2. Оцінка радіаційних обставин внаслідок аварії на рно після її стабілізації
Після стабілізації радіаційних обставин на АЕС на грунт та у воду випадуть радіоактивні речовини з великим періодом напіврозпаду (див. табл.1)., внаслідок чого утворюються зони з різним ступенем радіоактивного забруднення. На основі експертних висновків (результатів радіаційної розвідки рівнів забруднення місцевості) територія, що зазнає радіоактивного забруднення внаслідок аварії, поділяється на чотири зони:
I зона відчуження - це територія, що зазнає забруднення ґрунту ізотопами цезію Сз-137 на зовнішній межі - від Пзон=40 Кu /км2 та вище, з якої проведено евакуацію населення;
II зона безумовно (обов'язкового) відселення - це територія, що зазнає забруднення ґрунту ізотопами цезію Сз-137 на зовнішній межі від Пзон =15 Кu / км2 до 40 Кu /км2 на внутрішній межі, де річна еквівалентна доза опромінення людини може перевищувати 0,5 бер ; III зона гарантованого, добровільного відселення – це територія, де забруднення Сз-137 на зовнішній межі від Пзон =5 Кu / км2 до Пзон =15 Кu / км2 на внутрішній межі, і річна доза опромінення може перевищити 0,1 бер; IV зона посиленого радіоекологічного контролю – це територія, де забруднення Сз-137 на зовнішній межі від Пзон =1 Кu / км2 до Пзон = 5 Кu / км2 на внутрішній межі, і річна доза опромінення не повинна перевищувати
0,1 бер.
Межі цих зон встановлюються та переглядаються Кабінетом Міністрів України на основі експертних висновків.
Рівень радіації на забрудненій місцевості з часом спадає відповідно до закону:
,
де Р0 - потужність дози випромінювання (рівень радіації) у момент часу t0 після аварії, [бер/год];
Рt - рівень радіації у будь який момент часу і після аварії, [бер/год];
п - показник, що характеризує швидкість спаду рівня радіації .
Якщо вважати, що після аварії на АЕС Рt ~ const, то людина, що знаходиться в забрудненій зоні, отримає дозу опромінення, яка залежить від рівня забруднення місцевості і часу знаходження людини на цій місцевості:
[бер],
де Р – потужність дози випромінювання (рівень радіації) на місцевості, [бер/год];
t – термін перебування людини в забрудненій зоні [год];
Кпосл - коефіцієнт послаблення радіації будинками, сховищами, тощо.
Алгоритм прогнозування радіаційних обставин внаслідок аварії на АЕС після її стабілізації розглянемо на прикладі 2.
Приклад 2
Дано:
Після аварії на АЕС цех по виробництву залізобетонних плит перебуває з зоні радіоактивного забруднення із щільністю зараження ізотопом цезію Пзон ,Кu / км2. На об'єкті працюють N чоловік, з яких к, % перебувають на відкритих площадках, а інші в одноповерхових цехових приміщеннях. Робочий день триває 8 годин. Робітники мешкають у кам'яних одноповерхових будинках в селищі, розташованому на зовнішній границі зони посиленого радіоекологічного контролю. Час відпочинку - 14 годин. До місця роботи й назад робітники перевозяться автобусами. Час руху 2 години на добу.
Визначити:
1. У якій зоні забруднення перебуває цех?
2. Яку дозу опромінення отримає кожний робітник протягом року (робочих днів - 252, календарних днів - 365)?
3. Виробити пропозиції начальнику цеху по організації робіт в даних умовах, якщо припустима річна доза опромінення не повинна перевищувати Дрікдоп = 0,1 бер/рік.
Відправні дані для розрахунку:
1. Щільність зараження при русі в автобусі Павт = Пцех.
2. Для розрахунків приймаємо: 1, Кu / км2= 0,009 мбер/год.
3. Коефіцієнт послаблення радіації визначається по табл. Б. 10.
Добова доза опромінення в берах розраховується по формулі:
,
де:
Рі - потужність дози випромінювання в місці перебування людей [мбер/год];
tі - час знаходження в даних умовах (цех, автобус, зона відпочинку);
Ki посл - коефіцієнт послаблення захисних споруд де працюють робітники.
