Практическое занятие № 5 Оценка радиационной обстановки

Цель практического занятия - закрепление теоретических знаний, полученных при изучении раздела «Ионизирующие излучения» и формирование практических навыков при расчете технических и организационных мероприятий по защите персонала и населения от воздействия радиоактивных излучений.

Под радиационной обстановкой понимают совокупность последствий радиоактивного заражения (загрязнения) местности, оказывающих влияние на деятельность объектов народного хозяйства, сил гражданской обороны (ГО) и населения.

Оценка радиационной обстановки включает:

1) определение масштабов (размеров зон) и характера радиоактивного заражения (уровня радиации);

2) анализ их влияния на деятельность объектов, сил ГО и населения;

3) выбор наиболее целесообразных вариантов действий, при которых исключается радиационное поражение людей.

Оценка радиационной обстановки производится при применении ядерного оружия или аварии (разрушении) АЭС.

На практике оценка радиационной обстановки сводится к решению задач по определению возможных доз облучения, продолжительности пребывания людей на зараженной местности, возможного времени начала спасательных работ, режимов защиты рабочих и служащих, производственной деятельности объектов и др.

На практических занятиях предлагается решить три задачи по оценке радиационной обстановки.

Задача 1. Оценка радиационной обстановки при применении ядерного оружия

Общие сведения. Задача решается применительно к следующим условиям.

По объекту народного хозяйства нанесен ядерный удар. Наземный взрыв ядерного боеприпаса засечен пунктом радиационного наблюдения штаба ГО горного предприятия в Т₀ ч мин на юге от предприятия. Свечение предполагалось t_св c. От момента вспышки до прихода звуковой волны прошло t_зв с.

Оценить ориентировочно радиационную обстановку при применении ядерного оружия и определить возможные дозы облучения рабочих и служащих, находящихся в производственных зданиях (коэффициент ослабления излучения К_осл = 7) при продолжительности облучения Т часов.

Оценка радиационной обстановки производится на основе следующих показателей:

1. Мощность взрыва q, кт:

где t_св - продолжительность светового излучения, с.

2. Расстояние до места взрыва l_взр , км:

где t_зв - продолжительность движения звуковой волны, с; v_зв - скорость звука в воздухе, км/с.

3а. Слой атмосферы, определяющий скорость ветра: принимается в зависимости от мощности взрыва по данным табл. 5.1.

Таблица 5.1

Мощность взрыва, тыс. т	1 - 10	10 -100	100 - 1000	Более 1000
Слой атмосферы, км	0 - 3	0 - 6	0 - 12	0 – 18

3б. Скорость среднего ветра v_в по слоям атмосферы: определяется по данным табл. 5.2.

Таблица 5.2

Слой атмосферы, км	0-2	0-4	0-6	0-8	0-10	0-12	0-14	0-16	0-18
Скорость ветра vв, км/ч	100	90	85	80	75	70	65	60	45

4. Продолжительность движения t_пр , час и время подхода Т, час и мин радиоактивного облака к предприятию

5. Высота надземного взрыва над поверхностью земли Н, км

где q – мощность взрыва, кг.

6. Размеры зон разрушения в очаге ядерного поражения

,

где q – мощность взрыва, кг; R_1.p, R_2.p, R_3.p, R_4.p - радиус зоны соответственно полных (1), сильных (2), средних (3) и слабых (4) разрушений, км.

7. Размеры зон пожаров в очаге ядерного поражения

,

где q – мощность взрыва, кг; R_1.р , R_2.р, R_3.p - радиус зоны соответственно пожаров в завалах населенных пунктов (1), сплошных пожаров в населенных пунктах и лесах (2), отдельных пожаров в населенных пунктах и лесах (3), км.

8. Длины зон радиоактивного заражения на следе облака:

L_Г = , L_В = 2,5L_Г , L_Б = 5L_Г , L_А = 16L_Г , - кг,

где L_А, L_Б, L_В, L_Г - длина (радиус) зоны соответственно умеренного (А), сильного (Б), опасного (В) и очень опасного (Г) заражения, км (рис. 5.1).

