Тема практичного заняття 4. „Розрахунок протирадіаційного захисту сховищ”

1. Основні положення

Внаслідок господарчої і наукової діяльності людини, крім природних джерел радіоактивності, з’явились штучні джерела радіоактивності (ядерна зброя, атомні електростанції, атомні реактори для наукових досліджень, виробничі прилади тощо). При аваріях на радіаційно небезпечних об’єктах виникає небезпека опромінення людей як безпосередньо проникаючою радіацією (гамма-випромінювання і нейтрони), так і корпускулярним випромінюванням (α - і β- частинками) , а також опроміненням на радіоактивно забрудненій місцевості.

На радіоактивно забрудненій місцевості необхідно забезпечити захист людей від γ-випромінювання, α - і β- частинок. Одним із призначень сховищ і основним завданням ПРУ є захист людей від γ-випромінювання, як найбільш сильно проникаючого і біологічно небезпечного.

Захисні властивості захисних споруд характеризуються коефіцієнтом ослаблення, який показує, у скільки разів доза радіації на висоті 1 м над безмежною гладкою, рівномірно забрудненою поверхнею перевищує дозу радіації в споруді.

Приклад – розв’язання

Необхідний коефіцієнт захисту ПРУ залежно від їх призначення і місця розташування, а також характеру виробничої діяльності населення, яке планується переховувати в ПРУ, визначається типом даного ПРУ.

Найменший нормативний коефіцієнт ослаблення радіаційного впливу коливається залежно від типу ПРУ від 10 до 200, а для ПРУ, зведених у зоні АЕС, – від 500 до 1000.

Визначення К_з ПРУ проводиться, виходячи із таких передумов:

• ефективний спектр гамма-випромінювання з часом не змінюється, якщо не враховувати природний спад, отже не змінюються і кратність ослаблення випромінювання захисними товщами;

• при наявності в захисних товщах порожнин, прорізів, важких елементів (балок, колон тощо) приймають, що матеріал розподіляється рівномірно;

• розрахункова точка розташована в ПРУ в геометричному центрі приміщення на висоті 1 м від підлоги;

• приймається, що радіоактивні опади рівномірно розподілені на горизонтальних поверхнях.

Коефіцієнт захисту К_з для приміщень ПРУ в одноповерхових будівлях визначається за формулою (1) ДБН:

, (1)

де: К₁ - коефіцієнт, який ураховує частку радіації, що проникає через зовнішні і внутрішні стіни і визначається за формулою:

(2),

де: _ί - плоский кут із вершиною в центрі приміщення, проти якого розташована ί-стіна укриття, град. При цьому враховуються зовнішні і внутрішні стіни будівлі, сумарна вага 1 м ² яких в одному напрямку менше 1000 кг;

К_ст - кратність ослаблення стінами первинного випромінювання залежно від сумарної ваги огороджуючих конструкцій, визначається за табл. 1 ДБН;

К_пер. - кратність ослаблення первинного випромінювання перекриттям, визначається за табл. 1 ДБН;

V₁ - коефіцієнт, який залежить від висоти і ширини приміщення, приймається за табл. 2 ДБН;

К₀ - коефіцієнт, який ураховує проникнення в приміщення вторинного випромінювання. Коефіцієнт К₀ слід приймати при висоті віконного прорізу (світлового отвору) в зовнішніх стінах від підлоги укриття 0,8 м - 0,8, при висоті 1,5м - 0,15, при 2 м і більше - 0,09. Коефіцієнт  визначається за формулою:

, (3)

де: S₀ - площа віконних і дверних прорізів (площа незакладених прорізів і отворів);

S_n - площа підлоги укриття;

К_м - коефіцієнт, який ураховує зниження дози радіації в будівлях, що розташовані в районі забудови, від екрануючої дії будівель, які знаходяться поряд (приймається за табл. 3);

К_ш - коефіцієнт, який залежить від ширини будівлі (за поз. 1 табл. 2).

