2.4 Порядок нанесення зон зараження на топографічні карти і схеми

Зона можливого зараження хмарою ХНР на картах (схемах) обмежена колом, півколом або сектором, що має кутові розміри φ і радіус, рівний глибині зони зараження Г. Кутові розміри залежно від швидкості вітру за прогнозом приведені в (таблиця 1 п. 2.2.2). Центр кола, півкола або сектора співпадає з джерелом зараження.

Зона фактичного зараження, що має форму еліпса, включається в зону можливого зараження. Зважаючи на можливі переміщення хмари ХНР під впливом вітру фіксоване зображення зони фактичного зараження на карти (схеми) не наноситься.

На топографічних картах і схемах зона можливого зараження має вигляд кола, півкола або сектора.

1. При швидкості вітру за прогнозом менше 0,5 м/с зона зараження має вигляд кола. Точка "0" відповідає джерелу зараження; кут φ = 360⁰; радіус кола рівний Г.

2. При швидкості вітру за прогнозом 0,6 - 1 м/с зона зараження має вигляд півкола. Точка "0" відповідає джерелу зараження; кут φ = 180⁰; радіус півкола дорівнює Г; бісектриса кута співпадає з віссю сліду хмари і орієнтована по напряму вітру.

3. При швидкості вітру за прогнозом більше 1 м/с зона зараження має вигляд сектора. Точка "0" відповідає джерелу зараження; кут φ = 90⁰ при швидкості вітру від 1,1 до 2 м/с і φ = 45⁰ при швидкості вітру більше 2 м/с; радіус сектора дорівнює Г; бісектриса сектора співпадає з віссю сліду хмари і орієнтована по напряму вітру.

Площа розливу (джерело зараження) наноситься тільки на великомасштабні схеми або карти синім кольором. У інших випадках джерело зараження береться за точку, з якої походить поширення пари отруйної хмари. З внутрішньої сторони зовнішні межі зони зараження відтіняють жовтим кольором.

Поряд з джерелом зараження чорним кольором наносяться наступні дані: в чисельнику показується найменування і кількість викинутого в довкілля ХНР; у знаменнику - дата і час викиду.

Вказані вище розміри "зони можливого зараження" наносяться на схеми і карти для вироблення і ухвалення рішення на організацію захисту виробничого персоналу об'єкту і населення.

3 Приклад виконання розрахунків

Початкові дані

На хімічно небезпечному об'єкті 15 липня 20.. р. в 2.00 ночі сталося руйнування обвалованої ємності (висота обваловки - 4 м) об'ємом 200 м³, що містила хлористий водень, з нормативним коефіцієнтом заповнення

резервуару - 0,8.

На відстані 2 км від місця аварії починається житлова забудова площею 18 км², з щільністю населення 4500 чол/км².

У момент аварії температура повітря складала 20 ⁰С; швидкість вітру - 2 м/с (вітер спрямований у бік житлового масиву); хмарність відсутня.

Оцінити хімічну обстановку в житловому районі через 2 години після аварії, якщо прийняти, що уся забудова знаходиться в зоні зараження. Населення не оповіщене про подію.

РІШЕННЯ

І. Розрахунок глибини і площі зони зараження, тривалість вражаючої дії ХНР і часу підходу зараженого повітря до житлового масиву

1. По таблиці А.1 визначаємо міру вертикальної стійкості атмосфери при швидкості вітру 2 м/с, ясній погоді і часу 2.00 години ночі.

Міра вертикальної стійкості – інверсія (1).

2. Визначимо масу розлитого хлористого водню по формулі:

де V_x - об'єм резервуару (V_x = 200 м3);

d - щільність зрідженого хлороводню (d = 1,191 т/м3 по таблиці. В. 1);

п - нормативний коефіцієнт заповнення резервуару (п = 0,8).

_____________

1) 15 липня на широті України схід сонця відбувається в 5.03, а захід - в 21.04. У зв'язку з цим час доби 15 липня розподіляється таким чином:

- - ніч - 23.05 - 5.02;

- - ранок - 5.03 - 7.03;

- - день - 7.04 - 21.04;

- - вечір - 21.05 - 23.04.

