Metodichka

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра безопасности и защиты в чрезвычайных ситуациях

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по оценке радиационной обстановки (решение типовых задач)

Издательство Санкт-Петербургского государственного экономического университета

2013

Рекомендованы научно-методическим советом университета

Методические указания по оценке радиационной обстановки (решение типовых задач). - СПб.: Изд-во СПбГЭУ, 2013.- 17 с.

Методические указания разработаны на основании программы обучения студентов по дисциплине «БЖД» по теме «Прогнозирование и оценка обстановки при ЧС». По этой теме требуется самостоятельное решение студентами типовых задач по оценке радиационной обстановки сложившейся в результате аварии на атомной электростанции и при взрыве ядерного боеприпаса. Задачи включают определение зоны (S) радиоактивного загрязнения;

дозы (Д) внешнего облучения, которые может получить население, рабочие и служащие при действиях на загрязненной РВ территории, а также допустимой продолжительности работы людей (Т) на радиоактивно загрязненной местности.

Методические указания предназначены для студентов дневной и вечерней формы обучения ,бакалавров всех направлений.

Составители: д. э. н., профессор С.Г. Плещиц,

канд. мед. наук, доцент Л.Н. Мармышева,

доцент Е.И. Цыбенко

Рецензент: д-р экон. наук, профессор Б.К. Плоткин (СПбГЭУ)

Техническая помощь: О.В. Стрельцова,

Д.Ю. Петров

ОЦЕНКА РАДИАЦИОННОЙ ОБСТАНОВКИ ПРИ АВАРИИ НА АЭС

Радиационная обстановка – это обстановка, складывающаяся в результате распространения радиоактивных веществ (РВ) и образования, вследствие этого, зон радиоактивного загрязнения (ЗРЗ) на местности. Оценка радиационной обстановки заключается в решении задач по определению уровня радиации на 1 час, доз внешнего облучения, допустимого времени пребывания людей в ЗРЗ и других задач, а также анализе полученных результатов для выбора режима радиационной защиты, обеспечивающего минимальные радиационные потери.

А. Расчет дозы (Д) внешнего облучения производится по формуле:

где Рср - средний уровень радиации (или мощности дозы);

Тобл - время, в течение которого человек подвергается облучению;

Кзащ - коэффициент защиты сооружения (или коэффициент ослабления радиации).

Чтобы оценить полученную при внешнем облучении дозу, необходимо знать допустимые пределы дозы облучения (ДПД) для человека в мирное время, которые представлены в «Нормах радиационной безопасности» (НРБ-99) и Федеральном законе «О

радиационной безопасности населения».

ДПД(допустимый предел дозы) - это доза, которая не должна вызывать повреждения человеческого организма в любой момент времени в течение года на протяжении жизни человека.

Федеральным законом «О радиационной безопасности» (ст.9) установлены допустимые пределы доз облучения для персонала и населения в условиях радиоактивного загрязнения, которые введены с 1 января 2000 г. Так, для производственного персонала средняя годовая эффективная доза равна 20 мЗв (2 бэра) и за период трудовой деятельности

(50 лет) - 1000 мЗв (100 бэр); для населения средняя годовая доза равна 1 мЗв (0,1 бэра) и за период жизни (70 лет) - 70 мЗв (7 бэр), т.к. 1 Зв = 1000 мЗв = 100 бэр или 1 мЗв = 0,1 бэр.

Установлено, что однократное облучение в 50 рад (бэр) – проходит для человека без последствий, т.е. не развивается острая лучевая болезнь (ОЛБ).

Одноразовое облучение в 100 рад (бэр) дает 5% пораженных, т.е. появляются начальные признаки острой лучевой болезни (ОЛБ) - тошнота, рвота, потеря работоспособности и т.д. Чем больше доза облучения, тем выше степень ОЛБ. Так, 200 рад вызывают поражение у 3% облученных, 250 рад - почти у всех, 300 рад приводят к 10%

смертельных исходов, и свыше 600 рад 100% смертельных исходов от ОЛБ.