Алгоритм рішення .
1.Визначаємо кількість вихідних днів 365днів – 252 днів =113 днів
2. Виконуємо розрахунок рівня радіації Рі в залежності від ступеня забруднення П і :
- для місця відпочинку Рвідп ;
- для робочої зони Рроб.зони ;
-для переміщення на автомобілі Равто .
3. Виконуємо розрахунок розподілу людей Nвідкр та Nцех.
4. Визначаємо добову дозу опромінення, отриману робітниками на відкритих майданчиках за період роботи Ддобвідкр
5. Визначаємо добову дозу опромінення, отриману робітниками в цеху під час роботи Ддобцех
6. Визначаємо добову дозу опромінення, отриману робітниками в автомобілі під час переїзду Ддобавт
7.Визначаємо добову дозу опромінення, отриману робітниками під час відпочинку в робочі дні Ддобвідп р. д
8.Визначаємо добову дозу опромінення, отриману робітниками під час відпочинку в вихідні дні Ддобвідп. в. д.
9.Визначаємо річну дозу опромінення, отриману робітниками, які працювали на відкритих площадках
Дріквідкр = (Ддобвідкр+Ддобавт+Ддобвідп р. д.) · 252 + Ддобвідп.. в .д. · 113, бер/рік;
10.Визначаємо річну дозу опромінення, отриману робітниками, які працювали у цехових приміщеннях
Дрікцех = (Ддобцех+Ддобавт+Ддобвідп. р. д.) · 252 + Ддобвідп.. в .д. · 113, бер/рік;
11. На основі розрахованих даних робимо відповідний висновок:
1. Чи річна доза опромінення , отримана робітниками, які працювали на відкритих площадках та в цеху (Дрікцех , Дріквіде) перевищує річну допустиму дозу Дрікдоп,бер/рік.
2. Якщо доза отримана робітниками перевищує допустиму річну дозу , то визначаємо, яким чином це може загрожувати здоров’ю людей та визначаємо можливий ступінь променевої хвороби.
Для забезпечення безпеки життєдіяльності робітників, на основі висновків, вибираємо методи попередження та ліквідації наслідків аварій, медичні профілактичні заходи та можливі варіанти організації робіт.
Наприклад:
а). Підсилити радіаційний контроль і облік доз опромінення.
б). Працювати у звичайному режимі.
в). Змінювати роботу на відкритих площадках з роботою в цеху.
г). Роботи на відкритих площадках не проводити, у цеху працювати у звичайному режимі без виходу із цеху.
д). Евакуювати всіх робітників із будівельного майданчика.
є). Проводити дезактивацію території та санітарну обробку робітників.
ж). Проведення йодової профілактики робітників та членів їх сімей.
Додаток1
Таблиця Б.1.
Категорії стійкості атмосфери.
Швидкість вітру на висоті 10м ν 10, м/с
|
Час доби та наявність хмарності |
||||
День |
Ніч |
||||
відсутня |
середня |
суцільна |
відсутня |
суцільна |
|
ν 10 <2 |
А |
А |
А |
А |
А |
2< ν 10 <3 |
А |
А |
Д |
Г |
Г |
3 < ν 10 < 5 |
А |
Д |
Д |
д |
Г |
5< ν 10 <6 |
д |
Д |
Д |
д |
Д |
ν 10 > 6 |
д |
Д |
Д |
д |
Д |
Примітка. А - дуже нестійка (конвекція); Д - нейтральна (ізотермія); Г - дуже стійка (інверсія).
Таблиця Б.2. Розміри прогнозованих зон радіоактивного забруднення місцевості за слідом хмари після аварії на АЕС (категорія стійкості А, швидкість вітру 2 м/с).
