Практикалық жұмыс №8 Радиоактивті және химиялық улану ошағы болған аймақтардың шекаралары мен құрылымын анықтау
Жұмыстың мақсаты:объекттегі радиациялық және химиялық бақылау жүргізудің тәжірибелік іс әрекеттерді танып және жүзеге асыра білу
Жұмыстың жоспары:
Өздерініздің нұсқаларыңа сай келесіні анықта:
Радиоактивті және химиялық улану кезіндегі аймақтың улану ощақтарының шекаралары мен құрылымын;
УЗ-дың аймақта тұрақтылығын;
Адамдардың жеке қорғану құралдарын қолдану уақытын;
Аймақтағы радиация деңгейін анықтау.
Берілетін есеп бойынша қорытынды шығару.
Теориялық бөлім
Радиоактивті улану кезіндегі улану ошақтарының шекаралары мен құрылымын анықтау
Сабақ радиациялық күй туралы хабардан басталады (Чернобыль АЭС мысалында). Радиациялық қауіпсіздікті қамтамассыз ету және кез-келген иондаушы сәулелерден зардап шеккендерге көмек көрсетуді жүзеге асыру үшін жұтылған мөлшерді, яғни адам ағзасы жұтқан радиоактивті сәулелер энергия мөлшерін білу қажет. Жұтылған мөлшерді бағалау үшін жүйелік емес бірлік Рад қолданылады. 1 Рад-қа тең мөлшер сәулеленуге ұшыраған заттың әрбір грамы 100 эрг энергия жұтқанын білдіреді. 1 Рад =100 эрг/г.
Жердің радиоактивті улану дәрежесі жарылыстан кейінгі белгілі бір уақыттығы (Р/сағ) радиация деңгейі мен улану басталған сәттен бастап радиоактивті заттардың толық ыдырау уақыты арасындағы жұтылған радиацияның экспозициялық мөлшерімен (гамма-сәулелену) анықталады.
Халықаралық бірліктер жүйесінде (СИ) экспозициялық мөлшер (Дсо) кулон бөлінген киллограммен (Кл/кг) өлшенеді, 1Кл/кг 3,88 * 103Р; экспозицияляқ мөлшердің қуаты ампер бөлінген килограммен өлшенеді 1 А/кг «3,88 * 103 Р/сағ.
Радиоактивті улану аймақтары (орташа,қатты, қауіпті,төтенше-қауіпті) жерүсті ядролық жарылыс ауданында және радиоактивті бұлт ізінде пайда болады. Жарылыс саңырауқұлақ құрылымды болады, ал радиоактивті із формасы желдің орташа жылдамдығы мен бағытына байланысты созылған эллипс пішіндес болады. Радиоактивті уланудың ең жоғары дәрежесі жарылыс орталығынан алыс емес аймағындағы із көлемінде және осінде байқалады. Ең төмен дәреже – улану аймағының шекараларында және жерүсті ядролық жарылыс орталығынан неғұрлым алыс аймақтарда байқалады.
Р адиоактивті уланудың масштабы (ұзындығы, ені) орташа желдің жылдамдығы мен жарылыс қуатына байланысты. Орташа желдің жылдамдығы әдетте километр сағатпен өлшенеді (V –км/сағ), ал оның бағыты солтүстіктен сағат бағытымен градуспен өлшенеді. Градуспен көрсетілген бұрыш бағыты көкжиекке бағытталған. Мысалы, тек солтүстіктен соққан жел 0 немесе360обағытқа ие, шығыстан – 90о оңтүстіктен-180о, батыстан -270о. Осы көрсеткіштердер арқылы желдің өтпелі бағытын анықтауға болады. Ядролық жарылыстың қуаты жарылыстың ең маңызды көрсеткіші болып табылады. Жарылыстың қуаты одан пайда болған бұлттың өлшемдік параметрлері арқылы көзбен анықтайды. Ол үшін бұрыш өлшегіш құрылғылар қажет (бинокль, стереоқұбыр, буссоль және т.б.). Бұлттың өлшемдік параметрлерінің ішіндегі ең маңыздылары бұлттың көтерілу биіктігі, диаметрі және бұлт биіктігі болып табылады. Бұлттың өлшемі мен максимальді көтерілу радиация деңгейімен сиппаттау қалыптасқан(8.1 сурет).
