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切尔诺贝利事故区使用装甲车辆情况

  在清理世界上最大的辐射灾难——切尔诺贝利核电站事故过程中,使用了大量各类装甲车辆,包括工程装甲车辆。然而,并非所有车辆都可以通过这样艰难的考验,这主要是由于设计缺陷和事故区操作组织中的明显错误。

  在切尔诺贝利核电站(ChNPP)事故后处理工作中使用装甲车辆的经验,使得我们也可以发现这些车辆在设计和操作组织方面的不足。

  在消除切尔诺贝利事故后果的过程中,使用了IMR-2履带式工程清障车、装甲修理和恢复车辆(BREM)和PTS-2两栖运输车,以及BRDM-2РХ轮式战斗侦察和巡逻车和BTR-70装甲运兵车。让我们来讨论这些车辆设计相关的问题。

  在被派往切尔诺贝利核电站之前,几乎所有这些车辆都在乘员工作区域内外安装了铅板形式的附加防辐射保护(RAP)。对于BREM、PTS-2和BTR-70,这一措施是合理的,因为这些车辆并非设计用于切尔诺贝利核电站事故类似的条件下工作。而IMR-2和BRDM-2РХ车辆则专为在遭受核打击的区域内的破坏区工作设计。为了在实际的辐射污染区工作,必须紧急在现场为它们配备附加的PRZ(防护装置),这表明在制定战术技术方面的要求(TTT)和制造这些车辆的过程中,对γ辐射可能对乘员造成的影响评估非常简化。

  常规武器在作战区域和辐射在污染区域对人员和设备影响的根本不同之处在于,前者适用概率破坏定律,而后者适用总体定律(位于污染区内的所有设备和人员都受到辐射)。因此,有必要大幅度细化在辐射污染区内保护乘员和保持车辆可操作性的要求。如果在设计车辆时,乘员保护的计算考虑到辐射源是污染的土壤且γ辐射从下半球作用,那么在切尔诺贝利核电站区域的经验表明,破坏区内的辐射源在地面、建筑物的废墟上,包括任旧存在的部分屋顶,以及在森林和树冠中。因此,乘员必须同时受到来自下半球和上半球的保护。

  经验表明,由于机器的设计特性,它们的去污难度较大。IMR-2在这方面表现最差。工程设备和机器外部存在大量开放的空腔和难以触及的地方,放射性灰尘和污垢很容易进入这一些地方,之后无法完全清除。这导致在去污过程中,无法将这台机器清洗到可以从污染区域撤出的水平。对于必须在放射性污染区作业的所有车辆(无论是轮式还是履带式),其发动机空气滤清器(AC)的设计和安装都需要改进。在污染区作业时,空气滤清器会变成放射性灰尘的集中器,因此其设计必须确保更换时间最短。最好使用一次性滤芯。如果没办法做到这一点,则必须确保有效的冲洗。

  我们将以来自喀尔巴阡军区的两个分队(每个分队有六辆IMR-2)为例,讨论IMR-2在切尔诺贝利核电站区的操作和维护问题。第一个分队于4月29日抵达切尔诺贝利核电站区,第二个分队于1986年5月6日抵达。两个分队的车辆均参与了事故放射性产物的收集和掩埋、树木砍伐和清理污染的枯死森林、在第四区安装防护生物墙模板的工作。在安装模板时,有些机器在辐射水平达到360 R/h的区域工作。

  同时,车内的辐射水平达到了15 R/h。截至1986年6月1日,第一个分队的车辆平均上班时间为150小时,第二个分队的车辆平均上班时间为100小时。经过去污尝试后,车辆个别部件的辐射水平如下:空气滤清器5 R/h,发动机3 R/h,挡泥板3.5 R/h,履带2 R/h,发动机传动室底部1 R/h,排气管1 R/h。同时,我们注意到以下几点:在上述时间内,空气滤清器从车辆上拆卸了两次,并在增大容量的特殊浴槽中进行了清洗,但即使在清洗后,其辐射水平也未低于3.5 R/h;在此期间,发动机中的机油没有更换;清洗车辆时,顽固的放射性“污垢”无法洗净。

  在对这些车辆来维护期间,三名未直接参与事故后果消除工作的技术服务人员分别受到了5、9和4 R的辐射剂量。

  此外,在第四区作业的车辆中,履带的辐射水平猛地增加的情况也有多次。经过仔细监测发现,土壤或石墨碎片被压在履带齿之间,其辐射水平达到150 R/h。为了清除这些碎片,制作了一根2米长的专用撬棍,用来难以取出这些碎片,然后用担架将其运送到临时存储地点。