3. По формулі (1) визначаємо еквівалентну кількість речовини в первинній хмарі:

Q_э1 = К₁К₃К₅К₇ Q₀

По таблиці В. 1 знаходимо коефіцієнти К₁ = 0,28; К₃ = 0,3; К₇ = 1.

Коефіцієнт К₅ при інверсії дорівнює 1 (пояснення до формули (1)).

4. По рівнянню (13) визначаємо тривалість вражаючої дії (час випару) хлористого водню :

Товщина шару рідини при розливі в піддон рівна h = H - 0,2 (див. п. 2.1).

Коефіцієнти: К₂ = 0,037 (таблиця В.1); К₄ = 1,33 при швидкості вітру 2 м/с (таблиця Г.1).

5. З вираження (5) визначаємо еквівалентну кількість речовини у вторинній хмарі:

Коефіцієнти К₁, К₂, К₃, К₄, К₅ такі ж як і у формулах (1) і (13).

Коефіцієнт К₆ визначається з пояснення до формули (5).

Коефіцієнт К₇ = 1 (таблиця В.1) для вторинної хмари.

.

6. По таблиці Б.1 знаходимо глибину зони зараження для первинної хмари.

Для Q_э1 = 16,00 т глибина зони зараження знаходиться методом інтерполяції:

7. Для вторинної хмари для Q_э2 = 0,78 т глибина зони зараження визначається по таблиці Б.1 інтерполяцією:

8. Розраховуємо повну глибину зони зараження (формула (7)) :

9. По рівнянню (8) визначаємо гранично можливе значення глибини перенесення повітряних мас :

10. Розрахункова глибина зони зараження приймається рівною Г_р = 15,42 км як мінімальна з Г і Г_п.

11. Розраховуємо площу зони можливого зараження по (10) :

12. Визначаємо по рівнянню (11) площу зони фактичного зараження :

.

13. Визначаємо час підходу зараженого повітря до об'єкту по формулі (12) :

ІІ. Розрахунок кількості і структури уражених

14. Проводимо оцінку наслідків аварії в місті:

а) по таблиці Д.1 на 2.00 ночі знаходимо середній коефіцієнт захищеності при дії первинної хмари.

Оскільки первинна хмара діє нетривало, розрахунок виробляється на мінімальний час, приведений в таблиці, - 15 хвилин після дії отруйної речовини. К'_зах = 0,95.

По формулі (15) визначаємо кількість уражених :

б) аналогічно, як і для первинної хмари, по таблиці Д.1 визначаємо середній коефіцієнт захищеності при дії вторинної хмари через 2 години після аварії (початкові умові). Д''_зах = 0,36.

По рівнянню (15) визначаємо кількість уражених (за винятком уражених від первинної хмари) :

.

в) сумарна кількість уражених :

15. Відповідно до таблиці Л.1 оцінюємо структуру уражених :

- - смертельні - 15 % - 53298 * 0,15 = 7995 чоловік;

- - важкій і середній мірі - 10 % - 53298 * 0,1 = 5330 чоловік;

- - легкій і середній мірі - 25 % - 53298 * 0,25 = 13324 людини;

- - порогові - 50 % - 53298 * 0,5 = 26649 чоловік.

Перевірка:

7995 + 5330 + 13324 + 26649 = 53298 чол.

Таблиця А.1 - Визначення міри вертикальної стійкості атмосфери за прогнозом погоди

Швидкість вітри, м/з	Ніч		Ранок		День		Вечір
	ясно мінлива хмарність	суцільна хмарність	ясно мінлива хмарність	суцільна хмарність	ясно мінлива хмарність	суцільна хмарність	ясно мінлива хмарність	суцільна хмарність
< 2	ін	із	із (ін)	із	к (із)	із	ін	із
2 - 3,9	ін	із	із (ін)	із	із	із	із (ін)	із
≥ 4	із	із	із	із	із	із	із	із

_________________________________

Примітки:

1. Позначення: ін - інверсія; із - ізотермія; к - конвекція; букви в дужках - при сніговому покриві.

2. Під терміном "ранок" розуміється період часу протягом 2 годин після сходу сонця; під терміном "вечір" - протягом 2 годин після заходу сонця. Період від сходу до заходу сонця за вирахуванням двох уранішніх годин - день, а період від заходу до сходу сонця за вирахуванням двох вечірніх годин - ніч.

