5. Оценка мощности дозы внешнего облучения от подстилающей поверхности

В

Рис.13.6.. Уровни (изолинии) мощности дозы внешнего облучения от загрязненной подстилающей поверхности при неустойчивом состоянии атмосферы ₀ = -12,4.

ыпадение радиоактивной примеси на подстилающую поверхность приводит к ее радиоактивному загрязнению, поэтому мощность дозы от подстилающей поверхности можно рассматривать как мощность дозы от бесконечного плоского неравномерно распределеного источника, которая при использовании интегрального метода оценки определится формулой, в которой индекс s относится к подстилающей поверхности:

мЗв/час (13.19)

где x, y – текущие координаты; x_i, y_j – координаты точки наблюдения; h_d – высота точки наблюдения; – средняя энергия гамма-излучения радионуклидов, выпавших на подстилающую поверхность; _n – величина, определяемая уравнением (13.16). Характерный вид изолиний уровней мощности дозы от подстилающей поверхности на карте местности для некоторой гипотетической аварии представлен на рис.13.6.

5. Оценка и уточнение радиационных характеристик радиоактивного загрязнения окружающей среды

При постановке задачи переноса радиоактивной примеси в атмосфере в источник уравнений входит величина мощности выброса M (см., например, уравнение (П.14.4) Приложения 14, П.3). Если рассматриваемая примесь является радиоактивной, что и будем предполагать в дальнейшем, то мощность выброса может быть определена в венттрубе экспериментально. Если же по каким-то причинам эта величина не может быть определена экспериментально, или определена слишком грубо, то возникающие при этом проблемы прогнозирования радиационных характеристик радиоактивного загрязнения окружающей среды могут быть успешно решены с привлечением следующих соображений.

Воспользуемся тем, что указанные уравнения являются линейными и величина мощности выброса входит в уравнение линейно. Это значит, что в полученном решении величина M войдет простым сомножителем, что убеждает нас в приведенном, для простоты, аналитическом решении стационарного уравнения (13.19) при v =  = 0 и постоянных и .

(13.20)

Поэтому, рассчитывая некоторую интегральную величину от объемной активности радиоактивной примеси, в которую мощность выброса входит как множитель, например, мощность дозы внешнего облучения от факела радиоактивных выбросов, и, измеряя эту величину, например, гамма-датчиками автоматизированной системы АСКРО, полагая при этом, что их количество должно быть достаточным в СЗЗ, мощность выброса найдется как отношение величин мощностей доз измеренной и расчетной (при единичной мощности выброса), т.е. где - измеренное значение мощности дозы, - расчетное значение при единичной мощности выброса (M = 1).

В общем случае процедура определения величины «M» сводится к следующему (см. рис.13.7): выбирают датчик, ближайший к оси следа выброса на подстилающей поверхности; регистрируют показания мощности дозы внешнего облучения этого датчика в различные моменты времени где l = 1,2,...,L, учитывая нестационарность процесса переноса радиоактивного облака при его движении вдоль оси, и находят момент времени t^*, в котором показание будет максимальным ; вычисляют

в тот же момент времени в точке выбранного датчика мощность дозы при M = 1, т.е. находят:

, мЗв/ч

в которой рассчитано по уравнению (13.6) или (13.13) при M = 1. Так как q(x,y,z,t) = M q_ед(x,y,z,t), то измеренная величина D′_v(t^*) и рассчитанная при M = 1 определяются соотношением: D′_v(t^*) = MD′_v,ед(t^*), что и позволяет найти искомое значение M = D′_v(t^*)/D′_v,ед(t^*). Если на пути распространения облака окажется несколько датчиков i = 1,2,3,....,N, то осуществляя подобную процедуру для каждого i - го датчика, абсолютное значение M найдем как среднеквадратичное

Это выражение показывает, что наиболее дос-

товерными из найденных M_i являются величины с наибольшими значениями. Это тем более важно, так как с уменьшением изме-

р

Рис.13.7. Геометрия определения коор-динат и номера датчика, ближайшего к оси факела выброса радиоактивной при-меси. Отсчет датчиков осуществляется по азимуту с севера на юг по часовой стрелке.

яемой мощности дозы D′_v увеличивается фоновый вклад, и, таким образом, растет погрешность. После умножения на M всех искомых функционалов, вычисленных с , получим распределения в абсолютных единицах.

Для стационарного выброса, измеряя величину мощности дозы внешнего облучения датчиками АСКРО, также полагая при этом, что их количество удовлетворяет критерию достаточности, численное значение мощности выброса найдется как отношение величин мощностей доз измеренной и расчетной (при единичной мощности выброса) по формуле:

,

где – измеренное значение мощности дозы, – расчетное значение при единичной мощности.

После умножения на М всех искомых функционалов, вычисленных с q_ед(x, y, z, t), получают распределения в абсолютных единицах.

П ри этом следует учитывать, что с уменьшением измеряемой мощности дозы увеличивается относительный вклад фонового значения мощности дозы, и, таким образом, растет погрешность мощности выброса. Чтобы убедиться в этом рассмотрим оценку величины мощности выброса при наличии естественного или техногенного фона фотонного излучения.

П

Рис.13.8. Иллюстрация к оценке величины мощности выброса радиоактивной примеси в атмосферу с учетом фоновых значений мощности дозы естественного или техногенного происхождения

усть величина представляет собой фоновую мощность дозы, создаваемую фотонным излучением естественного или техногенного происхождения, а измерение мощности дозы в условиях аварийного выброса осуществляется в двух точках на расстояниях Y₁ и Y₂, (Y₁ < Y₂), отстоящих от оси выброса X, представляющих соответственно значения D´₁ (Y₁) и D´₂(Y₂), удовлетворяющих неравенству D´₁ (Y₁) > D´₂(Y₂) (рис.13.8).

Введем значение веса δ_i, представляющего собой относительный вклад разности измеренного значения мощности дозы за вычетом фонового значения к её абсолютной величине . Очевидно, что при выполнении указанных неравенств δ₁ > δ₂ и δ₂ ~ 0, если . При определенных нами условиях величины δ₁ и δ₂ будут представлять собой следующее: , , а численные значения мощности выброса, измеряемого при нормировке на тот или другой детектор, с учетом весов будут определяться соответственно выражениями: , и . Таким образом, с учетом фоновых значений, общее выражение для численного значения мощности выброса

определится выражением: , где и . После умножения всех искомых функционалов на M, вы­численных с q_ед(x, y, z, t), получим распределе-

ния в абсолютных единицах.