МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ, СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Ордена Трудового Красного Знамени

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Московский технический университет связи и информатики»

Кафедра «Экология»

Лабораторная работа

по дисциплине «Радиационная безопасность»

по теме «Расчёт уровня радиации и определение зоны радиационного заражения»

Выполнил:

Студенты группы М092501(70)

Крапильский А.А., Широков Н. Д., Рожков Е.И., Шаинян С.А., Ягудин Р.Р., Зобов И.Р.

Проверила:

к.э.н., доцент Федоркина И.А.

Москва, 2025

Цель работы

Изучить методику оценки радиационной обстановки расчётным методом и освоить навыки расчёта уровня радиации и определения зоны заражения при ядерном взрыве.

Задание

1. Изучить общие положения методики оценки радиационной обстановки.

2. Освоить методику приведения измеренных уровней радиации к заданному времени.

3. Выполнить индивидуальные задачи (варианты – по списку группы):

   1. расчёт уровня радиации через заданное время;

   2. определение зоны заражения;

   3. определение времени снижения уровня радиации;

   4. оценка зоны заражения по данным радиационной разведки.

Теоретическая часть

Радиационная обстановка – это совокупность последствий радиоактивного заражения местности, влияющих на здоровье населения и деятельность объектов экономики. Она формируется в результате ядерного взрыва или аварии на радиационно-опасных объектах и характеризуется масштабом, степенью и видом загрязнения (альфа-, бета-, гамма-излучение).

Основные показатели опасности – – уровни радиации и размеры зон заражения. Согласно принятой классификации, выделяют четыре зоны: А (умеренная), Б (сильная), В (опасная), Г (чрезвычайно опасная). Их границы определяются по уровням радиации через 1 час после взрыва.

Оценка радиационной обстановки проводится методом прогнозирования (по исходным данным: время взрыва, мощность, направление и скорость ветра) либо по данным радиационной разведки (фактические замеры).

Для расчетов используется зависимость:

где:

– уровень радиации в заданный момент времени;

– уровень радиации в момент замера;

– расчетное время после выброса;

– время замера;

– показатель спада (0,4 для наземного взрыва, 1,2 для воздушного).

Используя коэффициенты пересчета, можно привести измеренные значения к любому времени, спрогнозировать снижение радиационного фона и определить допустимое время пребывания людей в заражённых районах.

Практическая значимость оценки радиационной обстановки заключается в обеспечении безопасности спасательных формирований и населения, выборе маршрутов передвижения и мероприятий по защите: эвакуации, дезактивации, применению укрытий и средств индивидуальной защиты.

Таким образом, расчет уровня радиации и определение зон заражения позволяют выработать оптимальные решения для предотвращения радиационного поражения людей и минимизации последствий чрезвычайных ситуаций.

Практическая часть

Задача 1

Условие задачи 1 представлено на рис. 1.

Рисунок 1 – Условие задачи 1

Исходные данные для задачи 1 представлены в табл. 1.

Таблица 1 - Исходные данные для задачи 1

Номер Варианта	Время выброса	Время замера выброса	Уровень радиации во время замера, Р/ч	Расчётное время, ч
7	16 ч 35 мин	19 ч 05 мин	80	3

Решение:

1. Определяем разность между временем замера уровня радиации и временем ядерного взрыва: τ = 19.05 – 16.35 = 2.30 или 2,5 ч.

2. По табл. П.А1 (приложение А) находим коэффициент пересчета уровней радиации с 2,5 ч на 3: k = 0,93.

3. Определяем уровень радиации через 3 ч после ядерного взрыва по формуле (3):

4. Для определения зоны радиационного заражения необходимо оценить уровень радиации, который был через 1 ч после выброса РВ. Коэффициент пересчета уровней радиации с 2,5 ч на 1 ч после взрыва равен 1,44 (табл. П.А1, приложение А). Следовательно, уровень радиации на этот момент составлял Р1ч =80×1,44 =115,2 Р/ч, что соответствует зоне опасного радиационного заражения – В.

Ответ: Уровень радиации через 3 ч после взрыва равен 74,4 Р/ч. Зона радиационного заражения - В (опасная).

Задача 2

Условие задачи 2 представлено на рис. 2

Рисунок 2 – Условие задачи 2

Исходные данные для задачи 2 представлены в табл. 2.

Таблица 2 - Исходные данные для задачи 2

Номер Варианта	Время взрыва	Время замера радиации	Уровень радиации во время замера, Р/ч	Снижение уровня радиации до заданного значения, Р/ч
7	16 ч 35 мин	19 ч 05 мин	80	30

Решение:

1. Определяем разность между временем замера уровня радиации и временем ядерного взрыва: τ = 19.05 – 16.35 = 2,5 ч.

2. Рассчитываем коэффициент пересчета с 2 ч до искомого времени, исходя из формулы (3): k = pτ /p0; k = 30/80 = 0,375.