3. Швидкість вітру і міра вертикальної стійкості повітря приймаються в розрахунках на момент аварії.

Таблиця Б.1 - Глибина зони зараження (км)

Швидкість вітру, м/с	Еквівалентна кількість ХНР, т
	0,01	0,05	0,1	0,5	1	3	5	10	20
1 і менш	0,38	0,85	1,25	3,16	4,75	9,18	12,53	19,20	29,56
2	0,26	0,59	0,84	1,92	2,84	5,35	7,20	10,83	16,44
3	0,22	0,48	0,68	1,53	2,17	3,99	5,34	7,96	11,94
4	0,19	0,42	0,59	1,33	1,88	3,28	4,36	6,46	9,62
5	0,17	0,38	0,53	1,19	1,68	2,91	3,75	5,53	8,19
6	0,15	0,34	0,48	1,09	1,53	2,66	3,43	4,88	7,20
7	0,14	0,32	0,45	1,00	1,42	2,46	3,17	4,49	6,48
8	0,13	0,30	0,42	0,94	1,33	2,30	2,97	4,20	5,92
9	0,12	0,28	0,40	0,88	1,25	2,17	2,80	3,96	5,60
10	0,12	0,26	0,38	0,84	1,19	2,06	2,66	3,76	5,31
11	0,11	0,25	0,36	0,80	1,13	1,96	2,53	3,58	5,06
12	0,11	0,24	0,34	0,76	1,08	1,88	2,42	3,43	4,85
13	0,10	0,23	0,33	0,74	1,04	1,80	2,37	3,29	4,66
14	0,10	0,22	0,32	0,71	1,00	1,74	2,24	3,17	4,49
15 і більше	0,10	0,22	0,31	0,69	0,97	1,68	2,17	3,07	4,34

Продовження таблиці Б.1

Швидкість вітру, м/с	Еквівалентна кількість ХНР, т
	30	50	70	100	300	500	700	1000	2000
1 і менш	38,13	52,67	65,23	81,91	166	231	288	363	572
2	21,02	28,73	35,35	44,09	87,79	121	150	189	295
3	15,18	20,59	25,21	31,30	61,47	84,50	104	130	202
4	12,18	16,43	20,05	24,80	48,18	65,92	81,17	101	157
5	10,33	13,88	16,89	20,82	40,11	54,67	67,15	83,60	129
6	9,06	12,14	14,79	18,13	34,67	47,09	56,72	71,70	110
7	8,14	10,87	13,17	16,17	30,73	41,63	50,93	63,16	96,30
8	7,42	9,90	11,98	14,68	27,75	37,49	45,79	56,70	86,20
9	6,86	9,12	11,03	13,50	25,39	34,24	41,76	51,60	78,30
10	6,50	8,50	10,23	12,54	23,49	31,61	38,50	47,53	71,90
11	6,20	8,01	9,61	11,74	21,91	29,44	35,81	44,15	66,62
12	5,94	7,67	9,07	11,06	20,58	27,61	35,55	41,30	62,20
13	5,70	7,37	8,72	10,48	19,45	26,04	31,62	38,90	58,44
14	5,50	7,10	8,40	10,04	18,46	24,69	29,95	36,81	55,20
15 і більше	5,31	6,86	8,11	9,70	17,60	23,50	28,48	34,98	52,37

Таблиця В. 1 - Характеристика ХНР і допоміжні коефіцієнти для визначення глибини зони зараження

