Устойчивость функционирования объектов экономики в чрезвычайных ситуациях. Практикум

При установлении допустимых доз облучения учитывается, что облучение может быть однократным или многократным. При однократном облучении (облучение, полученное в течение первых четырех суток после аварии) различают четыре степени лучевой болезни (табл. 3.3).

Таблица 3.3

_________

*1 Р = 2,58 10-4 Кл/кг (рентген – внесистемная единица измерения).

При радиационных авариях с выбросами радиоактивных веществ образуются зоны радиоактивного загрязнения (рис. 3.1), характеризующиеся уровнем радиации, дозой облучения, степенью загрязнения и т.п. (табл. 3.4).

y

L

Рис. 3.1. Зоны радиоактивного заражения при радиационной аварии [1]

31

Таблица 3.4

Характеристика зон радиоактивного загрязнения

Геометрические размеры (длина L, км, и ширина В, км) зон загрязнения (см. рис. 3.1) для значений массы радиоактивного выброса m, кг, и скорости ветра wв, м/с, представлены в табл. 3.5, а для других условий аварии эти показатели рассчитываются по следующим формулам:

где L′, B′ – геометрические размеры зон загрязнения при массе радиоактивного выброса m′, кг, и скорости ветра wв′, м/с.

Таблица 3.5

Размеры зон радиоактивного загрязнения при скорости ветра wв = 5 м/с

32

Оконччание табл. 3.5

Время подхода радиоактивного облака к объекту tподх, ч, определя-

ется по формуле

τподх = Cw R , (3.5)

в

где C – коэффициент, зависящий от степени вертикальной устойчивости атмосферы; при конвекции C = 0,23, изотермии C = 0,20, инверсии C = 0,09; степень вертикальной устойчивости атмосферы определяется по прил. 3.1 в зависимости от времени суток, состояния облачности и скорости ветра;

R – расстояние от объекта до эпицентра выброса, км; wв – скорость движения воздуха на высоте 10 м, км/ч.

Расчет уровня радиации Рt, Гр/ч, и дозы внешнего облучения D, Гр, производится в зависимости от времени, прошедшего после аварии, t, ч, по формулам:

где Ризм – измеренный (рассчитанный) уровень радиации на объекте в

момент времени tизм, Гр/ч;

Рнач, Ркон – уровень радиации на время начала tнач и окончания tкон облучения, Гр/ч;

tнач, tкон – время соответственно начала, окончания облучения, ч; K, n – коэффициенты, принимаемые соответственно K = 1,33 и n = 0,25 для промежутка времени до 1 месяца после аварии и K = 2 и n = 0,5 – от 1 до 3 месяцев.

При нахождении человека в помещении (цех, защитное сооружение и т.п.) доза облучения будет меньше в Kосл раз. Коэффициент Kосл называется коэффициентом ослабления, его значения приведены в табл. 3.6.

33

Коэффициент защищенности за сутки С24, показывающий, во сколько раз доза облучения меньше дозы, которую человек получил бы на открытой местности, можно определить по формуле

где ti – продолжительность пребывания людей в различных i-х условиях (дома, защитные сооружения, транспорт и т.п.), ч;

Kосл – коэффициент ослабления (см. табл. 3.6).

Дозаi внутреннего (ингаляционного) облучения человека Dвнут, Гр, зависит от степени вертикальной устойчивости атмосферы, скорости ветра wв, м/с, и расстояния от эпицентра аварии R, км (табл. 3.7).

Таблица 3.7

Доза внутреннего (ингаляционного) облучения при аварии реакторов типа ВВЭР-1000 и РМБК-1000

34

Примечание. В случае аварии с реактором типа ВВЭР-400 значение дозы внутреннего (ингаляционного) облучения Dвнут, Гр, из таблицы умножить на коэффициент 0,44.

Время допустимой работы tраб, ч, персонала (населения) при условии получения дозы, не превышающей установленное значение Dзад, Р, определяется по табл. 3.8.

