalmar län "- Malmöhus län "- Stockholms län ÖEF 5 ex SSI 5 ex Statens Kärnkiaftsinspektion Statens Vattenfallsverk Kraftindustrins reaktorsäkerhetsgruoo OKG Ringhalsverket Forsmark kärnkraftverk Barsebäck kärnkraftverk Radiofysiska inst, Umeå univ "- Göteborgs univ "- Stockholms univ "- Lunds univ "- Linköpings univ Meteorologiska inst, Uppc^la univ "- Stockholms univ SMHI CDL Studsviks Energiteknik Poslodrci» Ootuadrctl :., ,. Telefon 09,: Tncgraniadrcit fo if yra,.,,.,", Tel» foci -.

5 RÄTTELSER Sidan 36 Tillägg. - ferenser: Briggs ''t.a. Blume Rise. U.S. Atoiric Eneigv Co.nmission Office >f Information, Sidan 44 4.e ra-'c. nedifrån: 0,5 G skall vara 5 Gy. Sidan 50 ^:e ra.^i nedifrån: figu: 3:Vc skall vara figur 3:2c.

6 -3- INNEHALL 1 Rapportens inriktning och avgränsning 5 Referenser 8 2 Beräkning av stråldoser efter ett allvarligt reaktorhaveri Svenska kärnkraftanläggningar Aktivitetsinnehåll i reaktorhärden Reaktorhaveri Haverityper för tryckvattenreaktorer Haverityper för kokarreaktorer Spridning av radioaktiva ämnen i omgivningen Plymlyft Atmosfärisk diffusion Studerade vädersituationer Aktivitetskor.centration i luft Deposition på marken Områdesindelning Dosberäkning Joniserande strålning Olika typer av bestrålning Stråldosens variation med tid och avstånd Skyddsfaktorer 35 Referenser 36 3 Skador på människor och effekter av olika skyddsåtgärder Dödliga och livshotande strålexponeringar Strålskadornas dosratberoende Stråleffekter i foster och enskilda organ Foster Lungskador Sköldkörtelskador Skador i andra organ Skadornas verkan på olika avstånd och ef fekter av skyddsåtgärder Skyddsåtgärder Medicinsk behandling Referenser Sannolikhetsfördelningar Sannolikhet för utsläpp Sannolikhet för lungskador Referenser Särskilt haveriexempel för Barsebäck Spridningsförlopp Utgångsparametrar Plympassage Stråldoser utan skyddsfaktorer Externdosfördelning i befolkningen Skyddsfaktorer Enkel uppskattning av externdosernas fördelning Byggnaders skyddsfaktorer Referenser i

7 A SA * * Skyddsef fekt hos skyddsmaskfilter och skyddsrumsfilter mot gas och partiklar i det radioaktiva molnet 8 4 Radioaktiva molnet 84 Skyddsmaskskyddet 84 Skyddsrumsskyddet 85 Sammanfattning 86 Byggnaders filterverkan Inledning Inläckning som funktion av partikelstorlek Inläckning som funktion av ventilation och byggnadstyp Inläckning som funktion av meteorologiska färhällanden Inläckningsmätningar vid Windscale olyckan Slutsats Referenser Befolkningens geografiska fördelning kring svenska kärnkraftverk Indelningssystem för befolkning Barsebäck Ringhals Oskarshamn (Simpevarp) Forsmark Riktningsfördelning Referenser Redovisning av grupparbeten vid studiedagar i maj 1979 Förslag till åtgärder Ledning Indikering Alarmering, utrymning och information Skydd Sjukvård Fortsatt arbete Bilaga 1. Begreppsförklaring 104

8 -5-1 Rapportens inriktning och avgränsning 1 I samhället har skett och sker en uppbyggnad av kärnkraft och en ökad produktion och hantering av s k farligt gods. Risken för utsläpp av radioaktiva ämnen från kärnkraftverk och spridning av farliga kemiska substanser från industrier vid produktion, lagring och transport ökar under krig jämfört med fredsförhållanden. Mot bakgrund av ovanstående har Civilförsvarsstyrelsen tillsammans med Försvarets Forskningsanstalt sedan 1976 bedrivit ett studiearbete för att belysa risker med radioaktiva och kemiska ämnen i samhället under beredskap och krig (TOXstudien). Denna rapport behandlar konsekvenser av radioaktiva utsläpp. Eftersom civilförsvarets främsta uppgift är att ingripa vid akuta situationer har endast skadeverkningar som erhålls inom ca ett år studerats. Sena skador som t ex cancer har inte behandlats. Om Sverige indrages i krig kan en angripare vilja störa eller slå ut den svenska elkraftproduktionen. De svenska kärnkraftverken kan då bli föremål för sabotage eller direkta krigshandlingar. Genom angrepp mot kraftverkens perifera delar såsom turbin, generator, transformator eller ställverk kan möjligheterna till kraftproduktion stoppas för lång tid framåt. Sådana mål är lättare att förstöra än själva reaktordelen som är innesluten av tjocka betongväggar. I första hand förmodas därför en angripare välja att förstöra perifera delar. Studiegruppen TOX har emellertid konstaterat att en angripare med kvalificerade tunga vapen kan åstadkomma en sådan skada att kärnreaktorn havererar med risk för omfattande utsläpp av radioaktiva ämnen. Enligt en internationell överenskommelse utgör kärnkraftverk otilllåtna mål i krig. Denna överenskommelse ratificerades av Sverige 31/ (SOU 79:73), men ett avtalsutkast fanns redan Under studiearbetets inledning gjordes därför bedömningen att en bekämpning med utsläppssyfte är mindre sannolik (Andersson m fl, 1977). Vissa inskränkningar finns dock i överenskommelsen och studiegruppen har därför ändock studerat problemet, eftersom det är angeläget för civilförsvaret att planera en beredskap för händelser som kan ge stora konsekvenser även om sannolikheten är liten. Någon bedömning av relationen till andra tänkbara skador som kan uppkomma under krig har dock inte gjorts.