№ п/п	ХНР	Щільність ХНР, т/м3		Темпер. кипін., 0С	Порог. токсодоза ((мгххв.)/л	Значення допоміжних коефіцієнтів
						К1	К2	К3	К7 для температури повітря (0С)
		газ	рідина						- 40	- 20	0	20	40
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
1	Акролеїн	-	0,839	52,7	0,2	0	0,013	3,0	0,1	0,2	0,4	1	2,2
2	Аміак - зберігання: - - під тиском - - ізотермічне	0,0008 -	0,681 0,681	-33,42 -33,42	15 15	0,18 0,01	0,025 0,025	0,04 0,04	0 0,9 0 0,9	0,3 1 1 1	0,6 1 1 1	1 1 1 1	1,4 1 1 1
3	Ацетонітрил	-	0,786	81,6	21,6**	0	0,004	0,028	0,02	0,1	0,3	1	2,6
4	Ацетонціангідрин	-	0,932	120	1,9**	0	0,002	0,316	0	0	0,3	1	1,5
5	Водень миш'яковистий	0,0035	1,64	-62,47	0,2**	0,17	0,054	3,0	0,3 1	0,5 1	0,8 1	1 1	1,2 1
6	Водень фтористий	-	0,989	19,52	4	0	0,028	0,15	0,1	0,2	0,5	1	1
7	Водень хлористий	0,0016	1,191	-85,10	2	0,28	0,037	0,30	0,4 1	0,6 1	0,8 1	1 1	1,2 1
8	Водень бромистий	0,0036	1,490	-66,77	2,4*	0,13	0,055	0,25	0,3 1	0,5 1	0,8 1	1 1	1,2 1
9	Водень ціаністий	-	0,687	25,7	0,2	0	0,026	3,0	0	0	0,4	1	1,3
10	Діметиламін	0,0020	0,680	6,9	1,2*	0,06	0,041	0,5	0 0,1	0 0,3	0 0,8	1 1	2,5 1
11	Метиламін	0,0014	0,699	-6,5	1,2*	0,13	0,034	0,5	0 0,3	0 0,7	0,3 1	1 1	1,8 1
12	Мітив бромистий	-	1,732	3,6	1,2*	0,04	0,039	0,5	0 0,2	0 0,4	0 0,9	1 1	2,3 1
13	Мітив хлористий	0,0023	0,983	-23,76	10,8**	0,125	0,044	0,056	0 0,5	0,1 1	0,6 1	1 1	1,5 1
14	Метилакрилат	-	0,953	80,2	6*	0	0,005	0,1	0,1	0,2	0,4	1	3,1

Продовження таблиці В. 1

№ п/п	ХНР	Щільність ХНР, т/м3		Темпер. кипін., 0С	Порог. токсодоза ((мгххв)/л	Значення допоміжних коефіцієнтів
						К1	К2	К3	К7 для температури повітря (0С)
		газ	рідина						- 40	- 20	0	20	40
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
15	Метилмеркаптан	-	0,867	5,95	1,7**	0,06	0,043	0,353	0 0,1	0 0,3	0 0,8	1 1	2,4 1
16	Нітрил акрилової кислоти	-	0,806	77,3	0,75	0	0,007	0,80	0,04	0,1	0,4	1	2,4
17	Оксиди азоту	-	1,491	21,0	1,5	0	0,040	0,40	0	0	0,4	1	1
18	Окисел етилену	-	0,882	10,7	2,2**	0,05	0,041	0,27	0 0,1	0 0,3	0 0,7	1 1	3,2 1
19	Сірчистий ангідрид	0,0029	1,462	-10,1	1,8	0,11	0,049	0,333	0 0,2	0 0,5	0,3 1	1 1	1,7 1
20	Сірководень	0,0015	0,964	-60,35	16,1	0,27	0,042	0,036	0,3 1	0,5 1	0,8 1	1 1	1,2 1
21	Соляна кислота (концентр.)	-	1,198	-	2	0	0,021	0,30	0	0,1	0,3	1	1,6
22	Сірковуглець	-	1,263	46,2	45	0	0,021	0,013	0,1	0,2	0,4	1	2,1
23	Триметиламин	-	0,671	2,9	6*	0,07	0,047	0,1	0 0,1	0 0,4	0 0,9	1 1	2,2 1
24	Формальдегід	-	0,815	-19,0	0,6*	0,19	0,034	1,0	0 0,4	0 1	0,5 1	1 1	1,5 1
25	Фосген	0,0035	1,432	8,2	0,6	0,05	0,061	1,0	0 0,1	0 0,3	0 0,7	1 1	2,7 1
26	Фтор	0,0017	1,512	-188,2	0,2*	0,95	0,038	3,0	0,7 1	0,8 1	0,9 1	1 1	1,1 1
27	Фосфор трихлористий	-	1,570	75,3	3	0	0,010	0,2	0,1	0,2	0,4	1	2,3