Расчет дозы облучения (Д) (пример):

Задача № 1. Через 3 часа после аварии на АЭС на территории одного из районов города мощность дозы, или уровень загрязнения (Р) в среднем оставил 1,5 р/ч. Определить дозу (Д) облучения, которую могут получить рабочие, служащие и другое население этого района за 4 часа облучения. На территории района для защиты населения могут быть использованы следующие сооружения: производственные и служебные помещения объектов народного хозяйства с Кзащ = 7, подвалы с Кзащ = 50, ПРУ с Кзащ = 200 и ряд убежищ с Кзащ = 1000 (средние значения коэффициента ослабления дозы радиации укрытий и транспортных средств приведены в табл. 7 приложения. В приложении приведены все таблицы для последующих расчетов).

Итак, Р3 ч = 1,5 р/ч;

Д 4 ч = ?

Решение:

1) определяем уровень радиации на 1 час после аварии (Р1 ч) по формуле: Р1ч = Р3ч * к3ч

Коэффициент для пересчета уровня радиации на 3 часа после аварии (к3ч) находим в табл. 1, который равен 1,2.

Р1ч = 1,5 р/ч * 1,2 = 1,8 р/ч.

Для определения Д облучения необходимо вычислить Рср (средний уровень радиации),

для этого необходимо знать Ркон (конечный уровень радиации).

Рср = Р нач + P кон

2

Ркон, или Р7ч складывается из следующего: после 3-х часов от аварии люди начали облучаться и это продолжалось 4 часа (по условиям задачи), т.е. Ркон - это уровень радиации на 7 часов после аварии;

производственных и служебных помещениях:

Д = Рср * Тобл = 1,4 * 4 = 0,8 рад (бэр), сравниваем с ДПД и делаем вывод: т.к. 0,8 рад (бэр) >

Для тех же, кто находился в подвалах, соответственно при Кзащ= 50

Если находились в ПРУ, то Д = 1,4 * 4 = 0,028 рад (бэр).

200

т.к. 0,028 рад (бэр) < 0,1 рад (бэр), то для защиты людей убежище удовлетворяет по Кзащ.

т.к. 0,005 рад (бэр) < 0,1 рад (бэр), то для защиты людей убежище удовлетворяет по Кзащ.

А для тех людей, которые все это время (т.е. 4 часа) находились на открытой местности

Д = 1,4 * 4 = 5,6 рад (бэр).

1

5,6 рад (бэр) > 0,1 рад (бэр), требуется укрыть людей в убежище.

Б. Расчет допустимой продолжительности работы людей на радиоактивно

загрязненной местности (Т).

При аварии на АЭС может возникнуть необходимость проведения различных видов работ на радиоактивно загрязненной местности (ликвидация последствий аварии, эвакуация населения, дезактивационные работы и.т.д.). Поэтому необходимо определение допустимой продолжительности работ личным составом формирований ГО и другими лицами на радиоактивно загрязненной местности.

Задача № 2. Определить допустимую продолжительность работы личного состава формирований ГО на радиоактивно загрязненной местности, если измеренный уровень радиации при входе в зону через 2 часа после аварии составил 5 р/ч. Заданная доза облучения Дзад = 10 рад (бэр).

Решение:

1)определяем уровень радиации на 1 час после аварии (Р1ч) аналогично задаче № 1:

по формуле:

Р1ч = Р2ч * к2ч = 5 р/ч * 1,16 = 5,8 р/ч. 2) находим отношение

(Кзащ = 1, т.к. работа проводится на открытой местности).

3) по табл. 2 на пересечении по горизонтали цифры 0,6 по вертикали цифры 2

находим допустимую продолжительность пребывания людей на радиоактивно загрязненной местности, которая составит 2 часа 35 минут.

ОЦЕНКА РАДИАЦИОННОЙ ОБСТАНОВКИ ПРИ ВЗРЫВЕ ЯДЕРНОГО

БОЕПРИПАСА

Исходными данными для выявления и оценки радиационной обстановки при ядерном взрыве являются:

1. Уровни радиации на территории объекта, проживания населения, на маршруте движения формирований и время их измерения.

2.Время ядерного взрыва.

3.Защитные свойства зданий защитных сооружений, транспорта и пр. (т.е. коэффициенты защиты или коэффициенты ослабления).

При этом все измеренные уровни приводятся к их значению на 1 час после взрыва для выявления зоны радиоактивного загрязнения.