3. В табл. П1.Б (приложение Б) видим, что такого коэффициента пересчета со времени измерения (2,5 ч) нет, следовательно, будем находить его методом интерполяции. Ближайшее значение   находится между   ч ( ) и   ч ( ), следовательно,    ч (5 ч 30 минут). Следовательно, радиация на объекте достигнет уровня 30 Р/ч к моменту времени, которое составит: 16.35 + 5.30 = 22 ч 05 мин.

Ответ: Уровень радиации снизится до 30 Р/ч в 22 ч 05 мин.

Задача 3

Условие задачи 3 представлено на рис.3.

Рисунок 3 – Условие задачи 3

Исходные данные для задачи 3 представлены в табл. 3.

Таблица 3 - Исходные данные для задачи 3

Номер варианта	Время первого замера радиации	Время повторного замера радиации	Уровень радиации во время замера, Р/ч
7	16 ч 35 мин	17 ч 00 мин	70

Решение:

1. Для отнесения территории объекта к той или иной зоне радиационного заражения необходимо по формуле (2) или (3) вычислить уровень радиации через 1 ч после взрыва. При аналитическом решении задачи пользуемся формулой (2):

Р/ч

По табл. П.А1 (приложение А) для   ч находим коэффициент пересчета на 1 ч методом интерполяции. Поскольку для  ч и для   ч →  , следовательно,

Тогда:

Полученное значение уровня радиации через 1 ч после взрыва соответствует зоне опасного радиационного заражения – В.

2. Вычисляем уровень радиации через 17 ч 00 мин после первого замера, т.е. для времени после взрыва:

По табл. П.4.1 для ( ) и ( ) находим коэффициент пересчета методом интерполяции.

Ближайшие значения:

Для ( t = 16,0 , ч ) – ( k = 0,96 )

Для ( t = 17,0 , ч ) – ( k = 1,00 )

Интерполяция:

Тогда:

Ответ: Зона радиационного заражения: Б (сильная). Ожидаемый уровень радиации через 17 ч после взрыва: 68,6 Р/ч

Выводы

В процессе выполнения лабораторной работы изучили методику оценки радиационной обстановки расчётным методом, правила приведения измеренных уровней радиации к заданному времени по закону

критерии отнесения территории к зонам А/Б/В/Г (по уровню через 1 час), а также алгоритм применения табличных коэффициентов и интерполяции.

Для Задачи 1 (НЯВ) рассчитали ; приведя к 1-му часу, получили , что соответствует зоне В (опасная).

Для Задачи 2 (ВЯВ) определили момент снижения уровня до 30 Р/ч: ч после взрыва, что соответствует ≈ 22:05 при исходных данных.

Для Задачи 3 (НЯВ) установили, что объект также относится к зоне В (опасная), подтверждая высокую степень радиационного заражения. Схематически представлены границы зон заражения и ось следа радиоактивного облака для рассматриваемого сценария. На основе расчётных данных обоснована принадлежность объекта к зоне В, подтверждён характер временного спада , получены конкретные ориентиры по динамике уровней радиации, достаточные для принятия решений по противорадиационной защите и планированию работ на заражённой местности.

Ответы на контрольные вопросы

1. В чём измеряется радиация? Активность – Бк; экспозиционная доза – Кл/кг (или рентген); поглощённая доза – Гр; эквивалентная/эффективная – Зв; мощность дозы – Зв/ч (или Р/ч, мкЗв/ч).

2. Как действует радиация на живое? Вызывает ионизацию молекул, прямое повреждение ДНК/белков, радиолиз воды с образованием активных радикалов; возможны острые (лучевая болезнь) и отдалённые стохастические эффекты.

3. Поглощённая доза – энергия излучения, поглощённая единицей массы вещества (Гр).

4. Экспозиционная доза – мера ионизации воздуха фотонным излучением (Кл/кг, рентген).

5. Эквивалентная доза – поглощённая доза с учётом радиационного взвешивающего коэффициента (Зв); меряет риск биологического эффекта.

6. Задачи оценки радиационной обстановки – определить дозы, допустимое время пребывания, режим работы формирований, возможные потери; выбрать оптимальные защитные действия.

7. Ядерный взрыв – взрыв, энергия которого высвобождается из-за реакции деления/синтеза ядер; формирует облако и радиоактивные осадки.

8. Авария с выбросом РВ – происшествие на РОО/АЭС и т. п., приводящее к выбросу радионуклидов в окружающую среду.

9. Сколько зон заражения? Четыре: А, Б, В, Г (по уровням через 1 ч).

Тестовые задания

1. Наибольшую опасность для населения: 1) АЭС.

2. Зона общей упреждающей эвакуации при РБМК: 30 км.

3. Наиболее проникающее: γ-излучение.

4. Проникающая радиация вызывает: лучевую болезнь (при значимых дозах).

5. В облаке облучение: внутреннее и внешнее.