Ядролық жарылыс, радиактивті бұлттың көтерілу максималды биіктігі және оның өлшемі арасындағы байланыс
-
Жарылыс қуаты, g- мың тонна
Бұлт көтерілісінің максималды биіктігі, км
Бұлт өлшемі
диаметр
биіктігі
1
2
3
5
10
20
30
50
100
200
300
500
1000
2000
3000
5000
10000
3,5
4,0
4,5
5.0
7,0
9,0
9,0
10,5
12
14
15
17
19
20
22
23
25
2,0
2,3
2,7
3,0
4,0
4,5
5,0
6,0
10
12
14
18
22
25
30
34
43
1,3
1,4
1,5 1,6
1,6
2,0
2,5
3,0
3,5
4,5
5,5
6,0
7,0
8,0
9,0
10
12
15
Жерүсті жарылыс кезіндегі радиоактивті бұлттың ізіндегі аймақтардың (А,Б,В) өлшемдері 8.2 кестесінде келтірілген. Аймақтың радиациялық шекарасының күйін бағалауға бағытталған іс шараларды жүзеге асыру үшін жарылыстан кейін бір (Ро) және он сағат өткеннен кейінгі жарылыс арқылы сипаттаған жөн (8.1-ші сур).
1.Орташа улану аймағы(А аймағы) – радиоактивті заттардың ыдырау уақыты кезіндегі сәулеленудің экспозициялық мөлшері 40-400 Р (0,01 – 0,1 Кл/кг);
2.Жоғары улану аймағы(Б аймағы) – Дх400 – 1200Р (0,1 –0,3Кл/кг);
3.қауіпті улану аймағы(В аймағы) – Дх 1200 -4000Р (0,3 –1 Кл/кг).
8.2 кестесі
Жерүсті жарылыс кезіндегі бұлт ізіндегі улану аймағының өлшемдері
Жарылыс қуаты, мың тонна |
Желдің орташа жылдамдығы, км/сағ |
Улану аймағы |
|||
А |
Б |
В |
Г |
||
1 |
10 |
11-2,5 |
4,6-1 |
2,8-0,6 |
1,4-03 |
25 |
15-2,8 |
5,3-1 |
2,7-0,6 |
1,2-0,2 |
|
50 |
19-2,6 |
5,2-0,9 |
2,4-0,5 |
1,1-0,2 |
|
75 |
20-2,6 |
4,9-0,8 |
2,2-0,5 |
1,1-0,2 |
|
2 |
10 |
15-2,7 |
6,4-1,3 |
4-0,8 |
2-0,4 |
25 |
21-3,2 |
7,7-1,2 |
3,8-0,8 |
1,9-0,4 |
|
50 |
26-3,5 |
7,5-1,2 |
3,7-0,7 |
1,6-0,3 |
|
75 |
28-3,4 |
7,3-1,1 |
3,3-0,6 |
1,5-0,3 |
|
5 |
10 |
23-3,7 |
9,7-1,8 |
6-1,2 |
3,5-0,6 |
25 |
32-4,5 |
12-1,8 |
6,7-1,2 |
3,4-0,6 |
|
50 |
39-5 |
12-1,8 |
6,6-1,1 |
2,7-0,5 |
|
75 |
44-5 |
12-1,7 |
9-1 |
2,7-0,5 |
|
10 |
10 |
30-4,6 |
13-2,3 |
8,5-1,5 |
5-0,8 |
25 |
43-5,7 |
17-2,5 |
9,9-1,5 |
4,9-0,8 |
|
50 |
54-6,4 |
19-2,5 |
9,7-1,4 |
3,4-0,7 |
|
75 |
61-6,7 |
18-2,3 |
9,2-1,3 |
4-0,7 |
|
100 |
65-6,6 |
17-2,2 |
8,4-1,3 |
3,7-06 |
|
20 |
10 |
42-5,8 |
18-2,9 |
12-2 |
6,8-1,1 |
25 |
58-7,2 |
24-3,3 |
14-1,9 |