Продовження таблиці В. 1

№ п/п	ХНР	Щільність ХНР, т/м3		Темпер. кипін., 0С	Порог. токсодоза ((мгххв)/л	Значення допоміжних коефіцієнтів
						К1	К2	К3	К7 для температури повітря (0С)
		газ	рідина						- 40	- 20	0	20	40
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
28	Фосфору хлороокис	-	1,675	107,2	0,06*	0	0,003	10,0	0,05	0,1	0,3	1	2,6
29	Хлор	0,0032	1,553	-34,1	0,6	0,18	0,052	1,0	0 0,9	0,3 1	0,6 1	1 1	1,4 1
30	Хлорпікрин	-	1,658	112,3	0,02	0	0,002	30,0	0,03	0,1	0,3	1	2,9
31	Хлорциан	0,0021	1,220	12,6	0,75	0,04	0,048	0,80	0 0	0 0	0 0,6	1 1	3,9 1
32	Етиленимін	-	0,838	55,0	4,8	0	0,009	0,125	0,05	0,1	0,4	1	2,2
33	Етиленсульфід	-	1,005	55,0	0,1*	0	0,013	6,0	0,05	0,1	0,4	1	2,2
34	Етилмеркаптан	-	0,839	35	2,2**	0	0,028	0,27	0,1	0,2	0,5	1	1,7

Примітки:

1. Щільність газоподібних ХНР в графі 3 приведені для атмосферного тиску. При тиску в місткості, відмінному від атмосферного, щільність визначена шляхом множення графи 3 на значення тиску (у атмосферах).

2. Значення К₇ в графах 10 - 14 в чисельнику приведені для первинної хмари, в знаменнику - для вторинної хмари.

3. У графі 6 чисельних значень токсодоз, помічені, визначені орієнтовно по співвідношенню:

,

де Д - токсодоза, (мгххв)/л;

ПДК_Р.З. - ГДК робочої зони, міліграм/л;

К = 5 для дратівливих газів (помічені однією зірочкою),К = 9 для усіх інших отрут (помічені двома зірочками).

4. Значення К₁ для ізотермічного зберігання аміаку наведено для випадку розливу (викиду) в піддон.

Таблиця Г. 1 - Значення коефіцієнта К₄ залежно від швидкості вітру

Швидкість вітру, м/с	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	15
К4	1	1,33	1,67	2,0	2,34	2,67	3,0	3,34	3,67	4,0	5,68

Таблиця Д.1 - Швидкість (км/год) перенесення переднього фронту хмари зараженого повітря залежно від швидкості вітру

Стан атмосфери (міра вертикальної стійкості)	Швидкість вітру, м/с
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Інверсія	5	10	16	21	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Ізотермія	6	12	18	24	29	35	41	47	53	59	65	71	76	82	88
Конвекція	7	14	21	28

Таблиця Ж.1 - Коефіцієнт захищеності виробничого персоналу від ХНР при використанні різних укриттів і засобів індивідуального захисту

Місце перебування або вживані засоби захисту	Час перебування, години
	0,25	0,5	1	2	3 - 4
Відкрито на місцевості	0	0	0	0	0
У транспорті	0,95	0,75	0,41	-	-
У виробничих приміщеннях з коефіцієнтом кратності повітрообміну : 0,5 1,0 2,0	0,97 0,67 0,18	0,87 0,52 0,08	0,68 0,30 0,04	0,38 0,13 0	0,09 0 0
У притулках: - - з режимом регенерації повітря - - без режиму регенерації повітря	1 1	1 1	1 1	1 1	1 0
У засобах індивідуального захисту органів дихання (промислові протигази)	0,95	0,8	0,5	0	0

_____________________________

Примітка: Промислові протигази використовуються виробничим персоналом при роботі усередині будівлі і при виході з осередку ураження

Таблиця К.1 - Середні значення коефіцієнтів захищеності (К_зах) міського і сільського населення з урахуванням його перебування в житлових і виробничих будівлях, транспорті і відкрито на місцевості