Зона	А	Б	В	Г
Д, мГр Р1, мГр/ч	400 80	4000 800	12000 2400	40000 8000

Рис. 5.1. Схема радиоактивного заражения местности в районе взрыва

и по следу движения облака

Максимальная ширина зоны b, км, находится по зависимостям

b = 0,1L при скорости среднего ветра v_в = 100 км/ч;

b = 0,2L при v_в = 50 – 75 км/ч; b = 0,4L при v_в = 25 км/ч.

На схемах и картах внешние границы зон радиоактивного заражения наносятся разными цветами: зона А - синим, Б - зеленым, В ‑ коричневым и Г - черным.

9. Зона излучения за время полного распада радиоактивных веществ Д_ и мощность дозы излучения (уровень радиации) через 1 час после взрыва Р₁ на внешних границах зон характеризуются данными табл. 5.3.

Таблица 5.3

Зона	А	Б	В	Г
мГр	400	4000	12000	40000
Р1, мГр/ч	80	800	2400	8000

10. Возможная зона облучения Д, мГр, которую могут получить рабочие и служащие, находящиеся в производственных зданиях (коэффициент ослабления ) и вне зданий на открытой местности при продолжительности облучения с момента образования радиоактивного следа Т_обл, час:

где d - доля дозы Д от Д_, принимается по данным табл. 5.4

Таблица 5.4

Продолжительность облучения с момента образования следа, Тобл	Часы						Сутки			Бесконечно большое время
	1	2	4	6	8	12	1	5	30
Доля дозы Д от Д	0,13	0,20	0,28	0,32	0,36	0,4	0,5	0,6	0,7	1

Пример расчета:

Исходные данные: Т_о = 10 ч 07 мин, t_св = 7,7 с; t_зв = 100 с.

Решение:

1. Мощность взрыва

 460 кт.

2. Расстояние до места взрыва:

 50 км.

3. Средняя скорость ветра: при мощности взрыва 460 кт средняя скорость ветра определяется для слоя атмосферы 0-12 км (табл. 5.1) и составляет V_в = 70 км/ч (табл. 5.2)

4. Продолжительность движения радиоактивного облака до предприятия

0,833 ч = 50 мин.

Время подхода его к предприятию:

10 ч 07 мин + 50 мин = 10 ч 57 мин.

5. Высота наземного взрыва над поверхностью земли:

27 км.

6. Размеры (радиусы) зон разрушения в очаге ядерного поражения (ОЯП):

= 3,1 км;

= 4,2 км;

= 5,4 км;

= 8,5 км.

7. Размеры зон пожаров в ОЯП:

= 3,1 км;

= 7,7 км;

= 13,5 км.

8. Длины зон радиоактивного заражения на следе облака:

= 21,45 км;

= 53,6 км;

= 107 км;

= 343 км.

Максимальная ширина радиоактивного следа по зонам заражения:

= 4,3 км;

= 10,7 км;

= 21,4 км;

= 68,6 км.

9. Объект находится на внешней границе зоны В, так как расстояние l_взр = 50 км близко по значению к L_В. Следовательно, доза излучения за время полного распада радиоактивных веществ будет равна Д_ = 12000 мГр и уровень радиации через 1 ч после взрыва составляет Р₁ = 2400 мГр/ч.

10. Возможная доза облучения Д рабочих и служащих объекта, находящихся в производственных помещениях ( ) и вне зданий на открытой местности ( ), при продолжительности облучения Т_обл = 1,6 и 12 ч и доле дозы Д от Д_ соответственно d = 0,13; 0,32; 0,40 (табл. 5.4) составит:

1 ч, = 223 мГр, = 1560мГр;

6 ч, = 548 мГр, = 3840мГр;

12 ч, = 686 мГр, = 4800мГр.

Выводы

1. Доза излучения за рабочую смену (6-8 ч) превышает допустимую дозу (500 мГр).

2. Все работы на объекте, как находящемся в зоне В, прекратить до спада уровня радиации (на срок от 1 до 3-4 суток), а людей укрыть в защитных сооружениях гражданской обороны.

3. Ввести в действие режим радиационной защиты персонала объекта, соответствующий степени радиоактивного заражения местности.