6,6-1,1 |
|
50 |
74-8,3 |
17-3,3 |
14-1,9 |
6,5-1 |
|
75 |
83-8,7 |
26-3,2 |
14-1,8 |
5,8-0,9 |
|
100 |
90-8,9 |
26-3,1 |
13-1,7 |
5,7-0,9 |
|
50 |
10 |
62-7,8 |
27-4 |
18-2,8 |
11-1,7 |
25 |
87-9,9 |
36-4,7 |
23-3 |
13-1,7 |
|
50 |
111-11 |
43-4,7 |
23-3 |
12-1,5 |
|
75 |
126-12 |
45-4,7 |
23-2,8 |
11-1,4 |
|
100 |
137-13 |
44-4,7 |
23-2,6 |
9,5-1,3 |
|
100 |
10 |
83-10 |
36-5.1 |
24-3,6 |
15-2,2 |
25 |
116-12 |
49-6,1 |
3.1-4 |
18-2,2 |
|
50 |
150-14 |
60-6,4 |
35-3,9 |
17-2 |
|
75 |
175-15 |
64-6,3 |
35-3,8 |
17-1,9 |
|
100 |
188-16 |
65-6,3 |
34-3,6 |
15-1,8 |
|
200 |
25 |
157-15 |
67-7,8 | |
43-5,3 |
26-2,8 |
50 |
1200-18 |
83-8.4 |
50-5,3 |
28-2,8 |
|
75 |
233-20 |
90-8,4 |
50-5,3 |
25-2,6 |
|
100 |
255-21 |
94-8.4 |
50-5 |
24-2,5 |
|
Бірінші сан – улану аймағының ұзындығы, екіншісі – аймақтың максимальді ені (кестеде аймақ ені 0,1 км кем келтірілмейді).
Жердің жарылыстан кейінгі әр түрлі уақыттағы радиоактивті улану аймақтарының шекараларындағы радиация деңгейі 8.3 кестеде келтірілген. 8,3 кестесінде келтірілген мәліметтер бойынша аймақтың (А,Б, В) сыртқы шекаралары жарылыстан кейінгі бір сағат өткеннен кейінгі радиация деңгейінің келесі шамаларымен сипатталады: 8; 80; 240 Р/сағ.
8.3-ші кесте
Улану аймақтарының сипаттамалары
Жарылыстан кейінгі өткен уақыт |
Аймақтың сыртқы шекарасындағы радиация деңгейі Р/сағ |
|||
|
А |
Б |
В |
Г |
1сағ |
8,0 |
80 |
240 |
800 |
2сағ |
3,5 |
35 |
105 |
350 |
Зсағ |
2.1 |
21 |
64 |
210 |
5сағ |
1,2 |
12 |
35 |
116 |
7сағ |
0,8 |
8 |
23 |
78 |
Юсағ |
0,5 |
5,0 |
15 |
51 |
1тәу |
- |
1.8 |
5,4 |
18 |
2тәу |
|
0,8 |
2,3 |
7,8 |
4тәу |
|
0,3 |
1,0 |
3,3 |
7тәу |
- |
- |
0,6 |
1,8 |
14тәу |
- |
- |
- |
0,6 |
Есептеулердің дәлдігі және аймақтардың шекараларын (А,Б,В) схемаға түсіру үшін әдетте жарылыстан кейінгі бір сағат өткеннен кейін уланған жердің әр түрлі нүктелерінде өлшенген радиация деңгейі келтіріледі. Осы кезде екі жағдай болуы мүмкін
1 жарылыс уақыты белгілі
2 жарылыс уақыты белгісіз
Жарылыс уақыты белгілі болғанда радиация деңгейі 8.4 және РЛ көмегімен анықталады.