Таблица 3.8

Допустимая продолжительность пребывания людей на загрязненной местности (ч, мин)

Примечание. P1ч – уровень радиации на объекте через 1 ч после аварии, Р/ч; Dзад – установленная доза облучения на загрязненной местности, Р; Kосл – коэффициент ослабления.

35

Критерии для принятия решений по защите населения и персонала в случае радиационной аварии с радиоактивным загрязнением территории приведены в табл. 3.9.

Таблица 3.9

Критерии для принятия неотложных решений в начальном периоде радиационной аварии

* Только для щитовидной железы.

Примечания:

1.Если уровень облучения, предотвращаемого защитным мероприятием, не превосходит уровень А, нет необходимости в выполнении мер защиты, связанных

снарушением нормальной жизнедеятельности населения, а также хозяйственного и социального функционирования территории.

2.Если предотвращаемое защитным мероприятием облучение превосходит уровень А, но не достигает уровня Б, решение о выполнении мер защиты принимается по принципам обоснования и оптимизации с учетом конкретной обстановки и местных условий.

3.Если уровень облучения, предотвращаемого защитным мероприятием, достигает и превосходит уровень Б, необходимо выполнение соответствующих мер защиты, даже если они связаны с нарушением нормальной жизнедеятельности населения, хозяйственного и социального функционирования территории.

Глубины зон радиоактивного загрязнения и облучения щитовидной железы для принятия неотложных решений по защите населения в начальном периоде аварии (укрытие, эвакуация и йодная профилак-

тика) LУX , км, LЭX , км, и LПX , км, для реакторов РБКМ-1000 и ВВЭР1000 при различной степени вертикальной устойчивости атмосферы

и скорости ветра wв′, м/с, на высоте 10 м приведены в прил. 3.2 и 3.3. Максимальная ширина зон, на территории которых необходимо

проводить защитные мероприятия по укрытию, LYУ , км, эвакуации, LЭY , км, и йодной профилактике, LПY , км, определяется по формуле

36

где A – коэффициент, зависящий от степени вертикальной устойчивости атмосферы; при конвекции A = 0,20, изотермии A = 0,06, инверсии A = 0,03.

Площади зон радиоактивного загрязнения, на территории которых необходимо проводить защитные мероприятия по укрытию, SУ, км2, и эвакуации, SЭ, км2, а также размеры зон облучения, на территории которых производится йодная профилактика, SП, км2, рассчитываются по формуле

Задача 3.1

На АЭС, расположенной на расстоянии R, км, от машиностроительного завода, произошла авария реактора с выбросом массой m′, т. Авария произошла в заданное время суток при установленной по вариантам исходных данных облачности и скорости ветра wв′, м/с, на высоте 10 м. Территория завода находится с подветренной стороны по отношению к АЭС.

В соответствии с исходными данными, приведенными в табл. 3.10, выполнить следующие действия.

1.Оценить радиационную обстановку в цехе.

2.Определить размеры зон возможного радиоактивного заражения, на территории которых необходимо проводить защитные мероприятия по укрытию, эвакуации и йодной профилактике персонала.

3.Принять решения по защите персонала и продолжению функционирования цеха.

Таблица 3.10

Варианты исходных данных к задаче 3.1

37

Окончание табл. 3.10

Алгоритм расчета

1. Оценить радиационную обстановку в цехе.

1.1. С учетом данных табл. 3.4 и 3.5, типа реактора, массы радиоактивного выброса m′, т, и скорости ветра wв′, м/с, по формулам (3.3) и (3.4) методом интерполяции определить геометрические размеры (длину L′, км, и ширину В′, км) зон радиоактивного заражения А1, А,

Б, В, Г (см. рис. 3.1).

1.2. Последовательно сопоставляя расстояние от АЭС до машиностроительного завода R, км, с длинами зон загрязнения LА′1, LА′, LБ′, LВ′, LГ′, км, определить, в какую зону попадает заданный цех машиностроительного завода и по формулам, приведенным в табл. 3.4, определить площадь этой зоны заражения S, км2.