  从所提供的数据分析来看,在改进IMR型机器时,必须确保能够对这些机器进行去污,以便在辐射污染区外接着使用。同时,一定要考虑对部队中的IMR和IMR-2车辆车队进行相应改装的可能性。

  特殊要求: a) 车辆和乘员的撤离。车辆在高辐射区域内作业时,如果失去机动性或出现其他故障,禁止乘员离开车辆。车辆的设计必须考虑到能够与工作车辆自动连接,以便随后拖到辐射水平较低的区域。考虑到在极端条件下工作时,乘员正常功能中断的情况有几率发生,乘员工作区的设计、舱口位置和舱口区域内各种工作部件的布局必须要提供从外部接近车内失能乘员并将其撤离的可能性。

  b) 维持乘员工作区的辐射清洁度。切尔诺贝利核电站第四区IMR型机器的起始位置和维护场地位于辐射水平为0.5-1.5 R/h的地方。在这些条件下,乘员和技术人员会将大量放射性“污垢”通过鞋子和制服带入车内。这些“污垢”通过洗车时的液体溶液进入车内。此外,由于舱口密封不良,液体进入车内的数量大到足以导致发动机启动系统的电气设备、液压控制管理系统和电视设备的故障。考虑到乘员工作区的设备设计几乎消除了去污的可能性,有必要确保工作区的最大密封性,提供更换鞋和可能的更换套装的存放空间,并将其置于车辆外部。

  上述关于IMR型车辆的内容几乎完全适用于轮式和履带式化学和辐射侦察车辆,并且在去污方面也适用于坦克、步兵战车和装甲运兵车,因为后者已适应在辐射和化学污染区内的作战,其设计在去污方面并不比IMR好多少。

  现在让我们讨论机器操作的一个重要问题——维护的频率。对于战斗和工程车辆,除了日常维护外,还提供了两种类型的维护——根据单位的不同,运行时间用公里或发动机工作小时来表示。经验表明,对于在辐射污染区内或穿越此类区域运行的机器,操作说明中应包括关于机器维护程序和频率的章节,这也取决于其设备和组件的辐射污染水平。同时,允许的污染标准必须与维护的复杂性和人们安全暴露的允许标准挂钩。

  示例。假设从汽车上拆卸空气净化器(HE)的劳动强度为2人小时,且允许的安全辐射剂量为每年5 R。那么在工作由至少两人执行的前提下,允许的VO污染率可以设定为4 R/h。在这种情况下,他们将花费1小时拆卸HE。在这一小时内,每个人将从HE接受4 R的辐射剂量。此外,如果维护地点位于辐射水平为0.5 R/h的区域内,每人还会额外接受0.5 R的辐射。总共是4.5 R。结果是,完成指定工作后,两人将几乎接受了一年的辐射剂量,必须从污染区撤离并由未受辐射暴露的人替换。

  这个例子是针对在污染区域运行的机器给出的。对于任务只是穿越污染区的战斗车辆,以及完成在污染区任务的工程车辆,在污染区外运行设备的允许辐射水平将被确定。

  经验表明,在高辐射区运行的机器必须每天进行去污,并且这必须反映在相应的说明中。

  1986年5月至6月期间,在切尔诺贝利核电站的整个工业场地上,辐射水平为0.5 R/h。在机房区域和第四号反应堆一侧的辐射水平为100至500 R/h。在瓦砾的近旁,辐射水平超过了1000 R/h。经验表明,要在切尔诺贝利核电站区域组织广泛的工作,需要具有不一样等级的人员保护和各种工程设备的车辆。

  在从涡轮机房一侧开始做去污工作时,1号反应堆到4号反应堆区域的辐射水平如下:1号和2号反应堆区域为0.5至5 R/h,3号反应堆区域为5至17 R/h,4号反应堆区域(在11个点每20-25米进行一次测量)的辐射水平为:1号点17 R/h,2号点40 R/h,3号点117 R/h,4号点290 R/h,5号点380 R/h,6号点520 R/h,7号点430 R/h,8号点400 R/h,9号点325 R/h,10号点190 R/h,11号点230 R/h。在辐射水平为0.5至5 R/h的区域,使用了无线电控制的推土机;在辐射水平为5至117 R/h(3号点)的区域,使用了配备额外保护措施、可以削弱100-120倍辐射的IMR-2车辆;在3号点至11号点的区域,使用了配备500-1000倍辐射衰减保护的IMR型车辆。IMR型车辆由工程兵部队管辖,无线电控制的车辆由苏联能源部管辖。工作规划和执行过程中,这造成了额外的困难和极其不理想的中断。