Задача № 1. Приведение уровней радиации к одному времени, т.е. к 1 часу после ядерного взрыва. Эта задача решается по двум вариантам:

а) время ядерного взрыва известно;

б) время ядерного взрыва неизвестно.

Пример а). В 12 часов 15 мин уровень радиации на территории размещения эвакуационного населения составлял 37 р/ч. Определить уровень радиации (Р) на 1 час после взрыва и режим радиационной защиты, если ядерный взрыв произошел в 11 час 45 мин.

Решение:

1.Определяем разность между временем измерения уровня радиации и временем ядерного взрыва:

12ч 45 мин - 11 ч 45 мин = 30 мин.

2.По табл. 3 на пересечении по горизонтали цифры 30 мин и по вертикали 1 час,

время, на которое пересчитываем уровень радиации, находим значение коэффициента для пересчета уровня радиации. Он равен 0,44.

3. Определяем уровень радиации (Р) на 1 час после взрыва:

Р1ч = 37 р/ч * 0,44 - 16,3 р/ч.

По табл.5 по значению уровня радиации 16,3 р/ч выявляем ЗРЗ, это зона А – зона умеренного радиоактивного загрязнения (РЗ) и выбираем для этой зоны режимы радиационной защиты:

общая продолжительность соблюдения режима – до 4 суток, в том числе – до 0,7 суток – продолжительность пребывания в противорадиационной укрытии (ПРУ), оставшееся время –

3,3 суток можно выходить на улицу, но не более чем на 2 часа.

Пример б). В районе дислокации эвакуированного населения уровень радиации, измеренный в 8 ч 10 мин, был 70 р/ч (Р1 = 70 р/ч), а в 8 ч 40 мин – 59,5 р/ч (Р2 = 59,5 р/ч). Определить уровень радиации на 1 час после взрыва и режим радиационной защиты.

В данном случае время нанесения ядерного удара не известно.

Решение:

1. Определяем интервал времени между вторым и первым измерениями:

8 ч 40 мин - 8 ч 10 мин = 30 мин.

2. Определяем отношение уровней радиации второго измерения к первому:

Р2/ Р1 = 59,5 /70 = 0,85.

3.Определяем время, прошедшее после взрыва до второго измерения уровня радиации на местности: по табл. 4 на пересечении по горизонтали цифры 0,85 и по вертикали 30 мин находим 4 час 00 мин.

4.Определяем время нанесения ядерного удара (время ядерного взрыва) как разность времени второго измерения 8 ч 40 мин и времени, прошедшего после взрыва до второго измерения – 4 ч.00 мин.:

8 ч 40 мин - 4 ч 00 мин = 4 ч 40 мин.

Определив время ядерного взрыва, дальнейший ход решения данного примера аналогичен последовательности решения предыдущего примера, т.е. определяем разность между временем второго измерения уровня радиации и временем взрыва:

8 ч 40 мин - 4 ч 40 мин = 4 ч 00 мин.

5. По табл. 3 на пересечении по горизонтали цифры 4 ч 00 мин и по вертикали 1 час

( время, на которое пересчитываем уровень радиации) находим значение коэффициента для пересчета уровней радиации. Он равен 4,50

6.Определяем уровень радиации (P) на 1 час после взрыва: Р1= 59,5 р/ч*4,5=267 р/ч.

Напомним, что на 1 ч после взрыва уровни радиации на внешней границе зоны А радиоактивного загрязнения (зоны умеренного загрязнения) составляют 8 р/ч . зоны Б (зоны сильного загрязнения) - 80 р/ч, зоны опасного загрязнения (зоны В) - 240 р/ч и юны чрезвычайно опасного загрязнения (зоны Г) - 800 р/ч.

7. Определяем, по табл. 5 в какой зоне радиоактивного загрязнения находится эвакуированное население и выбираем режим радиационной защиты населения.