9 -6- Som underlag för den fredstida beredskapsplaneringen mot kärnkraftolyckor har Statens Strålskyddsinstitut beräknat konsekvenser av stora utsläpp från svenska kärnkraftverk (SSI, 198C). Liknande studier av konsekvenser vid ett eventuellt haveri på Barsebäcks kärnkraftaggregat under fredstid har utförts av O. Edlund och Ch. GyHänder (HS-77, 1978) på uppdrag av Statens Kärnkraftinspektion samt av Jan Beyea, 1978 på uppdrag av Svenska Energikommissionens arbetsgrupp för säkerhet och miljö. Dessutom har en dansk utredning (Risö-M-1905, 1977) beräknat konsekvenser på danskt territorium vid en eventuell reaktorolycka i Barsebäck. Vid beräkning av radioaktiva ämnens spridning i atmosfären används i allmänhet modeller som är utvecklade för att ge medelkoncentrationer inom km avstånd från källan vid kontinuerliga utsläpp undei normaldriftförhållanden. Utsläpp från en havererad reaktor pågår emellertid endast under kort tid och väntas i vissa situationer ge verkningar på större avstånd. I den praktiska användningen av spridningsmodeller för kontinuerliga utsläpp kan man inte ta hänsyn till slumpmässiga fluktuationer i vindstyrka, vindriktning och andra spridningsparametrar som ger upphov till oregelbundna beläggningsmönster. För vissa vädertyper kan detta innebära att verkansbilden vid ett utsläpp under kort tid blir starkt schematiserad och beräkningsmodellerna måste därför betraktas som osäkra vid tillämpning på haverisituationer. Den metodik som här använts för beräkning av atmosfärisk spridning, deposition, absorberad dos och verkan på människor skiljer sig inte i stort från andra konsekvensstudier. En viss utveckling av metodiken för beräkning av biologisk verkan på människor har dock gjorts med hjälp av kliniskt underlag (Walinder, 1979). Fastän alla beräkningar av konsekvenser på avstånd över km måste betraktas som mycket osäkra har vissa beräkningar ändå utsträckts till 120 km därför att bättre beräkningsmodeller för spridning över längre avstånd saknas och det i vissa fall är nödvändigt att uppskatta verkan även på stora avstånd. På grund av de osäkerheter som finns i beräkningsmetodiken gör vi inte anspråk på att presentera konsekvensberäkningar som är säkrare än andra utredningars. Beräkningarna skall i stället ses som utgångsvärden för en illustration av olika skyddsåtgärders effekt i en beredskaps- eller krigssituation om ett stort

10 -7- utsläpp av radioaktiva ämnen skulle inträffa. Någon utförlig bedömning av hur mänga personer som kan komma att omfattas av olika skyddsåtgärder har däremot inte utförts här. Studiegruppen genomförde i januari 1977 ett haverispel för att ge exempel på konsekvenser som skulle kunna inträffa om radioaktiva ämnen i stor mängd frigörs från en havererad kärnreaktor. (Andersson m fl, 1977). Man utgick från ett haveri med fullständig härdsmältning i kärnreaktorn Barsebäck 1 som följd av ett omfattande flygburet bombangrepp mot kraftverksbyggnaden. Det fortsatta arbetet har huvudsakligen inriktats på att utförligare studera konsekvenslindrande åtgärder vid stora utsläpp av radioaktiva ämnen från svenska kärnkraftverk. Haverityper har hämtats från WASHl*»00 eftersom dessa har bedömts vara av samma typ som de haverityper som kan erhållas som följd av vapenverkan. Viss modifiering av aktivitetsinnehållet har dock gjorts med hänsyn till tänkt driftssituation i krig. Faktorer som reaktortyp, haveriförlopp, väder, terräng, befolkningsfördelning, skyddsåtgärder m m inverkar på konsekvenserna. Att utföra beräkningar för och analysera alla fall är ett mycket omfattande arbete och därför har arbetsinsatsen hittills främst avgränsats till beräkning av avståndsverkan för de haveriförlopp och de vädertyper som kan väntas ge verkan på stora avstånd. Vissa jämförelser med andra haverifall har dock utförts. För de allvarligaste reaktorhaverierna anger WASH-1400 ett värmeemissionsvärde för reaktorn, av s k kokartyp (BWR) och två olika värmeemissionsvärden för tryckvattenreaktorer (PWR). Det lägre värmeemissionsvärdet för tryckvattenreaktorer har använts i här redovisade konsekvensberäkningar för tryckvattenreaktorerna i Ringhals. Vid vissa vädersituationer erhålls därvid en mycket stor avståndsverkan jämfört med kokarreaktorer. Under ett antal studiedagar i maj 1979 presenterades erhållna resultat vid seminarier med deltagare från Försvarets Forskningsanstalt, Civilförsvarsstyrelsen, Staten Strålskyddsinstitut och vissa länsstyrelser. Genom diskussioner och grupparbeten gavs tillfälle för deltagarna att belysa konsekvenser och åtgärder samt att föreslå inrikting för det

11 -8- vidare arbetet. Under den tid som förflutit mellan studiedagarna och utgivningen av denna rapport har ytterligare konsekvensberäkningar utförts. I kapitel 2 beskrivs metodiken vid beräkning av stråldoser inklusive metodiken för beräkning av utsläppt aktivitet och spridning i atmosfären. I kapitel 3 redovisas metodiken för beräkning av verkan på människor samt beräknade riskområden, skadornas variation med avståndet och effekt av olika skyddsåtgärder. Kapitel 4 behandlar sannolikhet för lungskador om man förutsätter att en viss reaktorolycka inträffar. Det särskilda haveriexemplet för Barsebäck som användes i spelet 1977 redovisas i kapitel 5. Kapitel 6, 7 och 8, behandlar skydd i byggnader och i skyddsrum samt skyddsmasker. En kartläggning av befolkningens geografiska fördelning runt svenska kärnkraftverk redovisas i kapitel 9. I kapitel 10 återges sammanfattning från grupparbeten utförda vid studiedagarna i maj Dessa grupparbeten innehåller också förslag till fortsatt arbete inom studien. I bilaga 1 förklaras begrepp och ovanliga ord som används i rapporten.

