обж практика / русаков обж2

Національний технічний університет України

«Київський політехнічний інститут»

Інститут телекомунікаційних систем

Практична робота 2

«Оцінка радіаційної обстановки при аварії на радіаційно-небезпечних об’єктах»

Варіант 10

Виконав: ст. гр. ТІ-31с Русаков Д. С.

Перевірив:ст. викладач Комар В.П.

Київ, 2013

ВСТУП

Радіаційна обстановка - радіоактивне забруднення (зараження) місцевості, водоймищ, продовольства, фуражу вище природних (допустимих) значень в результаті аварії на радіаційно-небезпечних об’єктах (ядерного вибуху), яка вимагає вживання певних мір захисту.

Оцінка радіаційної обстановки (РО) здійснюється з метою визначення ступеня небезпеки для людей і заходів щодо захисту людей від ураження радіоактивними випромінюваннями. Це можуть бути укриття людей в захисних спорудах, використання засобів індивідуального захисту, евакуація або переселення людей відповідно до фази аварії і встановлених критеріїв. Оцінка РО включає 2 етапи: виявлення і власне оцінку РО.

Розміри зон РО, рівня радіації і дози опромінення є оновленими показниками ступеня небезпеки радіоактивного зараження для людей.

РО може бути виявлена двома методами: методом прогнозування і за даними радіаційної розвідки. Прогноз РО проводиться для розробки планів захисту населення, а також прийняття негайних рішень для організації захисту виробничого персоналу і населення на початковій фазі радіаційної аварії.

Прогнозовані зони радіоактивного забруднення наносяться у вигляді еліпсів у напрямку переміщення радіоактивної хмари.

Прогнозування РО може бути завчасним (оперативним) і аварійним (при виникненні радіаційної аварії).

За даними радіаційної розвідки виявляється фактична радіаційна обстановка, оцінка якої дозволяє уточнити прийняті раніше рішення і здійснити конкретні заходи, спрямовані на зменшення радіоактивного ураження людей і забруднення довкілля.

Основою для нанесення меж фактичних зон забруднення є рівні радіації в окремих пунктах на місцевості на час його вимірювання відносно аварії на АЕС, які потім перераховують на одну годину (Р₁) за формулою:

, Р/год

де Р_t – рівень радіації виміряний на час t відносно аварії, Р/год, рад/год;

К_t – коефіцієнт перерахунку рівня радіації на час t визначається за табл. 7, або розрахунком:

– для реакторів РБМК;

– для реакторів ВВЕР.

Закон спаду рівня радіації при аварії на АЕС:

де – рівень радіації на любий час після аварії, Р/год;

t – час після аварії на який визначається рівень радіації, год;

- для реакторів РБМК;

– для реакторів ВВЕР.

Перераховані рівні радіації на одну годину наносять на карту у відповідних точках випромінювання. Точки з рівнями радіації однаковими або близькими за їх значеннями на межах зон М, А, Б, В, Г з’єднують між собою плавними лініями відповідного кольору: зони М-червоного, А-синього, Б-зеленого, В-коричневого, Г-чорного.

Оцінка радіаційної обстановки у випаду вибуху в реакторі АЕС має деякі відмінності від вибуху ядерного боєприпаси, які пов’язані з іншими характеристиками і особливостями формування зон зараження і зниження рівня радіації з часом.

Зони зараження формуються в напрямку приземного вітру за середньою швидкістю переносу переднього фронту радіаційної хмари. Середня швидкість переміщення хмари V_c залежить від швидкості вітру на висоті 10 м /V₁₀/ і ступеню вертикальної стійкості повітря.

РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА

Умова:

На північній АС сталася аварія з руйнуванням ядерного реактора і викидом радіоактивних речовин в навколишнє середовище. Отримані перші дані про рівні радіації на території об’єкта господарювання (підприємства).

Завдання:

Оцінити радіаційну обстановку, що склалася на об’єкті господарювання згідно з наступними вихідними даними.

Таблиця 1. Вихідні дані для оцінювання радіаційної обстановки на об’єкті.

Найменування параметра	Значення параметра
Час аварії на АЕС, год.хв.	8.30
Період доби	день
Хмарність	середня
Швидкість вітру на висоті 10м, м/с	4
Напрямок вітру, град	240
Час вимірювання рівня радіації, год.хв.	11.30
Рівень радіації, мР/год	25
Початок робіт, год.хв.	12.30
Тривалість робіт, год	2
Тип реактора	РБМК - 1000
Частка викинутих із ЯР РР, %	10
Відстань від реактора до об’єкта, км (R)	20
Азимут об’єкта , град	60
Допустима доза опромінення, мР	25

Розв’язок:

1. Визначення розмірів зон радіоактивного зараження і можливого попадання об’єкта в зону зараження:

   1. Визначимо категорію стійкості повітря по заданій швидкості вітру, періоду доби, хмарності. За табл. 2 маємо ізотермію (нейтральна, стійка).

   2. Визначимо середню швидкість переміщення хмари за табл.3. За даними швидкості вітру 4 м/с і категорії стійкості повітря маємо: V_c = 5 м/с.

   3. Визначимо довжину L і ширину b зон зараження за табл.5, та враховуючи частку викинутих РР %, тип реактора – РБМК-1000, отримаємо:

Зона М: довжина L_м=270 км, ширина b_м=18,2 км.

Зона А: довжина L_А=75 км, ширина b_А=3,92 км.

Зона Б: довжина L_Б=17,4 км, ширина b_Б=0,69 км.

Зона В: довжина L_В=5,8 км, ширина b_В=0,11 км.

