книги из ГПНТБ / Клемин А.И. Инженерные вероятностные расчеты при проектировании ядерных реакторов

необходимо КІ (х, у, z) усреднить по координате у, а также учесть вероятностное распределение погодных условий и направлений вет­ ра в местности, прилегающей к АЭС. В результате усреднения в пре­ делах отдельного сектора получаем (индекс і всюду ниже опустим, предполагая, что вычисления проводятся для изотопа 1 3 1 1):

(8.5)

При выводе формулы (8.5) были использованы следующие прибли­ женные соотношения

— со

Іздесь Асрв радианах; в формуле (8.5) Аср в градусах]. Первое соотно­ шение, как показывают наблюдения и качественные рассмотрения, достаточно точно выполняется для кратковременных и продолжи­ тельных (порядка нескольких часов) выбросов при выбранной вели­ чине угла Дф = 30°. Это видно из табл. 8.6, где приведены величины поперечного размаха радиоактивного облака (в горизонтальной плоскости) т} в случае кратковременных выбросов для различных категорий погоды по Пасквиллу [82].

Таким образом, для всех погодных условий и расстояний не меньше 1 км угол & меньше выбранного значения Аф = 30°. Вели­ чина & характеризует тот угол распространения активности, за пределами которого концентрация вещества незначительна, меньше 0,1 от максимальной осевой, что соблюдается при у~^-2,\Ъау (ко­ личество радиоактивного вещества за пределами угла & составляет 3—4%), т. е. замена пределов интегрирования в выражении (8.6) на —сю и + 0 0 является оправданной.

Для продолжительных выбросов в работе [71] предлагается ис­ пользовать следующие значения !):

Эта область значений Ь согласуется с областью в табл. 8.6 для сред­ них категорий погоды (С и D) и коротких выбросов. Заметим, что она приблизительно в 3 раза шире, чем область, указанная Пасквнллом для самых стабильных погодных условий (категории F).

В дальнейшем не будем отдельно рассматривать непрерывные выбросы, потому что они менее опасны, чем продолжительные и, тем более, короткие выбросы одного и того же количества активности. На этапе проектирования концентрацию активности (8.5) можно

вычисляя среднюю, взвешенную по погодным условиям, концентра­ цию:

концентрации. Применение первого способа более оправдано, ког­

обходимо знать не только величину концентрации активности от вы­ броса радиоактивного вещества, но и вероятность, что распростра­ нение этого вещества будет происходить в направлении сектора с но­ мером / = 1, 2, 12. Обозначим Ki произведение интегральной концентрации (8.7) на вероятность распространения радиоактив­ ного вещества в направлении сектора /:

а = 1

Эта величина характеризует математическое ожидание средней кон­ центрации активности в точке (х, г) сектора /.

Если анализ статистических данных по метеорологическим ус­ ловиям в данной местности показывает, что имеется существенная корреляционная связь между параметрами а и /, то это можно учесть

заменой в формуле (8.8) вероятности Wa на условную вероятность Wai (вероятность погодных условий а при условии, что ветер имеет направление /). Максимальные значения /<, в случае выброса с уров­

а= 1

§8.5. Расчет доз облучения населения

В зависимости от типа рассматриваемого реактора относитель­ ное содержание различных продуктов деления в выбросе может

даемых реакторов при некоторых авариях эффект облучения насе­ ления от инертных газов может иметь сравнительно большее зна­ чение, чем для газоохлаждаемых реакторов. В случае быстрых

и — скорость дыхания, м3/сек; і — время нахождения индивидуума

Таким образом, если в расчетах используется концентрация одного только 1 3 1 1 , то для определения суммарной дозы облучения необходимо правую часть формулы (8.11) умножить на 2. Из формул (8.10) и (8.11) легко получить выражение для интегральной актив­ ности К, обусловливающей заданную дозу облучения щитовидной железы D,

нятым в Канаде для расчета доз облучения щитовидной железы,

Таким образом, наиболее подвержен воздействию радиоактивного

знать суммарную (коллективную) дозу облучения, обусловленную воздействием выброса радиоактивного вещества активностью Е, кюри, на щитовидные железы людей. Проинтегрируем в пределах рассматриваемой площади произведение дозы облучения /*-й воз­ растной группы на плотность этой группы и просуммируем ре­

где /3 (Х, у) — плотность населения в точке (х, у); W (х, у) — вероятность, что активность распространяется в направлении точки (х, у). Для отдельного /-го сектора при В (х, у) = const можно записать

В случае аварийных выбросов радиоактивных веществ наи­ большей опасности подвергаются-отдельные индивидуумы и насе­ ление в целом на территории, непосредственно прилегающей к АЭС. В настоящее время в ряде стран (Англия, ФРГ [93, 94]) установи­ лась практика оценки риска для населения в радиусе не большем 30 км от АЭС. За пределами этого расстояния воздействие наиболее-

территории создает недопустимо высокий риск для населения, возможны два пути решения проблемы: предусмотреть специаль­ ные дополнительные защитные устройства, уменьшающие риск доприемлемой величины, и рассмотреть возможность использования дайной АЭС на другой территории с меньшей плотностью населения, другими погодными условиями и т. д.