Час доби, годин від і до	Міське населення					Сільське населення
	Час, що пройшов після початку дії ХНР
	15 хв	30 хв	1 година	2 години	3-4 години	15 хв	30 хв	1 година	2 години	3-4 години
А. В умовах повсякденної діяльності (населення не оповіщене про небезпеку)
1.01-6.00	0,95	0,89	0,76	0,36	0,09	0,72/0,87	0,69/0,84	0,60/0,72	0,28/0,33	0,07/0,15
6.01-7.00	0,84	0,72	0,64	0,29	0,07	0,39/0,59	0,37/0,57	0,32/0,48	0,15/0,23	0,10/0,05
7.01-10.00	0,64	0,54	0,35	0,13	0,02	0,24/0,24	0,23/0,23	0,20/0,20	0,10/0,10	0,02/0,02
10.01-13.00	0,69	0,58	0,37	0,15	0,03	0,19/0,19	0,18/0,18	0,16/0,16	0,08/0,8	0,02/0,02
13.01-15.00	0,72	0,64	0,47	0,20	0,04	0,17/0,24	0,14/0,23	0,12/0,20	0,06/0,10	0,02/0,02
15.01-17.00	0,69	0,58	0,37	0,15	0,03	0,15/0,48	0,14/0,46	0,12/0,40	0,06/0,19	0,02/0,05
17.01-19.00	0,69	0,62	0,47	0,19	0,04	0,19/0,59	0,18/0,57	0,16/0,48	0,08/0,23	0,02/0,05
19.01-1.00	0,88	0,82	0,67	0,3	0,07	0,48/0,78	0,46/0,73	0,40/0,64	0,19/0,30	0,05/0,07
Б. В умовах надзвичайної ситуації (населення оповіщене про небезпеку)
1.01-6.00	0,95	0,89	0,20	0,36	0,09	0,78/0,87	0,73/0,85	0,64/0,74	0,30/0,35	0,08/0,09
6.01-7.00	0,93	0,87	0,74	0,65	0,10	0,50/0,81	0,48/0,77	0,42/0,67	0,21/0,20	0,07/0,08
7.01-10.00	0,78	0,68	0,49	0,22	0,06	0,89/0,39	0,37/0,37	0,32/0,32	0,15/0,15	0,04/0,04
10.01-13.00	0,79	0,67	0,47	0,21	0,04	0,33/0,33	0,31/0,31	0,27/0,27	0,13/0,13	0,13/0,13
13.01-15.00	0,83	0,74	0,56	0,25	0,05	0,31/0,39	0,30/0,37	0,26/0,32	0,12/0,15	0,03/0,04
15.01-17.00	0,79	0,69	0,49	0,22	0,04	0,31/0,59	0,30/0,57	0,26/0,48	0,12/0,23	0,05/0,05
17.01-19.00	0,86	0,78	0,63	0,28	0,06	0,35/0,66	0,38/0,62	0,29/0,55	0,14/0,26	0,03/0,04
19.01-1.00	0,91	0,85	0,71	0,34	0,09	0,59/0,81	0,57/0,77	0,48/0,57	0,23/0,32	0,07/0,6

Примітки:

1. Для сільського населення в чисельнику вказано значення К_зах на період ведення з/х робіт, в знаменнику - на зимовий період.

2. При визначенні кількості уражених від первинної хмари використовується К_зах на 15 і 30 хв.

Таблиця Л.1 - Характеристика структури уражених (у %)

Найменування ХНР	Характер поразок
	смертельні	важкій і середній мірі	легкій мірі	порогові
Аміак	15	10	25	50

__________________________

Примітка: По інших ХНР структура уражених орієнтовно така ж.

ПРАКТИЧНА РОБОТА № 11

ОСНОВНІ ВИЗНАЧЕННЯ РАДІАЦІЙНОЇ ОБСТАНОВКИ І

НОРМ РАДІАЦІЙНОЇ БЕЗПЕКИ

Іонізуючі випромінювання

Іонізуючим називають будь-яке випромінювання, взаємодія якого з середовищем призводить до утворення електричних зарядів різних знаків.

