Методика и пример расчета по прогнозу

Задача: На радиационно-опасном объекте произошла авария с массой радиоактивного выброса = 42000 кг; масса радиоактивного выброса в запроектной аварии на РОО (кг), расстояние от эпицентра выброса до населенного пункта N R = 120; 300 км, метеоусловия: конвекция, скорость ветра м/с, скорость переноса облака 15 км/ч.

Определить: 1. Геометрические размеры (длина L км, ширина В, км) зон радиационного загрязнения.

2. Зону радиационного загрязнения, в которой находится населенный пункт N.

3. Время подхода радиоактивного облака к населенному пункту N.

Решение

1. Геометрические размеры (длина L, км, ширина В, км) зон радиационного загрязнения при радиационной аварии на РОО рассчитывается по формуле:

где m – масса радиоактивного выброса в запроектной аварии на РОО (кг); (принимается по таблице вариантов задания 2);

– скорость ветра при радиоактивном выбросе в запроектной аварии на РОО (с) (принимается по таблице вариантов задания 2);

– масса радиоактивного выброса для рассчитываемой аварии на РОО (кг);

– скорость ветра при радиоактивном выбросе в рассчитываемой аварии на РОО (м/с);

L, B – соответственно длина, ширина зоны радиоактивного загрязнения в запроектной аварии на РОО.

Для зоны А:

Для зоны А:

Для зоны В:

2. Время подхода радиоактивного облака к населенному пункту N рассчитывается по формуле:

где – скорость движения воздуха на высоте 10 м, км/ч; C – коэффициент, зависящий от степени вертикальной устойчивости атмосферы, равный: 0,24 – при конвекции; 0,23 – при изотермии; 0,13 – при инверсии; R – расстояние от объекта до эпицентра выброса, км.

Вывод: 1. Населенный пункт N₁₂₀ км будет находиться в зоне А', в зоне радиоактивной опасности на территории, на которой могут быть превышены предельные дозы, установленные «Нормами радиационной безопасности», также населенный пункт N₃₀₀ км будет находиться в зоне А', в зоне радиоактивной опасности.

2. Населенный пункт не будет находиться в зоне Б, в зоне радиоактивной опасности.

3. Время подхода радиоактивного облака к населенному пункту N₁₂₀ составляет 1,92 час, а к пункту N₃₀₀ время составляет 4,8 час.

Задание 2 «Прогнозирование радиационной обстановки при ядерном взрыве»

4.2. Механизм радиоактивного заражения местности

При подземном и наземном взрывах грунт из воронки взрыва, втягиваясь в огненный шар, расплавляется и перемешивается с радиоактивными веществами, а затем постепенно оседает на землю как в районе взрыва так и за его пределами в на­правлении ветра, образуя местные (локальные) выпадения. В зависимости от мощности взрыва локально выпадает от 60 до 80 % радиоактивных веществ 20–40 % радиоактивных ве­ществ поднимается в тропосферу, разносится в ней вокруг зем­ного шара и постепенно (в течение 1–2 мес.) оседает на землю, образуя глобальные выпадения.

Источниками заражения местности являются продукты деления ядерного взрыва (радионуклиды), излучающие бета-частицы и гамма-лучи*; радиоактивные вещества непрореагировавшей части ядерного заряда (урана-235, плутония-239), излучающие альфа-, бета-частицы и гамма-лучи; радиоактивные вещества, образовавшиеся в грунте под воздействием нейтронов (наведенная радиоактивность). В частности, находящиеся в почве атомы кремния, натрия, магния становятся радиоактивными и излучают бета-частицы и гамма-лучи. Однако химические элементы грунта с наведенной радиацией и радиоактивные вещества непрореагировавшей части ядерного заряда составляют незначительную часть всех радиоактивных веществ, образовавшихся при взрыве.

Местные выпадения формируют, в отличие от аварии на РОО, четыре зоны радиоактивного заражения (см. рис. 4.2).

Заражение местности радиоактивными веществами характеризуется мощностью дозы, измеряемой в рентгенах в час (Р/ч); рад/ч; Зв/ч (Зиверт в час в системе СИ). Мощность дозы, измеренной на высоте 1 м от поверхности земли (крупного зараженного объекта), называют уровнем радиации.

*Они представляют собой смесь множества изотопов различных химических элементов, образовавшихся в процессе деления ядерного заряда и радиоактивного распада этих изотопов. При делении ядер урана-235 и плутония-239 образуется около 200 изотопов 36 различных элементов средней части таблицы Менделеева. Из множества радионуклидов наиболее опасными являются изотопы йода, цезия, стронция.

Рис. 4.2. Схема радиоактивного заражения местности в районе взрыва и по следу движения облака

Уровень радиации показывает дозу облучения, которую может получить живой организм в единицу времени на зараженной местности. В условиях военного времени местность считается зараженной при уровне радиации 0,5 Р/ч и выше.

Степень заражения радиоактивными веществами поверхности отдельных объектов в полевых условиях измеряют в единицах уровней радиации по гамма-излучению в миллирентгенах в час (мР/ч) или микрорентгенах в час (мкР/ч) или соответственно мрад/ч, мЗв/ч или мкрад/ч, мкЗв/ч.

При движении облака по направлению ветра из него выпадают радиоактивные вещества (РВ).

Вначале выпадают наиболее крупные частицы с высокой степенью их активности, по мере удаления от места взрыва – более мелкие, а уровень радиации при этом постепенно снижается. В поперечном сечении следа уровень радиации уменьшается от оси следа, к его краям (рис. 4.3).

Рис. 4.3. Схема распределения уровней радиации на местности по следу наземного ядерного взрыва

На местности, подвергшейся радиоактивному заражению при ядерном взрыве, образуются два участка: район взрыва и след об­лака.

Причиной заражения местности в районе взрыва являются оседание осколков деления и образование наведенной активности; плотность заражения местности, уровни радиации на ней и дозы до полного распада радиоактивных веществ на границах зон зара­жения убывают с удалением от центра взрыва. Радиус заражения района взрыва не превышает 2 км.

Характеристика зон радиоактивного заражения местности при ядерном взрыве

Границы зон радиоактивного заражения с разной степенью опас­ности для людей можно характеризовать как мощностью дозы из­лучения на 1 ч после взрыва (Р₁), так и дозой до пол­ного распада радиоактивных веществ .

По степени опасности зараженную местность по следу облака взрыва принято делить на следующие четыре зоны <

Зона А – умеренного заражения – характеризуется дозой излучения до полного распада радиоактивных веществ на внешней границе зоны , на внутренней границе .

Если ее площадь составляет 70–80 % площади всего следа.

Зона Б – сильного заражения. Дозы излучения на границах равны соответственно и . На долю этой зоны приходится примерно 10 % площади радиоактивного следа.

Зона В – опасного заражения характеризуется дозами излучения на границах и . Эта зона занимает примерно 8–10 % площади следа облака взрыва

Зона Г – чрезвычайно опасного заражения – и в середине зоны.

Уровни радиаций на внешних границах этих зон через 1 час после взрыва составляют соответственно: 8, 80, 240, 800 рад/ч., а через 7 часов в 10 раз меньше.

Характеристика зон заражения представлена в табл. 4.1.

Таблица 4.1