По значению уровня радиации на 1 час после ядерного взрыва 267,5 р/ч, оно находится в диапазоне 240-800 р/ч. Определяем, что эвакуированное население в результате радиоактивного загрязнения местности оказалось в зоне B зоне опасного радиоактивного загрязнения. По табл. 5, выбираем для зоны опасного радиоактивного загрязнения режим радиационной защиты населения на загрязненной местности, устанавливаем, что общая продолжительность соблюдения режима - 80 суток, продолжительность непрерывного пребывания людей в ПРУ до 10 суток, время соблюдения режима с ограниченным пребыванием на открытой местности (до 2 часов) - 70 суток.

Задача № 2. Определение возможных доз облучения (Д) при действиях на местности, загрязненной радиоактивными веществами.

Для рассмотрения порядка решения данного типа задач, нужно помнить, что дозы радиации, полученные людьми за время пребывания в зонах загрязнения, определяют тяжесть поражения, т.е. степень лучевой болезни. Установлено, что однократной считается доза за период времени до 4-х суток - 50 рад, доза полученная за 10-30 суток - 100 рад, за 3

месяца - 200 рад, за 1 год - 300 рад являются допустимыми, т.е. не приводящими к лучевой болезни.

Пример. На объекте через 1 час после ядерного взрыва уровень радиации (Р) составил

300 р/ч. Определить дозу облучения (Д), которую получат рабочие и служащие объекта,

находящиеся на открытой местности в производственных помещениях за 4 часа, если известно, что облучение началось через 8 часов после ядерного взрыва.

Решение:

1. По табл. 6 на пересечении по горизонтали цифры 8 часов и по вертикали 4 часа находим дозу облучения личного состава на открытой местности при уровне радиации 100

р/ч. Она равна 25,6 рад.

2. Находим дозу облучения личного состава на открытой местности согласно табл. 6, но при уровне радиации 300 р/ч – по условию задачи. Очевидно, что доза радиации при уровне радиации 300 р/ч будет в три раза больше по сравнению с табличной: 300/100 =

3.

Таким образом, рабочие и служащие за 4 часа пребывания на открытой местности,

загрязненной радиоактивными веществами, получат дозу облучения 76,8 рад:

25,6 * 3 = 76,8 рад.

3.Определяем дозу облучения рабочих и служащих за 4 ч пребывания в

производственных помещениях. По табл. 7 коэффициент защиты (Кзащ) для производственных помещений равен 7. Следовательно, в них рабочие и служащие получат дозу облучения 11 рад: 76,8 рад /7=11 рад.

Вывод: т.к. 11 рад < 50 рад ( однократная допустимая доза облучения в течение 4-х

суток), то дозу облучения, приводящую к лучевой болезни рабочие и служащие,

находящиеся в цехах, не получат, а находящиеся на открытой местности – получат.

Задача № 3 Определение допустимой продолжительности (Т) пребывания людей на радиоактивной загрязненной (РВ) местности.

Допустимое пребывание людей на радиоактивно загрязненной местности определяется в том случае, когда доза облучения установлена, т.е. заданная доза (Дзад), и

необходимо определить, сколько времени можно находиться на радиоактивно загрязненной

местности, чтобы доза облучения не превысила дозу, не приводящую к потере

работоспособности или установленную (заданную) дозу.

Пример. Определить допустимую продолжительность (Т) пребывания рабочих на

радиоактивно загрязненной территории завода, если работы начались через 3 часа после

ядерного взрыва, а уровень радиации в это время составил 100 р/ч (Рвходное). Для рабочих установленная доза (Д зад.) - 30 рад. Работы ведутся внутри каменных одноэтажных зданий

(Косл =10).

Решение:

вертикали 3 часа находим допустимое время работы в условиях радиоактивного загрязнения, оно равно 6 ч.

Вывод: рабочие на радиоактивно загрязненной территории завода в цехах могут работать максимум 6 часов.

Контрольная работа (1-ая контрольная точка) по оценке радиационной обстановки включает пять задач. При правильном решении только трех задач студент получает минимальное количество баллов, пяти задач – максимальное количество баллов в соответствии с методическими указаниями по применению балльно-рейтинговой системы.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица 1

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ТАБЛИЦА СПАДА МОЩНОСТИ ДОЗЫ ИЗЛУЧЕНИЯ, ОТСЧИТЫВАЕМАЯ ОТ МОМЕНТА АВАРИИ НА АЭС

( Составлена НИИ радиации и используется на ЛАЭС)