12 -9- Referenser Andersson B., Gyidén N., Hagwall M., Kallberg R., Malm P.G., Malmlöf G., Medin A., Persson G., Schelin O., Svensson L., Walinder G.: TOX. Radioaktiva risker i samhället under beredskap och krig. FOA underlag till Civilförsvarsstyrelsens spelvecka våren -77. FOA Rapport AH Al, augusti 1977, hemlig rapport. Beyea J. En undersökning av vissa av följdverkningarna på hypotetiska reaktorolyckor vid Barsebäck. Center for Environmental Studies Report No 60, Princeton University, January (översättning till svenska av Dsl 1978:5) Liber Tryck Civilförsvarsstyrelsen. Radioaktiva och kemiska risker i samhället under beredskap och krig. Planeringsstudie avseende åtgärder för förvarning och skydd av civilbefolkningen mot toxiska substanser som sprids i samband med eller till följd av stridshandlingar. Civilförsvarsstyrelsen rapport från studiegrupp TOX, Beregning of relevante individ- og befolkningsdoser på Dansk territorium fra hypotetiske kernenedsmelningsuheld på Barsebäck reaktoren. Ris^-M-1905, F^rs^gsanlaeg Risd, DK-W00, Roskilde, Danmark, januari SOU 79:73. Krigets lagar. Konventionssamling utgiven av folkrättskommittén. Försvarsdepartementet, Stockholm SSI. Effektivare Beredskap, Volym 5, Konsekvensbeskrivningar. Rapport frän Statens Str?lskyddsinstitut, februari Walinder G.: Strålskador på människor efter exponering för höga stråldoser frän kärnvapen och efter krigshandlingar mot kärnkraftverk. FOA Rapport C A3, juni WA5H!40C Reactor Safety Study. United States Nuclear Regulatory Comniss.-;i. NUREG-75/014, October 1975 ("Rasmussen-rapporten").

13 -10-2 Beräkning av stråldoser efter ett allvarligt reaktorhaveri Vid ett allvarligt kärnreaktorhaveri frigörs en avsevärd mängd radioaktiva ämnen till atmosfären. Man talar om att ett radioaktivt "moln" uppstår. Detta "moln" sprids i atmosfären genom inverkan av väder och vind. Vid stora utsläpp är det troligt att molnet är synligt nära kärnkraftverket på grund av samtidiga utsläpp av vattenånga. Ganska snart späds dock molnet ut och blir osynligt. Radioaktiva partiklar i molnet deponeras efterhand på markytan och ger upphov till radioaktiv markbeläggning. Människor och djur som befinner sig inom områden som omfattas av det radioaktiva molnet eller markbeläggningen utsattes för joniserande strålning från de sönderfallande radioaktiva ämnena. Radioaktiva ämnen med tillräckligt lång halveringstid kan dessutom upptagas i födoämneskedjor och transporteras till människor långt utanför det ursprungliga beläggningsområdet. Den mängd joniserande strålning som absorberas i människan kallas absorberad dos och kan beräknas om man känner till vissa fysikaliska och biologiska data. Den absorberade dosen ger ett kvantitativt mått för bedömning av den biologiska effekt som man kan förväntas erhålla vid bestrålningen. Den absorberade dos som människor erhåller på olika platser och vid olika tidpunkter efter ett utsläpp av radioaktiva ämnen uppskattas med hjälp av en s k matematisk modell av verkligheten. En sådan modell innehåller många förenklade beskrivningar av de komplicerade atmosfäriska spridningsprocesserna. Man måste också göra ett stort antal antaganden om hur människor kommer att exponeras för den joniserande strålningen. Vissa antaganden är val underbyggda medan andra är osäkra. Den matematiska modellen har därför alltid osäkerheter och brister men är ett hjälpmedel som måste användas för beskrivning av förlopp som inte kan efterliknas experimentellt. 2.1 Svenska kärnkraftanläggningar I Sverige förekommer två typer av kärnkraftaggregat. Vid reaktorstationerna i Barsebäck, Oskarshamn och Ringhals finns sammanlagt 5 s k kokarreaktorer (BWR) i drift. I Ringhals finns för närvarande en tryckvattenreaktor (PWR) i drift. Dessutom är ytterligare k kokarreaktorer och 2 tryckvattenreaktorer projekterade och klara att tagas i drift inom några år. Data om reaktoranläggningarna har sammanfattats i tabell 2:1.

14 -11- Tebell 2:1. Termisk och elektrisk effekt för befintliga och projekterade kärnkraftaggregat i Sverige 1 jan BWR betecknar kokarreaktor och PWR betecknar tryckvattenreaktor. Barseoäck Ringhals Oskarshamn Forsmark Aggregat Typ BWR BWR BWR PWR PWR PWR BWR BKR BWR BWR BWR BWR Elektrisk 580 effekt (MW) Termisk effekt (MW) Drifttag nirt'7 '\ t (1980) (1985) (1980)(1985) * Kan tagas i drift efter laddningstillstånd Figur 2:1. Lokalisering av svenska kärnkraftverk.

15 Aktivitetsinnehåll i reaktorhärden Hur mycket radioaktiva ämnen en reaktorhärd innehåller är bl a beroende av reaktorns termiska effekt och graden av utbränning hos bränslet. Mängden radioaktiva ämnen med lång halveringstid ökar långsamt allt eftersom bränslets utbränning ökar, medan radioaktiva ämnen med kort halveringstid snabbt når ett jämviktsvärde där produktion och sönderfall kompenserar varandra. Beroende på reaktortyp bytes 1/5 till 1/3 av reaktorbränslet varje år vilket medför att detta efter några år innehåller andelar med olika utbränningsgrad. Genom detta förfarande erhåller man en relativt konstant genomsnittlig utbränning av bränslet, vilket är reaktortekniskt fördelaktigt. Man kommer därmed också att få en relativt konstant aktivitetsnivå för de i reaktorhärden producerade radioaktiva ämnena. För att bättre kunna återspegla en eventuell driftsituation under beredskap eller avspärrning har innehållet av långlivade radioaktiva ämnen antagit vara något högre än vad som gäller för en normaldriftsituation under fred. Mängden radioaktiva ämnen i en reaktorhärd efter en genomsnittlig drifttid av 3 år har beräknats av Stenquist och Devell, Ett urval av de radioaktiva ämnen som ger störst dosbidrag till människan vid ett eventuellt utsläpp återges i tabell 2:2. De angivna aktivitetsmängderna gäller för reaktorer i Sverige med en termisk effekt av 1700 MW (t ex Barsebäck 1, Barsebäck 2 och Oskarshamn 2). För aggregat med annan effekt än 1700 MW måste aktivitetsmängderna omräknas proportionellt mot den termiska reaktoreffekten.