Вихід активності, %
|
Індекс зони |
Реактор |
|||
|
РВБК-1000 |
ВВЕР-1000 |
|||
|
Довжина, км |
Ширина, км |
Довжина, км |
Ширина, км |
|
3 |
м |
62,5 |
12,1 |
82,5 |
16,2 |
3 |
А |
14,1 |
2,7 |
13 |
2,2 |
10 |
М |
140 |
29,9 |
185 |
40,2 |
10 |
А |
28 |
5,9 |
39,4 |
6,8 |
10 |
Б |
6,8 |
0,8 |
- |
- |
30 |
М |
249 |
61,8 |
338 |
82,9 |
30 |
А |
62,6 |
12,1 |
82,8 |
15,4 |
30 |
Б |
13,9 |
2,7 |
17,1 |
2,5 |
30 |
В |
6,9 |
0,8 |
- |
- |
50 |
М |
324 |
81,8 |
438 |
111 |
50 |
А |
88,3 |
18,1 |
123 |
24,6 |
50 |
Б |
18,3 |
3,6 |
20,4 |
3,7 |
50 |
В |
9,21 |
1,5 |
8,8 |
1,07 |
Примітка. Відсутність даних про розміри зон радіоактивного забруднення свідчить про те, що зони не утворюються.
Таблиця Б.3.
Середня швидкість вітру ν сер у шарі від поверхні землі до висоти переміщення центру хмари, м/с.
Категорія стійкості атмосфери
|
Швидкість вітру на висоті 10 м ν 10, м/с |
|||||
менше 2 |
2 |
3 |
4 |
5 |
понад 6 |
|
А |
2 |
2 |
5 |
— |
— |
— |
д |
— |
— |
5 |
5 |
5 |
10 |
г |
— |
5 |
10 |
10 |
— |
— |
Таблиця Б.4. Розміри прогнозованих зон радіоактивного забруднення місцевості за слідом хмари після аварії на АЕС (категорія стійкості Д, швидкість вітру 5 м/с).
Вихід активності, %
|
Індекс зони
|
Реактор |
|||
РВБК-1000 |
ВВЕР-1000 |
||||
Довжина, км |
Ширина, км |
Довжина, км |
Ширина, км |
||
3 |
м |
145,0 |
8,4 |
74,5 |
3,7 |
3 |
А |
34,1 |
1,7 |
9,9 |
0,2 |
10 |
М |
270,0 |
18,2 |
155,0 |
8,7 |
10 |
А |
75,0 |
3,9 |
29,5 |
1,1 |
10 |
Б |
17,4 |
0,6 |
— |
— |
10 |
В |
5,8 |
0,1 |
— |
— |
30 |
М |
418,0 |
31,5 |
284,0 |
18,4 |
30 |
А |
145,0 |
8,4 |
74,5 |
3,5 |
30 |
Б |
33,7 |
1,7 |
9,9 |
0,2 |
30 |
В |
17,6 |
0,6 |
— |
— |
50 |
М |
583,0 |
42,8 |
379,0 |
25,3 |
50 |
А |
191,0 |
11,7 |
100,0 |
5,2 |
50 |
Б |
47,1 |
2,4 |
16,6 |
0,6 |
50 |
В |
23,7 |
1,1 |
— |
— |
50 |
Г |
9,4 |
0,2 |
— |
— |
Примітки. У тих випадках, коли потужність дози на забрудненій місцевості виміряти неможливо, частка викинутих радіоактивних речовин приймається h = 10%.
Таблиця Б.5.
Розміри прогнозованих зон радіоактивного забруднення місцевості за слідом хмари при аварії на АЕС (категорія стійкості Г).