4. Порівнюючи R з L_м, L_А, L_Б, L_В визначаємо можливість зараження об’єкта. У нашому випадку L_Б<R< L_А, а також враховуючи напрямок вітру та азимут знаходження об’єкту(див. рис. 1) можна визначити місцезнаходження об’єкту – внутрішня межа зони помірного зараження (зона А). За табл. 4 визначаємо рівень радіації на 1 год. після аварії 1,42 рад/год.

Висновок: об'єкт господарювання може опинитися на внутрішній межі зони А, де рівень радіації (потужність дози) на одну год. після аварії Р₁=1,42 рад/год.

2. Визначення часу початку формування зони зараження на об’єкті (початку зараження) t_п.

   1. Час початку зараження території об’єкта відносно аварії t_п визначаємо за табл.6. На заданій відстані R=20 км при ізотермії і середній швидкості радіоактивної хмари V_c=5 м/с маємо t_п=1 год. Або розрахунком:

2. Визначаємо астрономічний час початку зараження:

Висновок: зараження об’єкта може початися через 1 год після аварії або о 8.30 за місцевим часом. До цього часу необхідно провести всі заходи щодо захисту людей і виробництва.

3. Визначення зони, в якій опинився об’єкт за даними розвідки (виміру рівня радіації на об’єкті).

   1. Визначаємо час виміру рівня радіації на об’єкті відносно аварії:

2. Приводимо виміряний рівень радіації на 1 годину:

Виходячи із закону спаду радіації:

де К_tвим – коефіцієнт перерахунку, що визначається за таблицею 7 або розрахунком:

(для реакторів типу РБМК -1000)

3. Визначаємо зону зараження в якій опинився об’єкт, виходячи із характеристик зон на 1 годину після аварії за таблицею 4 і фактичному рівню радіації на об’єкті перерахованому на 1 годину.

Висновок: об’єкт опинився в середині зоні М малого зараження

4. Визначення дози опромінення працівників об’єкта Д за встановлений термін роботи t_р= 2 год.

Дозу опромінення визначаємо розрахунком за спрощеною формою:

1. Визначаємо час початку роботи в зоні зараження t_п (якщо не заданий) рішенням пункту 2: t_п=1 год.

2. Визначаємо час закінчення роботи t_k=t_n+t_p=1+2=3 год.

3. Рівень радіації на початку роботи:

4. Рівень радіації в кінці роботи:

5. Середній рівень радіації:

6. Доза радіації (опромінення):

_{Доза опромінення за точною формулою:}

_{Висновок: порівнюючи Д з Ддоп можна зробити висновок, що доза, яку отримають працівники перевищує встановлену. Тому необхідно зменшити час роботи, або пізніше починати роботу}

5. Визначення допустимої тривалості роботі (перебування) в зоні зараження t_рдоп

   1. Розрахуємо відносну величину:

2. Входимо в графік величиною =1,23 і часом початку робіт відносно аварії t_п=1 год.

В точці перетину прямих від зазначених величин находимо t_рдоп50 хв., що менше планованого терміну робіт.

В разі потреби виконувати роботи протягом більшого часу, необхідно почати роботи пізніше

Висновок: в умовах, що склалися допустимо працювати на відкритій місцевості не більше 50 хв.

6. Визначення заходів щодо захисту населення на ранній фазі радіаційної аварії

Визначаються прогнозовані дози опромінення людей за перші 2 доби і перші 2 тижні після аварії за місцем перебування на забрудненій місцевості – середні межі зони М, де рівень радіації Р₁= рад/год.

1. Доза опромінення за 2 доби (48 год.) для умов: t_п=1год, Р₁= рад/год.

t_k= t_п+t_р=1+48=49 год.

за точною формулою:

2. Доза опромінення за 2 тижні (14діб=336 год.) для умов: t_п=1год, Р₁= рад/год. , t_k= t_п+t_р=1+336=337 год.

за точною формулою:

Висновок: Прогнозовані дози опромінення ( за перші 2 доби і рад за 14 діб) не вимагають проведення термінових заходів. Захист людей забезпечується проведенням невідкладних засобів, а саме обмеження перебування на відкритому повітрі.

7. Визначення можливих радіаційних втрат:

   1. Визначаємо залишкову дозу. За вхідними даними маємо: люди раніше дозу не отримували. Тому Д_зал=0.

   2. Визначаємо прогнозовану дозу: за результатами розв’язання пункту 4 доза опромінення робітників об’єкта становить . Це набагато менше гранично допустимого значення (50 рад). Отже втрат людей не буде.

Результати оцінки радіаційної обстановки на об’єкті господарювання після аварії на АЕС

Розміри зон ураження, км

Час початку зараження об’єкта (астрон) год

Зона в якій опинився об’єкт за даними розвідки

Рівень радіації на 1 год після аварії Р1(рад/год)

Доза опромінення за встановлений термін Д (рад)

Допустима тривалість перебування в зоні tдоп(хв)

Прогнозована доза опромінення на ранній фазі аварії, Д (рад)

L

b

За 2 доби

За 14 діб

М А Б В

270 75 17,4 5,8

18,2 3,92 0,69 0,11

9.30

Середина зони М

50 хв

Висновки:

1. Об’єкт господарювання може опинитися в середині зоні М слабкого зараження .

2. Зараження об’єкта може початися через 1 год. після аварії (о 9.30), що дозволяє своєчасно підготуватися до захисту людей.

3. Доза опромінення працівників за встановлений термін робіт (2 год.) перевищить допустиму дозу в 2,28 раз.

4. Допустима тривалість робіт не більше 50 хв., що менше встановленого терміну. Виконувати роботи протягом 1 год. можливо через 2 год.

5. На ранній фазі радіаційної аварії необхідно обмежити час знаходження людей на повітрі.