8.4 кестесі
Жарылыстан кейінгі әр түрлі уақыттағы радиация деңгейлері үшін К коэффицентінің мәндері
t,4 |
к, |
t, сағ |
к, |
t, сағ |
к* |
1 |
1 |
9 |
0,072 |
17 |
0,033 |
2 |
0,435 |
10 |
0,063 |
18 |
0,031 |
3 |
0,267 |
11 |
0,056 |
20 |
0.027 |
4 |
0.189 |
12 |
0,051 |
22 |
0,024 |
5 |
0,145 |
13 |
0,046 |
24 |
0,022 |
6 |
0,116 |
14 |
0,042 |
26 |
0,020 |
7 |
0,097 |
15 |
0,039 |
288 |
0,018 |
8 |
0,082 |
16 |
0.036 |
32 |
0,015 |
Бақылау сұрақтары:
1.Радиациялық жағдай жайында түсінік.
2.Жұтылған доза өлшем бірлігі.
3.Радиация дәрежесі, өлшембірлігі.
4.Улану аймағын атаңыз.
5.Улану аймағының масштабы қандай параметрлерге тәуелді?
6.Ақиқат радиация жағдайын анықтауға қажетті мәліметтерді атаңыз.
7.ОВ токсикалығы мен тұрақтылығы
8.ОВ түрі, қысқаша сипаттамасы.
9.Атмосфераның жергілікті бөлігінің вертикальді тұрақтылығын сипаттаңыз.
10.ОВ улану аймағындағы адамдардың СИЗ тыныс алу мүшесіне алып келуін анықтайтын параметрлерді атаңыз.
11.Конвекция шартында қазқағар киген адамдар ұзақтығы.
12.Невртісал әрекеттіОВ типі. Олардан қорғану.
Глоссарий
Химиялық зақымдану аймағы – улағыш заттардың зақымдаушы әсері байқалатын шектегі аймақ.
Соққы толқыны – зақымдаушы әсерінің негізгі факторы, жарылыс орталығынан барлық жаққа жоғарғы дыбыстық жылдамдықпен жылжитын қатты сығылған ауа аймағы. Осылайша, 1 Мгт ядролық қару жарылғанда соққы толқынының 5 км 9 с-та, ал 10 км 22 с-та өтеді.
Жарық сәулелену – ядролық жарылыс кезінде пайда болатын сәулелі энергияның ағыны.Ядролық жарылыстың жарық аймағының ауа температурасы жарықтану басында миллион градустан оның соңында бірнеше мыңға дейін жетеді.Жарықтық сәулелену тез тарайды және қысқа уақытта әсер етеді.
Өткір радиация –ядролық жарылыс кезінде шығатын гамма-сәлелер мен нейтрондардың ағыны.
Радиоактивті зақымдану ядролық жарылыстың бұлтынан радиоактивті заттардың құлауы нәтижесінде жергілікті жерде туындайды.
Электромагнитті импульс – қоршаған ортаның атомдарына гамма-сәулелердің әсер ету нәтижесінен және электрондар мен оң иондар ағындарының түзілуінен туындайтын электрлі және магнитті алаңдарды тудырады.Оның әсер ету ұзақтығы бірнеше ондаған миллисекундты құрайды.Қорғаудың арнайы шаралары болмаған кезде электромагнитті импульс байланыс және басқару аппаратурасын зақымдауы мүмкін, сыртқы жолдарға қосылған электрлі құрылғылардың жұмысын бұзуы мүмкін.
Мөлшер –ағзаға берлген энергияның мөлшері.
Жұтылған мөлшер – сәулеленуші дененің (ағзаның) бірлік массасымен жұтылған энергия мөлшері.
Радиациялық апат – нәтижесінде адамдардың өмірі мен денсаулығына қауіп төндіретін жоғары радиациялық қауіптілік тудыруы мүмкін радиоактивті заттарды ядролық-энергетикалық реактордан тыс жерге лақтыру.
УЗҚМ – бұл өнеркәсіпте, транспортта үлкен көлемде айналымда болатын, объектілерде бұзылулар (апаттар) болған жағдайда атмосфераға жеңіл көше алатын және қызмет көрсету қызметкерлерінің және тұрғындардың жаппай зақымдануын тудыратын токсинді химиялық қосылыстар.