Вихід активності, %
|
Індекс зони
|
Реактор |
|||
РВБК-1000 |
ВВЕР-1000 |
||||
Довжина, км |
Ширина, км |
Довжина, км |
Ширина, км |
||
Швидкість вітру 5 м/с |
|||||
3 |
м |
126 |
3,6 |
17 |
0,6 |
10 |
М |
241 |
7,8 |
76 |
2,6 |
10 |
А |
52 |
1,7 |
- |
- |
30 |
М |
430 |
14 |
172 |
5,1 |
30 |
А |
126 |
3,6 |
17 |
0,6 |
50 |
М |
561 |
18 |
204 |
6,9 |
50 |
А |
168 |
4,9 |
47 |
1,5 |
50 |
Б |
15 |
0,4 |
- |
- |
Швидкість вітру 10 м/с |
|||||
3 |
М |
135 |
6 |
53 |
1,9 |
3 |
А |
26 |
1 |
5,2 |
0,07 |
10 |
М |
272 |
14 |
ПО |
5,3 |
10 |
А |
60 |
2,4 |
19 |
0,6 |
10 |
Б |
11 |
0,3 |
- |
- |
30 |
М |
482 |
28 |
274 |
13 |
30 |
А |
135 |
6 |
53 |
1,9 |
30 |
Б |
25 |
1 |
5 |
0,07 |
30 |
В |
12 |
0,3 |
- |
- |
50 |
М |
619 |
37 |
369 |
19 |
50 |
А |
36 |
1,5 |
10 |
0,3 |
50 |
Б |
17 |
0,6 |
- |
- |
Таблиця Б.6.
Потужність дози випромінення на осі сліду (вихід радіоактивних речовин 10 %, час - 1 год після зупинки реактора).
Відстань від АЕС, км
|
Категорія стійкості атмосфери |
||||
А |
Д |
Г |
|||
Середня швидкість вітру, м/с |
|||||
2 |
5 |
10 |
5 |
10 |
|
Реактор РВБК-1000 |
|||||
5 |
1,89 |
4,5 |
2,67 |
0,00002 |
0,00001 |
10 |
0,64 |
2,62 |
1,60 |
0,02 |
0,013 |
30 |
0,12 |
0,54 |
0,35 |
0,30 |
0,21 |
50 |
0,06 |
0,25 |
0,17 |
0,24 |
0,18 |
70 |
0,03 |
0,15 |
0,11 |
0,13 |
0,11 |
100 |
0,02 |
0,08 |
0,06 |
0,07 |
0,06 |
200 |
0,007 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
300 |
0,002 |
0,01 |
0,01 |
0,009 |
0,009 |
400 |
0,001 |
0,005 |
0,006 |
0,005 |
0,005 |
Реактор ВВЕР-1000 |
|||||
5 |
1,24 |
0,80 |
0,47 |
0,004 |
0,0024 |
10 |
0,72 |
0,46 |
0,28 |
0,003 |
0,024 |
30 |
0,17 |
0,12 |
0,08 |
0,05 |
0,038 |
50 |
0,09 |
0,07 |
0,05 |
0,04 |
0,025 |
70 |
0,05 |
0,04 |
0,03 |
0,02 |
0,016 |
100 |
0,03 |
0,02 |
0,02 |
0,01 |
0,001 |
200 |
0,01 |
0,008 |
0,007 |
0,003 |
0,003 |
300 |
0,005 |
0,004 |
0,004 |
0,0017 |
0,0017 |
400 |
0,003 |
0,002 |
0,002 |
0,001 |
0,001 |
Таблиця Б.7.
Дози опромінення, одержувані людьми при відкритому розміщенні в середині зони забруднення, рад.