16 -13- Tabell 2:2. Delar av härdinventariet efter drifttiden 3 år. Lättvattenreaktor MW termisk effekt. Radionuklid Halveringstid Aktivitet PBq Aktivitet MC i Huvudsakligt bestrålningssatt vid utsläpp Bestrålat organ 85 Kr 10,8 Sr 18,5 0,5 88 Kr 2,8 tim Extern från moln Hela kroopen 89 Sr 52 dygn Intern Skelett 90 Sr 28,1 är Intern Skelett 95 Zr 65 dygn Intern Lunga ".HO 67 tim Ru 367 dygn 763» 21* Intern Lunga och skelett 132 Te 78 tim Extern fran mark Hela kroppen 133 I 21 tim Intern Sköldkörtel 131 I 8,1 dygn Intern Sköldkörtel 133 xe m 2,3 dygn Extern från moln Hela kroppen 133 Xe 5,3 dygn Extern från moln Hela kroppen 135 Xe 9,2 tim Extern från moln Hela kroppen 134 CS 2,1 Är Extern från mark Hela kroppen 137 CS 30 ar Extern från mark Hela kroppen 140 Ba 12,8 dygr Extern från mark Hela kroppen 140 La 40,2 tim Extern från mark Hela kroppen 141 Ce T3 dygn Ce 234 dygn Intern Lunga 154 Eu 16 år 15 0,4 Beräknat för reaktorhärd med 4 olika utbränningsstadier.

17 2.3 Reaktorhaveri Speciella studier av den fredstida säkerheten vid kärnkraftverket i Barsebäck har utförts av MHR Technical Associates på uppdrag av den Svenska Energikommissionens Arbetsgrupp för Säkerhet och Miljö (SRSS, 1978) och av Studsvik för Kärnkraftinspektionens räkning. För det planerade kärnkraftaggregatet Forsmark 3 har ASEA-ATOM på initiativ av Energikommissionen genomfört en studie av risken för härdsmälta. Vid dessa studier har man funnit att sannolikheten för ett reaktorhaveri med fullständig härdsmälta under fredstid är mindre än 1:10000 per reaktorår. Alia typer av härdsmältförlopp behöver inte leda till omfattande utsläpp av radioaktiva ämneri till omgivningen. En amerikansk studie WASH-1400 ("Rasmussen-rapporten") har ingående studerat händelsekedjor som leder till olika typer av reaktorhaverier. Dessa haverityper har klassificerats och beskrivits med avseende på fredstida sannolikhet, tid från initialskede till utsläpp, utsläppets varaktighet, utsläppshöjd, värmeemission samt andelen av radioaktiva ämnen i reaktorhärden som frigöres till atmosfären. För tryckvattenreaktorer har 9 haverityper definierats (PWR 1 till PWR 9) och för kokarreaktorer har 5 haverityper definierats (BWR 1 till BWR 5) Haverityper för tryckvattenreaktorer Det allvarligaste haveriet för tryckvattenreaktorer benämns PWR 1 och innebär att reaktorhärden smälter ned och en ångexplosion förstör reaktorinnesiutningen. Stora aktivitetsmängder av lättflyktiga radioaktiva ämnen frigörs till atmosfären. Formuleringen för PWR 1 förloppet ges nedan (WASH-1W0). PWR 1 This release category can be characterized by a core meltdown followed by a ste^m explosion on contact of molten fuel with the residual water in the reactor vessel. The containment spray and heat removal systems are also assumed to have failed and, therefore, the containment could be at a pressure above ambient at the time of the steam explosion. It is assumed that the steam explosion would rupture the upper portion of the reactor vessel and breach the containment barrier, with the result that a substantial amount of radioactivity might be released from the containment in a puff over a period of about 10 minutes. Due to the sweeping action of gases generated during containment-vessel meltthrough, the release of radioactive materials

18 -15- would continue at a relatively low rate thereafter. The total release would contain approximately 70 % of the iodines and 40 % of the alkali metals present in the core at the time of release. Because the containment would contain hot pressurized gases at the time of failure a relatively high release rate of sensible energy from the containment could be associated with this category. This category also includes certain potential accident sequences that would involve the occurrence of core melting and a steam explosion after containment rupture due to overpressure. In these sequences, the rate of energy release would be lower, although still relatively high. PWR 1 haveriet kan enligt WASH-lfOO indelas i två underklasser PWR 1A med en lägre värmeemission (6 MW) och PWR IB med en högre värmeemission (152 MW) tillsammans med utsläppet av radioaktiva ämnen. Övriga haverityper kännetecknas i korthet av: PWR 2 - härdsmälta och brott på reaktorinneslutningen. Utsläppet till atmosfären börjar ca 2,5 tim efter driftstörningens början och varar ca 1/2 timme. Lägre värmeemission än för PWR IB (50 MW). Ungefär lika stort utsläpp som för PWR 1, dock är utsläppet av ruteniumisotoper endast ca 5 % av PWR 1 utsläppet. PWR 3 - härdsmälta och brott på reaktorinneslutningen. Utsläppet börjar efter ca 5 timmar och varar ca 1,5 timmar. Låg värmeemission (2 MW) och något lägre utsläpp än för PWR 2. Speciellt är utsläppet av jodisotoper ca 30 % av PWR 1 och PWR 2 utsläppen. PWR h - härdsmälta och sprickor på reaktorinneslutningen. Nödkylsystemen fungerar delvis. Utsläppet börjar efter ca 2 timmar och pågår under ca 3 timmar. Betydligt lägre utsläpp än för PWR 3. PWR 5 - härdsmälta och sprickor på reaktorinneslutningen. Utsläppet börjar efter ca 2 timmar och varar ca k timmar.fungerande Kylsystem för inneslutningen. Lägre utsläpp än för PWR l i. PWR 6 - härdsmälta där den smälta härden tränger genom inneslutningens botten, men inneslutningen i övrigt förblir intakt. Läckage genom marken till atmosfären med mycket låg värmeemission. Kylsystemet för inneslutningen fungerar ej. Utsläppet tili atmosfären börjar