Жалпы улаушы әсері бар заттарға ауыр жағдайларда зақымданушының қайтыс болуына әкелетін энергетикалық алмасудың аса қауіпті бұзылуын тудыратын қосылыстар (көміртегі тотығы, цианитті сутегі және т.б.) жатады.
Тұншықтырушы және жалпы уландырушы әсері бар заттарға ингаляциялық әсер кезінде өкпенің токсинді ісінуін тудыратын, ал резорбция кезінде энергетикалық алмасуды бұзатын УЗҚМ (амил, акрилолитрил, азот қышқылы және азот тотығы, күкіртті ангидрид, фторлы сутегі және т.б.) біршамасы жатады.
Нейротропты уларға жүйкенің перифериялық реттелу механизмін бұзатын заттар (күкіртті көміртегі, тетраэтилқорғасын, фосфорорганикалық қосылыстар және т.б.), сонымен қатаржүйке жүйесінің модельдеуші жағдайы жатады.
Метоболизмді уларға ағзадағы метоболизмнің жіңішке үрдістеріне сыйдыратын токсинді қосылыстар (этилен тотығы, дихлорэтан және т.б.) жатады.
Химиялық зақымдану ошағы – химиялық қару әсері нәтижесінде адамдардың немесе ауылшаруашылық малдарының жаппай қырылуы болған шектегі территория.
Жалпы улы әсері бар уландырғыш зат – синиль қышқылы, хлорциан.
Люизит – герань жапырақтарының иісі бар ауыр қою қоңыр сұйықтық. Аммиакпен зақымданудың ошағы – тұрақсыз, тез әсер етуші.Аммиактың ошақтағы агрегатты жағдайы — газ, аэрозоль. Зақымдаушы токсинді мөлшері - 15 мг/мин/л, өмірге қаупі бар — 100 мг/мин/л.
Аммиак– түссіз газ, ауаылғалымен өзара әсерлескенде мүсәтір спиртін түзеді, оттегімен қосылысы кезінде жарылады.
Азот қышқылы және азот тотығымен зақымданудың ошағы — жартылай тұрақты, аэрозольді және бу тәрізді. Зақымдаушы токсинді мөлшері 1,5 мг/.мин.
Азот қышқылы және азот тотығы - ауада түтінденетін түссіз сұйықтық.
Бензинмен зақымдану ошағы — тұрақсыз, тез әсер етуші.Зақымдаушы токсинді мөлшері — 198 мг/мин/л.
Бензин – бұл майлы (90-95%) және хош иісті (5-10%) көмірсутегілердің түрлі қатарларының қоспасы, ұшқыш, жеңіл тұтанғыш сұйықтық.
Хлормен зақымдану ошағы – тұрақсыз, тез әсер етуші.Ошақтағы агрегатты жағдай – газ тәрізді.Зақымдану негізінен дем алу жолдары арқылы болады. Зақымдаушы токсинді мөлшері -0,6 мг/мин/л, өлім қаупі бар — 6,0 мг/мин/л.
Химиялық жағдай – шаруашылық объектілерінің, МО және тұрғындар қызметіне әсер ететін жергілікті жердің УЗҚМ (УЗ) зақымдану нәтижесінің жиынтығы.
Инверсия әдетте кешкі уақытта күннің батуына бір сағат қалғанда түзіледі және оның шығуынан 1 сағ соң бұзылады.Инверсия кезінде ауаның төменгі қабаты жоғарғысынан салқынырақ болады, бұл оның биіктікте ыдырауына кедергі келтіреді және зақымданған ауаның жоғарғы концентрациясын сақтау үшін барынша қолайлы жағдай жасайды.
Изотерма ауаның тұрақты тепе-теңдігімен сипатталады.Изотерма кезінде жер бетінен 20-30 м қашықтықтағы ауа температурасы шамамен бірдей болады.