1.3.Используя данные табл. 3.4 (уровень радиации Р, Гр/ч, для соответствующей зоны заражения) методом интерполяции уточнить уро-

вень радиации Ризм, Гр/ч, соответствующий расстоянию от АЭС до заданного цеха машиностроительного завода R, км. Принять это значение за уровень радиации на объекте через время tизм = 1 ч после аварии.

1.4.По заданным метеоусловиям определить степень вертикальной устойчивости атмосферы (см. прил. 3.1).

38

1.5.Определив коэффициент C (в зависимости от степени вертикальной устойчивости атмосферы), по формуле (3.5) рассчитать время подхода радиоактивного облака к объекту (к заданному цеху машиностроительного завода) tподх, ч.

1.6.По формуле (3.6) определить уровень радиации на объек-

те Pвып, Гр/ч, на момент начала выпадения радиоактивных осадков tвып, ч, (при расчете принять время начала выпадения осадков tвып, ч, равным времени подхода радиоактивного облака к объекту tподх, ч).

1.7.По формуле (3.6) определить уровень радиации на объекте

P240, Гр/ч, через 10 сут (t = 240 ч) после аварии.

1.8. При расчете по формуле (3.6) уровень радиации Ризм, Гр/ч, принять соответствующим времени tизм = 1 ч после аварии.

1.9. По формуле (3.7) определить дозу внешнего облучения D, Гр, за 10 сут (при расчете принять время начала облучения tнач, ч, равным времени начала выпадения осадков tвып, ч.

1.10. По табл. 3.7, зная степень вертикальной устойчивости атмосферы, скорость ветра wв′, м/с, и расстояние от эпицентра аварии R, км, найти дозу внутреннего (ингаляционного) облучения работни-

ков завода при аварии реактора на АЭС Dвнут, Гр (для значений скорости ветра и расстояний, не указанных в табл. 3.7, использовать метод

линейной интерполяции).

1.11. Принимая, что персонал завода находится в помещении (цех, защитное сооружение и т.п.), по табл. 3.6 найти коэффициент осла-

бления Kосл.

1.12. Определить значение дозы внешнего облучения за 10 сут D240′ , мГр, с учетом защищенности персонала предприятий от радиационного воздействия при нахождении в помещении, разделив значение дозы D240, мГр, на коэффициент ослабления Kосл.

2. Определить размеры зон возможного радиоактивного заражения, на территории которых необходимо проводить защитные мероприятия по укрытию, эвакуации и йодной профилактике персонала.

2.1. По табл. 3.9 определить верхние критериальные значения доз облучения за первые 10 сут, при которых нужно проводить укрытие, эвакуацию и йодную профилактику. Значения доз облучения, при которых нужно проводить укрытие, эвакуацию, принять для всего тела, йодную профилактику, – для щитовидной железы.

2.2. С учетом типа реактора, степени устойчивости атмосферы и скорости ветра wв′, м/с, по прил. 3.2 или 3.3 определить глубину зон радиоактивного загрязнения, на территории которых необходимо про-

39

водить защитные мероприятия по укрытию, LУX , км, и эвакуации, LЭX , км, а также размеры зон облучения, на территории которых производится йодная профилактика, LПX , км.

2.3. По формуле (3.9) с учетом коэффициента А определить максимальную (на половине длины зоны) ширину зон радиоактивного загрязнения, на территории которых необходимо проводить защитные мероприятия по укрытию, LYУ , км, эвакуации, LЭY , км, и йодной профилактике, LПY , км.

2.4. По формуле (3.10) определить площадь зон радиоактивного загрязнения, на территории которых необходимо проводить защитные мероприятия по укрытию, SУ, км2, и эвакуации, SЭ, км2, а также размеры зон облучения, на территории которых производится йодная профилактика, SП, км2.

3. Принять решения по защите персонала и продолжению функционирования цеха на основании сравнения размеров и площади зоны радиоактивного загрязнения (определенных в п. 1.2) с размерами и площадью зон радиоактивного загрязнения, на территории которых необходимо проводить защитные мероприятия по укрытию, эвакуации и йодной профилактике (определенных в п. 2.1, 2.2 и 2.3).

4. Сделать вывод о последствиях радиационной аварии и мерах защиты персонала.

40