  切尔诺贝利核电站的事件表明,为了在不同辐射水平的污染区内协调不同组车辆的团队工作,有必要制定并严格监控每组车辆的每日工作时间表,确定每组的工作区域、组间的移动路线、放射性废物容器的交付和撤离顺序,以及机器的技术维护程序和地点。为了尽最大可能避免不必要的人员暴露,在批准上述时间表后,应该要依据参与人员已接受的总辐射剂量以及预计在执行计划工作时将接受的剂量来确定参与工作的人员。

  因此,工作组必须包括达成目标所需的所有类型的车辆,并且该组必须有统一的指挥。在这种情况下,可以全面规划污染区内的工作,并考虑到辐射对人体的影响来配置人员。

  在切尔诺贝利核电站区域内,工作组织不够明确,导致一些情况下人员接受的辐射剂量比规定的相关标准高出1.5至2倍。

  在地面部队,车辆的日常维护通常由车组人员进行。复杂机器的车组至少由三人组成。在战斗情况下,由于车辆指挥官因额外的工作负荷没时间来维护,因此只有两名车组成员可以有效的进行车辆维护。因此,车辆的总维护时间增加。

  IMR-2车辆的维护需要更加多的努力和时间,因为它们的车组只有两人。在切尔诺贝利,工程部队首次出现了具有1000倍防护水平的IMR型车辆,这些车辆配备了电视控制管理系统、电液驱动的操纵器和特殊空气净化系统。车组由一名指挥操作员和一名驾驶员组成。在这些车辆中,操作员的职责由军官履行,驾驶员的职责由中士(第二年服役的专业方面技术人员)履行。车组在工业公司接受了特殊培训,操作员和司机的专门培训大约需要10天,包括“组建”车组。在切尔诺贝利核电站区域工作时,这些车组在12-15个工作日内接受了最高允许的辐射剂量,然后被新的车组替换。显然,在操作的流程中更换车组是不理想的。为了在高辐射区域内最高效地利用车组,必须免除他们参与车辆维护工作的职责。这项工作应由具有相关知识和技能的专业方面技术人员完成,而这些技能是车组在军队服役期间没办法获得的。

  在切尔诺贝利核电站,工业代表不断参与机器的日常维护和消除发生的故障。目前,正在进行研究和开发工作,以提高IMR-2机器的防护水平,并改进其工程设备(增加其多功能性)。这些工作的结果是IMR-2将在更高辐射水平的区域使用。因此,车组的体力和情绪压力将增加,车辆维护的量和复杂性也将增加。因此,为了在高辐射区域内最高效地使用车组,有必要将他们从日常维护工作中解放出来,在这些车辆单位的编制中引入专门的技术人员。

  最后,让我们来看看机器远程控制的问题。切尔诺贝利核电站的事件促使增加了对工程机器和综合体远程控制的努力。由工业界在工程部队的参与下开发了控制管理系统。使用了国内开发的和从国外购买的样品。控制管理系统从最简单的(在操作员视线范围内观察)到最复杂的(提供立体影像的电视监控系统)进行了测试。但是在切尔诺贝利核电站的条件下,没取得显著的积极成果。

  值得一提的是一个基于两台IMR型机器的机器人综合体:一个是受控的机器人机器(无车组人员),另一个是控制机器。这个综合体满足了工程部队的要求,目前慢慢的开始工业化开发。必须要格外注意的是,所有关于在切尔诺贝利核电站工作经验的评论都适用于开发中的综合体中的机器。同时,某些问题变得更重要。尤其需要可靠地保护无线电电视设备和电气自动化装置免受湿气的侵害,并将检查操作和日常维护的时间降到最低。安装在这些机器上的设备设计必须确保它们的去污能力达到残留辐射水平,使这些机器能够从污染区撤出并反复使用。在切尔诺贝利核电站区域运行的机器人综合体的设计未能满足这些要求,导致工作期间出现了大量故障,并且在工作完成后无法将辐射水平降低到可接受的水平。


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