Іонізуюче випромінювання викликає в організмі ланцюжок оборотних і незворотних змін. Пусковим механізмом дії є процеси іонізації і збудження атомів і молекул в тканинах. Дисоціація складних молекул в результаті розриву хімічних зв'язків - пряма дія радіації. Істотну роль у формуванні біологічних ефектів грають радіаційно-хімічні зміни, обумовлені продуктами радіолізу води. Порушуються обмінні процеси, сповільнюється і припиняється зростання тканин, виникають нові хімічні сполуки, не властиві організму. Це призводить до зміни діяльності окремих функцій і систем організму.

Іонізуюча радіація при дії на організм людини може викликати два види ефектів : детерміновані порогові ефекти (променева хвороба, променевий опік, променева катаракта, променеве безпліддя, аномалії в розвитку плоду та ін.) і стохастичні (імовірнісні) безпорогові ефекти (злоякісні пухлини, лейкоз, спадкові хвороби).

Міра дії радіації залежить від того, є опромінення зовнішнім або внутрішнім. Внутрішнє опромінення можливе при вдиханні, заковтуванні радіоізотопів і проникненні їх в організм через шкіру. Деякі речовини поглинаються і накопичуються в конкретних органах, що призводить до високих локальних доз радіації. Кальцій, радій, стронцій і інші накопичуються в кістках, ізотопи йоду викликають ушкодження щитовидної залози, рідкоземельні елементи - переважно пухлини печінки. Рівномірно розподіляються ізотопи цезію, рубідію, викликаючи пригноблення кровотворення, атрофію сім’яників, пухлини м'яких тканин.

Класифікація іонізуючих випромінювань

Іонізуюче випромінювання розділяється на:

- - гамма-випромінювання - електромагнітне (фотонне) випромінювання, що випромінюється при ядерних перетвореннях або при анігіляції часток;

- - характеристичне випромінювання - фотонне випромінювання з дискретним спектром, що випромінюється при зміні енергетичного стану ядра;

- - гальмівне випромінювання - фотонне випромінювання з безперервним спектром, що випромінюється при зміні кінетичної енергії заряджених часток. Гальмівне випромінювання виникає в середовищі, що оточує джерело бета-випромінювання, в рентгенівських трубках, прискорювачах електронів і тому подібне;

- - рентгенівське - сукупність гальмівного і характеристичного випромінювань;

- - корпускулярне випромінювання - іонізуюче випромінювання, що складається з часток з масою спокою, відмінною від нуля (альфа - і бета-часток, протонів, нейтронів та ін.).

Ультрафіолетове випромінювання і видиме світло не відносяться до іонізуючих випромінювань.

Гігієнічна регламентація іонізуючого випромінювання

Гігієнічна регламентація іонізуючого випромінювання здійснюються Нормами радіаційної безпеки і Гігієнічними нормами.

Відповідно до нормативної документації усе населення розділяється на три категорії:

- - категорія А - персонал (професійні працівники) - особи, які постійно або тимчасово працюють безпосередньо з джерелами іонізуючих випромінювань;

- - категорія Б - обмежена частина населення - особи, які не працюють безпосередньо з джерелами випромінювання, але за умовами проживання або розміщення робочих місць можуть піддаватися дії радіоактивних речовин і інших джерел випромінювання, що використовуються в установах і (чи) видаляються в зовнішнє середовище з відходами;

- - категорія В - решта населення області, країни.

Радіаційна безпека встановлюють поняття "критичний орган" - орган, тканину, частину тіла або усе тіло, опромінення якого в цих умовах заподіює найбільший збиток здоров'ю цієї особи або його потомства. Критичні органи розділяють на групи, що розрізняються по радіочутливості. Визначені наступні групи критичних органів :

- - І група - усе тіло, гонади, червоний кістковий мозок;

- - ІІ група - м'язи, щитовидна залоза, жирова тканина, печінка, бруньки, селезінка, шлунково-кишковий тракт, легені, кришталик ока і інші органи за винятком тих, які відносяться до І і ІІІ груп;

- - ІІІ група - шкірний покрив, кісткова тканина, кисті, передпліччя, кісточки і стопи.

Дози і рівні радіації

Мірою вражаючої дії радіації є доза опромінення. Для обліку особливостей джерел радіації і їх дії на різні об'єкти використовують деякі різновиди дози опромінення.