Час початку опромінення
|
Тривалість перебування у зоні забруднення |
|||||||||||
Години |
Доби |
Місяці |
||||||||||
1 |
3 |
7 |
12 |
18 |
1 |
3 |
5 |
10 |
1 |
6 |
12 |
|
Години |
Зона М |
|||||||||||
1 |
0,04 |
0,10 |
0,21 |
0,33 |
0,45 |
0,55 |
1,18 |
1,64 |
2,51 |
4,70 |
11,5 |
Г15,8 |
2 |
0,03 |
0,09 |
0,20 |
0,31 |
0,42 |
0,53 |
1,15 |
1,61 |
2,48 |
4,67 |
11,5 |
15,8 |
6 |
0,02 |
0,07 |
0,16 |
0,26 |
0,37 |
0,47 |
1,07 |
1,52 |
2,38 |
4,55 |
11,4 |
15,6 |
12 |
0,02 |
0,06 |
0,13 |
0,22 |
0,32 |
0,41 |
0,98 |
1,42 |
2,27 |
4,43 |
11,2 |
15,5 |
Доби |
|
|||||||||||
1 |
0,01 |
0,04 |
0,11 |
0,18 |
0,27 |
0,35 |
0,87 |
1,29 |
2,11 |
4,24 |
6,29 |
Г51,3 |
2 |
0,01 |
0,03 |
0,08 |
0,14 |
0,21 |
0,28 |
0,74 |
1,13 |
1,90 |
3,98 |
10,30 |
14,9 |
Години |
Зона А |
|||||||||||
1 |
0,46 |
1,08 |
2,18 |
3,32 |
4,51 |
5,56 |
11,8 |
16,4 |
25,1 |
47,6 |
115 |
158 |
2 |
0,35 |
0,97 |
1,02 |
3,13 |
4,28 |
6,32 |
11,5 |
16,1 |
24,8 |
46,7 |
115 |
158 |
6 |
0,26 |
0,76 |
1,66 |
2,66 |
3,73 |
4,70 |
10,7 |
15,2 |
23,8 |
45,5 |
114 |
156 |
12 |
0,21 |
0,62 |
1,39 |
2,28 |
3,25 |
4,15 |
9,88 |
14,2 |
22,7 |
44,3 |
112 |
155 |
Доби |
|
|||||||||||
1 |
0,16 |
0,49 |
1,12 |
1,87 |
2,71 |
3,51 |
8,79 |
12,9 |
21,1 |
42,4 |
110 |
153 |
2 |
0,12 |
0,38 |
0,67 |
1,47 |
2,16 |
2,83 |
7,47 |
11,3 |
19,0 |
39,8 |
107 |
143 |
Примітки.
Дози опромінення на внутрішній зоні приблизно у 3,2 рази більші наведених у таблиці.
Для визначення за допомогою таблиці часу початку (tпоч.) чи тривалості перебування (Т) у зоні необхідно задану дозу опромінення поділити на 3,2 - при перебуванні людей на внутрішній межі зони, або помножити на 3,2 - при перебуванні їх на зовнішній межі зони.
Таблиця Б.8.
Дози опромінення, одержувані людьми при відкритому розміщенні в середині зони забруднення, рад.
Час початку опромінення після аварії
|
Тривалість перебування у зоні забруднення |
|||||||||||
Години |
Доби |
Місяці |
||||||||||
1 |
3 |
7 |
12 |
18 |
1 |
3 |
5 |
10 |
1 |
6 |
12 |
|
Години |
Зона Б |
|||||||||||
1 |
2,23 |
5,93 |
11,9 |
18,2 |
24,7 |
30,4 |
64,9 |
90,1 |
137 |
257 |
633 |
868 |
2 |
1,94 |
5,34 |
11,0 |
17,1 |
23,4 |
29,1 |
63,2 |
84,4 |
136 |
255 |
631 |
866 |
6 |
1,46 |
4,19 |
9,11 |
14,5 |
20,4 |
25,7 |
58,7 |
83,4 |
130 |
249 |
624 |
859 |
Доби |
|
|||||||||||
1 |
0,91 |
2,72 |
6,17 |
10,2 |
14,8 |
19,2 |
48,1 |
71,0 |
116 |
232 |
605 |
839 |
2 |
0,70 |
2,09 |
4,80 |
8,08 |
11,8 |
15,5 |
40,9 |
61,9 |
104 |
218 |
508 |
821 |
Години |
Зона В |
|||||||||||
1 |
7,05 |
18,5 |
37,8 |
57,6 |
78,1 |
96,3 |
205 |
285 |
436 |
815 |
2504 |
2745 |
2 |
6,14 |
16,9 |
35,0 |
54,2 |
74,2 |
92,1 |
200 |
279 |
430 |
808 |
1997 |
2739 |
6 |
4,61 |
13,2 |
28,8 |
46,1 |
64,6 |
81,5 |
185 |
263 |
412 |
789 |
1986 |
2717 |
Доби |
|
|||||||||||
1 |
2,91 |
8,60 |
19,5 |
32,4 |
47,0 |
60,8 |
152 |
224 |
367 |
735 |
1915 |
2655 |
2 |
2,22 |
6,62 |
15,2 |
25,5 |
37,5 |
49,0 |
129 |
195 |
330 |
689 |
1859 |
2598 |
Години |
ЗонаГ |
|||||||||||
1 |
23,1 |
61,7 |
124 |
189 |
256 |
316 |
674 |
937 |
1433 |
2679 |
6586 |
9024 |
2 |
20,1 |
55,5 |
115 |
178 |
244 |
302 |
657 |
918 |
1413 |
2668 |
6563 |
9001 |
6 |
15,1 |
43,6 |
94,7 |
151 |
212 |
267 |
610 |
866 |
1556 |
2594 |
6495 |
8931 |
Доби |
|
|||||||||||
1 |
9,57 |
28,2 |
64,1 |
106 |
154 |
199 |
500 |
738 |
1206 |
2418 |
6295 |
9727 |
2 |
7,31 |
21,7 |
49,9 |
84,0 |
123 |
161 |
425 |
644 |
1036 |
2265 |
6112 |
8537 |
Примітки. 1. Дози опромінення на внутрішній межі зони приблизно в 1,8 раза більші наведених у таблиці.