Таблиця 1

Вага 1 м2 огороджуючих конструкцій, кг	Кратність ослаблення  - випромінювання на радіоактивно забрудненій місцевості
	Стіною Кст первинного випромінювання	Перекриттям Кпер первинного випромінювання	Перекриттям підвалу Кп вторинного випромінювання
150	2	2	7
200	4	304	10
250	5,5	4,5	15
300	8	6	30
350	12	8,5	48
400	16	10	70
450	22	15	100
500	32	20	160
550	45	26	220
600	65	38	350
650	90	50	500
700	120	70	800
800	250	120	2000
900	500	220	4500
1000	1000	400	10 000
1100	2000	700	> 10 4
1200	4000	1100	> 10 4
1300	8000	2800	> 10 4
1500	> 10 4	4500	> 10 4

Таблиця 2

№ п/п	Висота приміщень, м	Коефіцієнт V1 при ширині приміщення (будівлі), м
		3	6	12	18	24	48
1	2	0,06	0,16	0,24	0,38	0,38	0,5
2	3	0,04	0,09	0,19	0,27	0,32	0,47
3	6	0,02	0,03	0,09	0,16	0,2	0,34
4	4	0,01	0,02	0,05	0,06	0,09	0,15

Таблиця 3

Місце розташування укриття	Коефіцієнт Км при ширині забрудненої ділянки, яка прилягає до будівлі, м:
	5	10	20	30	40	60	100
На першому або підвальному поверсі	0,45	0,55	0,65	0,75	0,8	0,85	0,9
На висоті другого поверху	0,2	0,25	0,35	0,4	0,45	0,5	0,55

Коефіцієнт захисту К_з для приміщень укриттів на першому поверсі багатоповерхових будівель із кам’яних матеріалів і цегли визначається за формулою (4) ДБН:

, (4)

де: К₁, К_ст, К_ш, К₀, К_м - значення ті ж, що й у формулі (1).

Коефіцієнт захисту К_з для приміщень укриттів, які розташовані на першому поверсі всередині багатоповерхової будівлі, коли жодна із стін безпосередньо не контактує із радіоактивно забрудненою територією, визначається за формулою:

, (5)

де: К_ст, К₀, К_м - позначення ті ж, що й у формулі (1) і визначаються для внутрішніх стін приміщення.

Коефіцієнт захисту К_з для укриттів, які розташовані в не повністю заглиблених підвальних і цокольних поверхах, визначається за формулою:

, (6)

де: К₁, К_ст, К_ш, К₀, К_м - позначення ті ж, що й у формулі (1) для частин стін укриття, які знаходяться над землею;

К_п - кратність ослаблення перекриттям підвалу (цокольного поверху) вторинного випромінювання, яке розсіяне в приміщенні першого поверху, визначається за табл. 1;

К´₀ - коефіцієнт, який приймається при розміщенні низу віконного і дверного прорізу в стінах на висоті від підлоги першого поверху 0,5 м і нижче - 0,15; при 1 м і більше - 0,09, де  має таке ж значення, як і в формулі (3).

Для підвальних і цокольних приміщень, підлога яких розташована нижче рівня планувальної позначки землі менше ніж на 1,7 м, коефіцієнт захисту визначається за формулою (6), як для приміщень першого поверху.

Для заглиблених у грунт або обсипних споруд із горизонтальними похилими тупиковими або вертикальними входами К_з визначається за формулою:

, (7)

де: V_1, К_пер, - позначення ті ж, що й у формулі (1);

• - частина сумарної дози радіації, яка проникає в приміщення через входи, визначається за формулою:

 = К_вх · П₉₀; (8)

П₉₀ - коефіцієнт, який ураховує тип і характеристику входу (приймається за табл. 4);

К_вх - коефіцієнт, який характеризує конструктивні особливості входу і його захисні властивості (приймається за табл. 5).

Таблиця 4

Вхід	Коефіцієнт П90
Прямий тупиковий із поверхні землі по сходинному спуску або апарелі	1
Тупиковий із поворотом на 90о	0,5
Тупиковий із поворотом на 90о і наступним другим поворотом на 90о	0,2
Вертикальний (лаз) із люком	0,5
Вертикальний з горизонтальним тунелем	0,2

Таблиця 5

Відстань від входу до центра приміщення, м	Коефіцієнт Квх при висоті дверного прорізу h, м
	2			4
	і ширині, м
	1	2	4		1	2	4
1,5	0,1	0,17	0,22		0,2	0,22	0,3
3	0,045	0,08	0,12		0,07	0,1	0,17
6	0,015	0,03	0,045		0,018	0,05	0,065
12	0,007	0,015	0,018		0,004	0,015	0,02
24	0,004	0,005	0,007		0,001	0,004	0,015

Примітка. Для проміжних значень розмірів входів коефіцієнт К _вх приймається за інтерполяцією.

Коефіцієнт захисту для повністю заглиблених підвалів і приміщень, розташованих усередині не повністю заглиблених підвалів і цокольних поверхів, при сумарній вазі частин зовнішніх виступаючих стін 1000 кг/м² визначається за формулою:

, (9)

де: К_п, V₁ і  - позначення ті ж, що й у формулах (6) і (7).