19 -16- efter ca 12 timmar och varar ca 10 timmar. Ca 30 % av äd a lgaserna, 0,1 % organiskt jod oc mindre än 1 % av flyktiga klyvningsprodukter frigörs till atmosfären. PWR 7 - samma som IWR 6 men med fungerande kylsystem för inneslutningen, vilket medfcc att mindre än 1 % a\ ädelgaserna frigörs till atmosfären. PWR 8 - stort rörbrott med sprickor i inneslutningen. övriga säkerhetssystem fungerar. Litet utsläpp som börjar efter ca 1/2 timme och varar under ca 1/2 timme. PWR 9 - stort rörbrott. Inneslutningen förblir hel och säkerhetssystemen fungerar. Mycket litet utsläpp med samma tidsförlopp som PWR Haverityper för kokarreaktorer Det allvarligaste haveriet för en kokarreaktor benämns BWR 1 och innebär att reaktorhärden smälter ned och en ängexplosion förstör reaktorinneslutningen. Stora aktivitetsmängder av lättflyktiga radioaktiva ämnen frigörs till atmosfären. Formuleringen för BWR 1 förloppet ges nedan (WASH-1400). BWR 1 This release category is representative of a core meltdown followed by a steam explosion in the reactor vessel. The latter would cause the release of a substantial quantity of radioactive material to the atmosphere. The total release would contain approximately 40 % of the iodines and alkali metals prer-nt in the core at the time of containment failure. Most of the /elease would occure over a 1/2 hour period. Because of the energy generated in the steam explosion, this category would be characterized by a relatively high rate of energy release to the atmosphere. This category also includes certain sequences that involve overpressure failure of the containment prior to the occurrence of core melting and a steam explosion. In these sequences, the rate of energy release would be somewhat smaller than for those discussed above, although it would still be relatively high. övriga haveriklasser kännetecknas i korthet av BWR 2 - härdsmälta på grund av brott på reaktorinneslutningen och icke 'ungerande resteffektkylning. Utsläppet till atmosfären börjar ca 30 timmar efter driftstörningens början och varar ca 3 timmar. Omfattande

20 -17- utsläpp av flyktiga klyvningsprodukter, dock är utsläppet av ruceniumisotoper endast ca 6 % av BWR 1 utsläppet. BWR 3 - härdsmälta pä grund av brott pä reaktorinneslutningen och icke fungerande resteffektkylning. Utsläppet börjar efter ca 30 timmar och varar ca 3 timmar. En del fissionsprodukter kvarstannar inom byggnaden varför utsläppet till atmosfären blir mindre än för BWR 2. BWR 4 - härdsmälta som ger upphov till ett mindre läckage frän reaktorinneslutningen. Utsläppet börjar efter ca 5 timmar och sker antingen från reaktorbyggnaden eller skorstenen. Utsläppet varar ca 2 timmar och innehåller ca 60 % av ädelgaserna och mindre än 1 % av de flyktiga klyvningsprodukterna. BWR 5 - stort rörbrott som medför skador på bränslet. Reservkylsystemen fungerar. Utsläppet börjar ca 3,5 timmar efter rörbrcttet. De frigjorda gasformiga fissionsprodukterna filtreras i ventilationssystemet och utsläppet sker genom skorstenen under en period av ca 5 timmar. I tabell 2:3 har data sammanställts för några olika haverityper. Tabellens översta del visar tidsförlopp, värmeemission och sannolikheten för de olika haverityperna under fredstid allt enligt WASH-1^00. Värmeemissionen vid utsläppet bestämmer bl a hur högt som det radioaktiva molnet kommer att stiga. I nedre delen av tabell 2:3 anges den andel av härdens totala innehåll av radioaktiva ämnen som troligtvis kommer att frigöras till atmosfären för de olika haverityperna. Dessa siffror skall således multipliceras med härdinnehållet i tabell 2:2 för att man skall få den totala aktivitetsmängden av utsläppta radioaktiva ämnen.

21 -18- Tahell 2:3. Sammanställning av utsläppsdata för haverityperna BWR 1, BW 3 2, BWR 3, BWR 5 samt PWR 1A och PWR IB enligt WASH-1W0. H.r.-vritvo BW3 I BWR 2 BWR 3 BWR 5 PWR 1A FWR IB häresmälta hurdsmälta härdsmälta stort härdsmälta härdsmälta ne'' äng- ånqrörs- med äng- med ångexr.losion brott explosion explosion Fredsmäss icj sanno1ikhe t (reaktorär- 1 ) 10~ " " 5 lo" " "" 7 Tid till utsläop (tim)* ,5 2,5 2,5 Utsläppets varaktighet (tim) 0, ,5 0,5 Utsläppshöjd (m) *» Frigjord värmeeffekt (MW)"* Andelar av härdinventariet i utsläppet för varje radionuklid Xe - Kr 1, 0 1,0 1,0 5 10' 1 * 0, 9 0,9 Organiskt I 7-10" ~ " ' 6-10" "? Oorganiskt I 0, 40 0,90 0,10 6 io-'-' 0, 7 0,7 Cs - Rb 0, 40 0,50 0, " 9 0, 4 0,4 Te - Sb 0, 70 0,30 0,30 8 io- 12 0, 4 0,4 Ba - Sr 0, 05 0,10 0,01 8 io- 1 " 0, 05 0,05 Ru, Mo, Rh, Co, Tc 0, 5 0,03 0,02 0 0, 4 0,4 Y, La, Zr, Nb, Ce, Pr, Nd, Np, Pu, Am, Cm " 3 4-1O" " " 3 * Med "Tid till utsläpp" menas tiden från haveriförloopets initiala skede fram tills utsiädpet påbörjas. ** Utsläopet sker genom skorstenen. Gäller den värmeemission som sker samtidigt med det radioaktiva utsläppet.