Кроме риска для населения в целом необходимо оценивать так называемый индивидуальный риск. Этот риск характеризует опас­ ность, которую представляют радиоактивные выбросы для инди­ видуума, находящегося в определенной точке местности, в пределах рассматриваемой территории. В настоящем параграфе рассмотрены методы расчета коллективного и индивидуального рисков. Для определенности будем считать, что объектом воздействия является население территории, ограниченной некоторым внешним радиусом и внутренним, равным радиусу зоны, не содержащей населенных пунктов, сельскохозяйственных угодий, промышленных предприя­

Индивидуальный риск. Принятый в некоторых странах подход, к оценке допустимости той или иной величины индивидуального риска заключается в сравнении рассчитанного риска (по предпола-

Как можно понять, установление допустимого значения инди­ видуального риска требует рассмотрения самых различных вопро­ сов: медицинских, социальных, экономических и т. д. Свести ин­ дивидуальный риск до нуля невозможно в силу существования сколь угодно малых вероятностей аварий (даже при любых мерах предосторожности). Ориентируясь на международную практику, можно, видимо, считать, что интервал Ю - 5 — Ю - 8 является ра­ зумным для выбора допустимого значения ежегодного индивидуаль­ ного риска от АЭС.

В настоящей главе не_ставилась цель выбрать и рекомендовать для использования допустимое значение индивидуального риска. Лишь для иллюстрации (большей наглядности изложения) в даль­ нейших расчетах будем пользоваться допустимым значением еже­ годного индивидуального риска Р = Ю - 5 . Напомним, что это значение есть' вероятность заболевания, тогда как приведенные выше уровни естественного риска означали вероятность летального исхода, т . е . , в известном смысле, опасное воздействие АЭС в пре­ делах установленного значения индивидуального риска меньше, нежели суммарное воздействие естественных причин. В качестве создания некоторого запаса в расчетах разумно вычислять факти­

К (8.4), усредненной по погодным условиям, в предположении линейной зависимости между дозой облучения (или концентрацией) и эффектом воздействия запишем в виде

'<х=1

Весовые факторы WA для различных погодных условий Пасквилла (см. табл. 8.5) следует принимать, ориентируясь на стати­ стические метеорологические данные для конкретного района. Например, для условий Великобритании 171]: WA -• 0,017, WB = 0,084, WC = 0,168, WD = 0,41, WE = 0,118, WF = 0,203.

Величины Ка {х, О, 0/1) можно вычислить по формуле

ного изотопа); 2) Н = 0 (выброс с уровня земли), и при исполь­

Зависимость вертикального «размаха» радиоактивного облака Ла от различныхпогодных условий а приведена на рис. 25 [82]. Аналогичная зависимость средней скорости ветра иа представлена

дуального риска используются следующие соображения. Практи­ ческие оценки [93, 96] показывают, что обычно для конкретных

бовать, чтобы риск, обусловленный отдельным выбросом из любой области значений активности Е, не превышал q Р д о п , то полный риск при q « 0,1 не превзойдет величину Р д о п . В этом случае вы­ ражение (8.21) можно переписать в виде

Величину индивидуального риска разумно оценивать для сектора (пли секторов), включающего наиболее вероятное направление ветра. В запас расчета иногда в качестве такого сектора рассмат-

ч-1

107Е}кюри

Р и с . 26. Г р а н и ч н ы е л и н и и б е з о п а с н о с т и д л я с а н и - т а р н о - з а щ и т н ы х з о н р а з л и ч н ы х р а д и у с о в .

ривают тот, вдоль которого ветер направлен примерно 2/12 всеп>

Уравнения (8.24) и (8.25) позволяютпостроить линию безо­ пасности для любого радиуса х санитарно-защитной зоны. На рис. 26 приведены линии безопасности (8.25) для трех различных по размеру санитарно-защитных зон: х = 800; 1500; 3000 м. Вы­ брос радиоактивного.вещества через вентиляционную трубу приво-