2. Для визначення за допомогою таблиці часу початку (tпоч) або тривалості перебування (Т) у зоні необхідно задану дозу опромінення поділити на 1,8 - при знаходженні людей на внутрішній межі зони, або перемножити на 1,8 - при перебуванні їх на зовнішній межі зони.
Таблиця Б.9. Час початку формування сліду (tпоч) після аварії на АЕС, год.
Відстань від АЕС, км
|
Категорія стійкості атмосфери |
||||
А |
Д |
Г |
|||
Середня швидкість вітру, м/с |
|||||
2 |
5 |
10 |
5 |
10 |
|
5 |
0,5 |
0,3 |
0,1 |
0,3 |
0,1 |
10 |
1,0 |
0,5 |
0,3 |
0,5 |
0,3 |
30 |
3,0 |
1,5 |
0,8 |
1,5 |
0,8 |
50 |
5,0 |
2,5 |
1,2 |
2,5 |
1,3 |
70 |
7,5 |
4,0 |
2,0 |
4,0 |
2,0 |
100 |
9,5 |
5,0 |
2,5 |
5,0 |
3,0 |
200 |
19,0 |
10,0 |
5,0 |
10,0 |
5,0 |
300 |
28,0 |
15,0 |
7,5 |
16,0 |
8,0 |
400 |
37,0 |
19,0 |
10,0 |
21,0 |
11,0 |
Таблиця Б. 10. Середні значення коефіцієнта ослаблення дози радіації Кпосл.
Найменування укриттів і транспортних засобів |
Кпосл |
Відкрите розташування на місцевості |
1 |
Захисні спорудження |
|
Заражені відкриті окопи, щілини |
3 |
Дезактивовані або відкриті на зараженій місцевості окопи |
20 |
Протирадіаційні укриття (ПРУ) |
100 і більше |
Транспортні засоби |
|
Автомобілі і автобуси |
2 |
Криті вагони |
2 |
Пасажирські вагони (локомотиви) |
3 |
Промислові і адміністративні будинки |
|
Виробничі одноповерхові будинки (цех) |
7 |
Виробничі і адміністративні триповерхові будинки |
6 |
Житлові кам'яні будинки |
|
Одноповерхові |
10 |
Підвал |
40 |
Двоповерхові |
15 |
Підвал |
100 |
П'ятиповерхові |
27 |
Підвал |
400 |
Житлові дерев'яні будинки |
|
Одноповерхові |
2 |
Підвал |
7 |
Двоповерхові |
8 |
Підвал |
12 |
Додаток 2
ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ ДО КОНТРОЛЬНОЇ РОБОТИ ЗА ТЕМОЮ «Прогнозування радіаційної ситуації після аварії на РНО» Варіант № _____
Получив: Студент_____________________________________________(ф.і.п.)
Навчальна група _______
Написати реферат на тему відповідно до заданого варіанту (додаток 4).
Виконати розрахунки та зробити висновки по задачам № 1 та №2.
Результати розрахунків занести до підсумкової таблиці (додаток 5).