22 Spridning av radioaktiva ämnen i omgivningen När radioaktiva ämnen frigörs till atmosfären efter brett pä reaktorinneslutningen sker samtidigt en frigörelse av värmeenergi. Eftersom varm luft är lättare än kall kommer det radioaktiva "molnet" att stiga uppåt. Vid stigningen blandas omgivande luft in i molnet som avkyles tills det erhåller samma temperatur som den omgivande atmosfären. Samtidigt driver det med vinden i läriktr.ingen. Efterhand utvidgar det sig alltmer genom inverkan av atmosfärens turbulens. Småningom når "molnets" ytterdelar marknivån och radioaktiva partiklar kan då komma att avsättas på marken (deposition) och ge upphov till kvarvarande joniserande strålning. Om utsläppet av radioaktiva ämnen sker under längre tid uppstår ett utdraget "moln" eller en s k "plym" som driver med vinden på samma sätt som när rök sprids från en skorsten. Genom variationer i vindriktningen antar plymen en slingrande form. Koncentrationen av radioaktiva ämnen i molnet beror på värmeemissionen vid utsläppet, atmosfärens stabilitet, vindhastighet, eventuell nederbörd och avståndet från utsläppspunkten Plymlyft Värmeemissionen vid de stora haverierna PWR 1 och BWR 1 är betydande. Enligt använd beräkningsmodell (Sriggs, 1969) stiger "molnet" relativt snabbt till en viss höjd som sedan bibehålies. Denna "slutliga" molnhöjd är beroende av frigjord värmeeffekt, atmosfärisk stabilitet, vindhastighet och utsläppshöjd. Tabell 2:4 ger exempel på plymhöjder enligt Briggs modell med utsläppshöjd lika med 25 m. Tabell 2:4. Plymhöjd i meter för några olika atmosfäriska stabilitetsklasser* och vindhastigheter. Vindhastiqhet BWR 1 (38 MW) PWR 1A (6 MW) m/s Instabil Neutral Mycket stabil Instabil Neutral Mycket stabil * Stabilitetsklasserna definieras i avsnitt

23 -20-2A.2 Atmosfärisk diffusion Den radioaktiva plymens spridning i atmosfären har beräknats med Briggs spridningsmodell (Gifford, 19/6). Briggs använder Pasquills klassificering av atmosfärens stabilitet. Dessa klasser benämns med bokstäverna A, B, C, D, E och F med följande karakteristiska egenskaper: \ A Mycket instabil atmosfär. Den momentana vindriktningen varierar avsevärt. Koncentrationen av radioaktiva ämnen i luften vid marken är hög nära utsläppet, men avtar sedan snabbt med avståndet i läriktningen. B C D E F Måttligt instabil atmosfär. Den momentana vindriktningen varierar mycket. Koncentrationen av radioaktiva ämnen i luften vid marken är hög nära utsläppet men avtar sedan snabbt med avståndet i läriktningen, dock något långsammare än för klass A. Lätt instabil atmosfär. Den momentana vindriktningen varierar ganska mycket. Koncentrationen av radioaktva ämnen i luften vid marken är relativt hög nära utsläppet och avtar sedan med avståndet i läriktningen. Neutral atmosfär. Den momentana vindriktningen varierar måttligt. Koncentrationen av radioaktiva ämnen i luften vid marken är mindre än för klass A, B och C men avtar långsammare med avståndet i läriktningen. Lätt stabil atmosfär. Den momentana vindriktningen varierar mindre än för klass D. Luftkoncentrationen av radioaktiva ämnen vid marken i läriktningen är låg närmast utsläppspunkten och ökar sedan till ett maximum. På längre avstånd avtar koncentrationen åter men långsammare än för klass D. Mycket stabil atmosfär (inversion). Den momentana vindriktningen varierar lite. Luftkoncentrationen av radioaktiva ämnen vid marken i läriktningen är låg nära utsläppet och ökar codan med avståndet. Detta innebär att en person som befinner sig nära utsläppet kan komma "under" molnet. På långa avstånd avtar luftkoncentrationen mycket långsamt.

24 -21- Tabell 2:5. Stabilitetsklassifikation och den horisontella vindriktningens standardavvikelse enligt Pasquill. Atmosfärisk stabilitet klass A. Mycket instabil B. Måttligt instabil Standardavvikelse i den horisontella vindriktningens fluktuation 25" 20" C. Lätt instabil D. Neutral E. Lätt stabil F. Mycket stabil MARKLUFTKONCENTRATION PLYMENS UTSEENDE NÄRA UTSLÄPPSPLATSEN Mycket instabil atmosfär AVSTÅND I LA Neutral atmosfär AVSTÅND I LA Mycket stabil atmosfär inversion AVSTÅND I LA Figur 2:2. Schematisk bild av koncentrationen av utsläppta radioaktiva ämnen nära marken (markluftkoncentrationen) på olika avstånd i lä av en utsläppskälla av skorstenstyp. Graden av atmosfärisk stabilitet benämnes med bokstäverna A, B, C, R, E och F där A betecknar mycket instabil atmosfär och F betecknar mycket stabil atmosfär. Markluftkoncentrationen är obetydlig strax under utsläppskällan och ökar sedan efterhand till ett maximum. På längre avstånd minskar markluftkoncentrationen på grund av plymens utspädning. Avståndet från källan till maximumläget är starkt beroende av atmosfärens stabilitetsgrad.

25 -22- Den använda spridningsmodellen är utvecklad främst för beräkning av medelkoncentrationer vid långvariga utsläpp och inom avstånd på km. Modellen förutsätter att den atmosfäriska stabiliteten är konstant, att vindhastighet och vindriktning inte varierar och att nederbördsförhållandena är oförändrade under hela spridningsförloppet. Dessa antaganden utgör en grov generalisering av det rkliga spridningsförloppet. Genom förändringar i vindriktningen kan rolnet i verkligheten komma att följa en betydligt mera komplicerad bana än den räta linje som antages i modellen. Eftersom molnet är utdraget i form av en plym kan horisontella variationer i vinden leda till en uppdelning av plymen i flera delar. Nederbörd kan förekomma lokalt och "tvätta ur" delar av aktivitetsinnehållet med hög markbeläggning inom begränsade områden som följd. Vidare kan de atmosfäriska stabilitetsförhållandena ändras under dygnets lopp vilket gör det mycket svårt att förutsäga spridningsförhållandena på stora avstånd från källan. Detta gäller i hög grad för stabilitetsklass F (inversion) som teoretiskt ger en smal och väl sammanhållen plym med hög aktivitetskoncentration även på stora avstånd. Sådana stabila atmosfärförhållanden inträffar företrädesvis på natten tillsammans med svaga vindar. I praktiken kommer emellertid oftast en stabil atmosfär att upplösas under dagen genom soluppvärmning av luften över land med följd att utspädningen snabbt ökar och aktivitetskoncentrationen minskar. Antagandet om att de atmosfäriska förhållandena ä>- konstanta ger mycket stor osäkerhet för konsekvensberäkningar som extrapolerats till större avstånd än km. I de flesta fall (med undantag av lokal nederbörd på långt avstånd) ger beräkningsmetodiken en överskattning av avståndsverkan för "akuta" skador. Däremot ger extrapoleringen troligen god information om "spårlängden" och den totala beläggningsytan Studerade vädersituationer I den föreliggande studien har några specifika vädersituationer utvalts och konsekvenser av haverityperna PWR 1A, BWR 1 och BWR 2, som aktivitetsmässigt ger de största utsläppen, har speciellt studerats. En relativt vanligt förekommande vädertyp är Pasquill klass D. För orterna Bulltofta, Torslanda och Kalmar förekommer klass D-väder enligt 5MHI i medeltal ca 60 % av tiden följt av klass E och klass F- väder i 21 % respektive 9 % av tiden. På grund av att D-väder är vanligt