Сызбалар, тапсырмалар, ахуалдар
Мысал: жарылыстан кейін 3сағаттан кейін радиация деңгейі 11 Р/сағ құрады. 1 сағаттан кейінгі радиация деңгейін анықтау қажет. 8.4 кестесі арқылы есептеледі.
Кt баған мен көлдеңнен сызықтардың (3сағ) қиылысында радиация деңгейін қайта есептеу коэффицентін табамыз – 0,267
Жарылыстан кейін 3 сағаттан кейін өлшенген радиация деңгейін 11Р/сағ 0,267 коэффицентіне бөлсек, 40 Р/сағ шығады. Осыдан: 1 сағаттан соң 40 Р/сағ , 3 сағаттан соң 11Р/сағ.
Қорытынды жасау.
Жарылыс уақыты белгісіз жағдайда радиацияның түсу жылдамдығы арқылы білуге болады. Ол үшін аймақтың бір нүктесінде (немесе объект территориясында) радиация деңгейін екі рет өлшейді. Бірінші және екінші өлшемдер деңгейлерінің мәндерінің қатынасын Р2/Р1және өлшемдер арасындағы уақыт аралығы арқылы 8.5 кестесі көмегімен жарылыс сәтінен екінші өлшем арасындағы уақытты анықтаймыз.
Мысалы: бақылаушы буын орналасқан ауданда радиация деңгейлері келесідей екені анықталды:
- сағат 8 Р1 = 53Р/сағ
- сағат 8.30 P2 = 45 Р/сағ, ядролық жарылыс уақытын анықтау қажет.
1. екінші мен бірінші өлшеулердің уақыт ар алығын анықтайық: 8сае – 8сағ 30мин = 30 мин
2. екінші және бірінші өлшеулер кезіндегі радиация деңгейлерінің қатынасын табамыз: Р2/Р1 = 45/35 = 0,85 Р/сағ
3.8,5 кестесі бойынша Р2/Р1 қатынасы және 30 минут уақыт аралығы бойынша жарылыс сәті мен екінші өлшем арасындағы уақыт t =3сағат.
4. жарылыс болған уақытты анықтайық:
8сағ 30 мин – 3 сағ = 5 сағ 30 мин.
Жауабы: t = 5сағ 30 минут
8.5-ші кесте
Жарылыстан кейін бірінші немесе екінші өлшемге дейінгі уақытты өлшеуге қажетті көрсеткіштер
Екінші өлшемдегі P0 және бірінші өлшемдегі кР0 қатынасы, Р2/P1 |
Өлшемдер арасындағы уақыт, мин Жарылыстан кейінгі радиацияның екінші өлшеміне дейінгі уақыт (..сағ...мин) |
||
15 |
30 |
60 |
|
0,9 |
3,00 |
6,00 |
12,00 |
0.85 |
1,30 |
3,00 |
6,00 |
0,7 |
1,00 |
2,00 |
4.00 |
0,6 |
0.45 |
1,30 |
3,00 |
0,5 |
0,35 |
1,10 |
2,20 |
0,4 |
|
0,55 |
1.50 |
0,3 |
- |
- |
1,35 |
0,2 |
|
|
1.20 |
Қорытынды: жарылыс 5 сағат 30 минутта жүзеге асты. Сөйтіп жұмыс картасына жарылыстан бір сағат өткеннен кейінгі радиация деңгейі бойынша уланған аймақтардың шекараларын түсіру келесі кезек бойынша жүргізіледі: радиация деңгейі 240, 80, 8 Р/сағ (оларға тең және оларға жақын) тең барлық нүктелерін А,Б және В улану аймақтарына сәйкес бір сызықпен қосады. Бұл сызықтар қоңыр, жасыл және көк түспен түсіріледі. Жергілікті аудандағы белгігі бір нүктелердегі радиация мөлшері көрсеткіштері арқылы анықталған аймақтардың (А,Б,В) шекараларын түсіру мысалы 8.2 суретте келтірілген.
8.1-ші сурет. Радиациялық із пішіні
8.2 сурет. Радиациялық бақылау арқылы анықталған радиациялық күйді картаға түсіру мысалы.