26 23- förekommande har konsekvenser för denna vädertyp beräknats. Vindhastigheten valdes till 6 m/s eftersom median vinden vid Svealands och Götalands kuster i allmänhet ligger mellan 5 och 6 m/s. Denna vädertyp representerar således det troligaste fallet men ger kortare avståndsverkan än de stabilare vädertyperna E cch F. För att erhålla en jämförande konsekvensbild med längre avståndsverkan utfördes även beräkningar för F-väder med en vindhastighet av 3 m/s. Vid beräkning av plymlyftet har vi dessutom förutsatt en kraftigare inversion än vad man va; ugen räknar med för denna vädertyp, vilket skulle medföra att plymens stighöjd begränsas till 75 m för PWR 1A och BWR 2 haverierna och 110 m för BWR 1 haveriet i stället för 95 respektive 155 m. Avstånds ver kan och konsekvenser vid marken blir därmed större än vad man normalt räknar med för denna vädertyp. För orter vid kusten förekommer F-väder oftast vid frånlandsvind. Det är därför osäkert om F-väder förekorr mer samtidigt med vind mot större befolkningscentra i Sverige. Detta val gjordes därför att Civilförsvarsstyrelsen önskade information om maximala riskområden för att kunna bedöma behovet av åtgärder vid en inträffad reaktorolycka. Som tidigare nämnts är dock konsekv3nsoeräkningarna för avstånd över km mycket osäkra. Nederbörd förekommer i genomsnitt 2 - k % av tiden huvudsakligen i kombination med D-väder och kan då ge upphov till hög markbeläggning på långa avstånd. Nederbörd i kombination med F-väder är sällsynt. 2AA Aktivitetskoncentrationen i luft Spridningen av radioaktiva ämnen med vinden medför att aktivitetskoncentrationen i luften minskar med ökande avstånd från spridningskällan. Den totala aktivitetsmängden i andningsluften för en person som vistas utomhus under hela den tid som det tar för den radioaktiva plymen att passera honom har beräknats för haverityperna PWR 1A, BWR 1 och BWR 2 och vädertyperna D och F. I figur 2:3 återges denna aktivitetsmängd som funktion av avståndet från spridningspunkten. Aktivitetsmängden är liten närmast utsläppet eftersom plymen här passerar på sådan höjd att eventuella personer på marken inte kommer i beröring med den. Maximala luftaktivitetskoncen

27 -Ihtrationer i marknivå uppnås inom 10 km för D-väder och inom 20 km för F-väder. Därefter avtar aktivitetskoncentrationen snabbt för D-väder men betydligt långsammare för F-väder. På grund av den relativt låga värmeemissionen för PWR 1A och BWR 2-haverierna och därmed sammanhängande låga stig-höjd för plymen kommer den inandningsbara luftaktiviteten i närområdet att vara betydligt större än för BWR 1 fallet. Först på avstånd över 60 km kommer aktivitetskoncentrationerna vid D-väder att vara ungefär lika för de tre haverityperna. INANDAD/UTSLÄPPT AKTIVITET 6-10" 10 A V\\\\ \\\ I * - 1 i* 1 i! \ m V" A 'R 2 \l ; : D \ V \ r F s s O 3C AVSTÅND I LA km Figur 2:3. Förhållande mellan inandad aktivitetsmängd och från källan utsläppt total aktivitetsmängd för en person utan andningsskydd som befinner sig på marken under molnets centralaxel som funktion av avståndet från spridningskällan för haverityperna PWR 1A, BWR 2 (heldragen linje) och BWR 1 (streckad linje). D betecknar neutral atmosfärisk stabilitet (klass D) med vindhastighet 6 m/s. F betecknar mycket stabil atmosfär (klass F) med vindhastighet 3 m/s. Andningshastigheten har antagits vara 15,3 l/min.

28 Deposition på marken Vid torrt väder kommer radioaktiva partiklar som nått marknivån efter hand att deponeras på mark och vegetation. Den aktivitetsmängd som avsattes per tidsenhet antages vara proportionell mot aktivitetskoncentrationen i luften nära markytan. Den totalt deponerade aktivitetsmängden blir då proportionell mot den tidsintegrerade markluftskoncentrationen (torrdeposition). Markdepositionens variation med avståndet i läriktningen åskådliggöres i figur 2:4. De slutgiltiga konsekvenserna kommer i hög grad att bestämmas av den s k depositionshastigheten som är ett mått på hur snabbt det radioaktiva materialet deponeras på markytan. Man brukar anta att depositionshastigheten är konstant. I denna rapport har den antagits vara 3*10" m/s. I ett reellt fall kan depositionshastigheten myckr c väl variera för olika partikelfraktioner och anta högre eller lägre värden. DEPONERAD/UTSLÄPPT AKTIVITET 1O 8 m AVSTÅND I LÄ km Figur 7'M. Förhållande mellan den aktivitetsmängd som deponerats på marken och från källan utsläppt total aktivitetsmängd som funktion av avståndet i lä om spridningskällan. Kurvorna gäller för haverityperna PWR 1A, BWR 2 (heldragen linje) och BWR 1 (streckad linje). D betecknar neutral atmosfärisk stabilitet (Pasquill klass D) med vindhastighet 6 m/s. F betecknar mycket stabil atmosfär (Pasquill klass F) med vindhastighet 3 m/s. Depositionshastigheten har antagits vara 3-10" m/s. Torrdeposition. För våtdeposition se figur 2:5.

29 -26- Vid regn fastnar radioaktiva partiklar på regndroppar och faller med dessa till marken. Denna "urtvättning" av aktiviten i molnet kan ske över hela molnets volym varvid innehållet av radioaktiva partiklar succesivt minskas (våtdeposition). I närheten av utsläppskällan är för vissa haverifall och vädersituationer molnplymens höjd över marken så stor att något nämnvärt nedfall genom torrdeposition inte kommer att ske. Vid regn kommer däremot höga aktivitetsmängder att deponeras på marken även nära utsläppskällan. Lokala regnskurar kan medföra att vissa områden får mycket höga aktivitetsmängder på marken (s k "hot spots") medan andra områden får förhållandevis lig beläggning. VÅTDEPOSITION/TORRDEPOSITION AVSTÅND I LÄ km Figur 2:5. Förhållande mellan aktivitetsmängd deponerad på marken under nederbörd och vid torrt väder som funktion av avståndet i lä om spridningskällan. Kurvorna gäller för haverityperna PWR 1A och BWR 2 (heldragen linje) samt BWR 1 (streckad linje). D-väder betecknar neutral atmosfärisk stabilitet (Pasquiil klass D) med vindhastighet 6 m/s. F- väder betecknar mycket stabil atmosfär (Pasquill klass F) med vindhastighet 3 m/s. Nederbörd i kombination med den senare vädertypen är ytterst sällsynt under längre tidsperioder. Torrdepositionshastiahetpn har antagits vara 3*10" m/s. Våtdepositionen har antagits vara 10" s".

30 -27- Om man antar att nederbördsförhållandena inte varierar under spridningsförloppet kan förhållandet mellan våtdeponerad och torrdeponerad aktivitetsmängd beräknas som funktion av avståndet med vinden från spridningskällan. Detta aktivitetsförhållande återges i figur 2:5 för den normala vädersituationen (D-väder) och för en extrem vädersituation (Fväder). Vid normalväder blir på avstånd mellan 10 och 60 km den radioaktiva beläggningen på marken ca 6-10 gånger högre än vid torrt väder. Därefter minskar aktivitetsdepositionen långsamt med ökande avstånd. På mycket långa avstånd blir depositionen av radioaktiva ämnen under nederbörd mindre än under torrt väder beroende på att en stor del av aktivitetsinnehållet i molnplymen har tvättats ut på korta avstånd. För extremvädersituationen sker en mycket hög markdeposition under nederbörd nära utsläppskällan för att sedan avta relativt snabbt, så att markbeläggningen på långa avstånd blir mindre än i normalväderfallet Områdesindelning Områdena kring de svenska karnkraftstationerna har indelats i cirkelsekto.-er med öppningsvinkeln 5. Cirkelsektorerna delas av cirkelbågar med centrum i kraftverket och med radierna 2, k, 6,... km. De av cirkelbågar och radier avgränsade areorna utgör enheter för spridnings- och dosberäkningarna. Fig 2:6a åskådliggör en del av cirkelsektorsystemet utlagt över Barsebäcksområdet. Antalet invånare upp till 12 mils avstånd från de olika kärnkraftstationerna har kartlagts enligt denna princip (kapitel 9).

31 -28- a. Malmö b. Figur 2:6a. Del av cirkelsektorsystemet utlagt över Parsebäcksområdet. Inom de av cirkelbågar och radier avgränsade ytorna har befolkningen kartlagts upp till ett avstånd av 12 mil från kraftverket. Avståndet från Barsebäcksverket till Landskrona är 13 km, till Lund 18 km och till Malmö 18 km. Figur 2:6b. Ett motsvarande cirkelsektorsystem har använts för att beskriva de radioaktiva ämnenas aktivitetskoncentration på olika platser i lä om utsläppskällan. Genom att överlagra en beräknad aktivitetsfördelning på befolkningsfördelningen kan man uppskatta hur mänga människor som erhåller en viss absorberad dos. Ett motsvarande cirkelsektorsystem enligt figur 2:6b har använts för att beskriva plymens utbredning med vinden. Genom att utnyttja Pasquill- Briggs spridningsmodell har koncentrationen av radioaktiva ämnen beräknats för de olika areorna inom cirkelsektorsystemet.

32 Dosberäkning Joniserande strålning Radioaktiva ämnen utsänder joniserande strålning. Det är denna som påverkar människor. När ett radioaktivt ämne omvandlas till ett nytt radioaktivt eller stabilt grundämne utsände? joniserande strålning. Stabila grundämnen utsänder inte någon strålning. Alla radioaktiva ämnen kommer förr eller senare att omvandlas till strålningsmässigt ofarliga stabila grundämnen. Olika radioaktiva ämnen behöver emellertid olika lång tid för att sönderfalla till stabila grundämnen. Man talar om halveringstiden för ett radioaktivt ämne ocii menar därmed den tid som åtgår för att hälften av dess atomer skall sönderfalla. Halveringstiden för cesium-137 är exempelvis 30 år medan den för jod-131 är 8 dagar. Efter halveringstiden återstår bara hälften av det radioaktiva ämne som ger upphov till joniserande strålning. Då har också strålningsintensiteten (dosraten) minskat till hälften. Den joniserande strålningen består huvudsakligen av tre typer: Alfastrålning Betastrålning Gammastrålning Partikelstrålning (heliumkärnor) med mycket kort räckvidd. Alfastrålande radioaktiva ämnen som befinner sig utanför kroppen är helt ofarliga eftersom strålningen inte förmår tränga igenom det yttre hudlagret. Om man däremot får in alfastrålande ämnen i kroppen kan man erhålla stora skador på levande celler. Alfastrålning utsänds huvudsakligen från tunga radioaktiva grundämnen. Vid reaktorhaverier frigörs endast obetydliga mängder av sådana tunga radioaktiva ämnen. Partikelstrålning (elektroner) med en räckvidd av några meter i luft och någon centimeter i kroppsvävnad. Betastrålande radioaktiva ämnen kan därxö. orsaka viss skada om de befinner sig utanför kroppen, men utgör en betydligt allvarligare risk om de kommer in i kroppen via andningsluft eller föda (intern bestrålning). Elektromagnetisk strålning (fotoner) med lång räckvidd. Den är av samma natur som röntgenstrålning men har oftast betydligt högre genomträngningsförmåga. Gammastrålningen bidrar huvudsakligen till yttre bestrålning av kroppen från radioaktiva ämnen i omgivningen (extern bestrålning).