Експозиційна доза характеризує здатність гамма- і рентгенівського випромінювання іонізувати довкілля. Експозиційна доза визначається тільки для повітря. У практичному застосуванні використовуються позасистемні одиниці виміру експозиційної дози : Р (рентген), мР (мілірентген), мкР (мікрорентген).

Еквівалентна доза - поглинена доза в органі або тканині D, помножена на відповідний коефіцієнт якості для цього випромінювання Q.

, (1)

Одиницею виміру еквівалентної дози є Дж/кг, що має спеціальне найменування зиверт (Зв).

Коефіцієнт якості Q - безрозмірний коефіцієнт, що визначає залежність несприятливих біологічних наслідків опромінення людини в малих дозах від повної ЛПЕ випромінювання.

ЛПЕ (чи L_Δ) - лінійна передача енергії заряджених часток в середовищі, тобто середня енергія , що втрачається часткою в середовищі при зіткненнях з передачею енергії менше Δ, на малому відрізку шляху :

L_Δ= (dE/dl)_Δ (2)

Середній коефіцієнт якості Q при декількох компонентах випромінювання з різною якістю визначається з вираження

, (3)

де D - поглинена доза, тобто середня енергія dE, передана випромінюванням речовині в деякому елементарному об'ємі, ділена на масу речовини dm в цьому об'ємі, :

або (4)

У таблиці 11.1 приведені значення коефіцієнта якості для різних видів випромінювання.

Таблиця 11.1 - Значення коефіцієнта якості Q

№ п/п	Вид випромінювання	Значення Q
1	Рентгенівське і гамма-випромінювання	1
2	Електрони і позитрони, бета-випромінювання	1
3	Протони з енергією менше 10 МеВ	10
4	Нейтрони з енергією менше 0,02 МеВ	3
5	Нейтрони з енергією 0,1-10 МеВ	10
6	Альфа-випромінювання з енергією менше 10 МеВ	20
7	Важкі ядра віддачі	20

Розрізняють наступні дози і рівні опромінення :

- - поглинена доза D - середня енергія dE, передана випромінюванням речовині в деякому елементарному об'ємі, ділена на масу речовини dm в цьому об'ємі D=dE/dm. Одиниця поглиненої дози грей (Гр), дорівнює 1 джоулю на килограм (Дж/кг);

- - гранично допустима доза (ГДД) - найбільше значення індивідуальної еквівалентної дози за рік, яке при рівномірній дії в течії 50 років не викличе в стані здоров'я персоналу (категорія А) несприятливих змін, що виявляються сучасними методами; ГДД є основною дозовою межею для осіб категорії А;

- - межа дози (МД) - гранична еквівалентна доза за рік для обмеженої частини населення (категорії Б); межа дози встановлюється менше ГДД для запобігання необгрунтованому опроміненню цього контингенту людей і є основною дозовою межею для осіб категорії В;

- - допустимі рівні - нормативні значення надходження радіоактивних речовин в організм, зміст радіоактивних речовин в організмі, їх концентрація у воді і повітрі, потужності дози, щільність потоку і тому подібне, розраховані зі значень основних дозових меж ГДД і МД;

- - граниче допустиме річне надходження (ГДН) для осіб категорії А - таке надходження радіоактивних речовин в організм впродовж року, яке за 50 років створює в критичному органі еквівалентну дозу, рівну 1 ГДД;

- - межа річного надходження (МРН) для осіб категорії Б - таке надходження радіоактивних речовин в організм впродовж року, яке за 70 років створює в критичному органі еквівалентну дозу, рівну 1 МД;

- - допустимий вміст (ДВ) - такий середньорічний зміст радіоактивних речовин в організмі (критичному органі), при якому еквівалентна доза рівна ГДД, - для категорії А або МД - для категорії Б;

- - контрольні рівні - річне надходження радіонукліда в організм, зміст радіонукліда в організмі, потужність дози, щільність потоку, концентрація радіонукліда в повітрі (а для категорії Б і у воді), забруднення поверхні, що встановлюються в цілях обмеження опромінення персоналу і населення.

Нині для визначення величини радіоактивного випромінювання і радіоактивного забруднення використовуються як системні, так і несистемні одиниці виміру. Зв'язок між ними приведений в таблиці 11.2.

Таблиця 11.2 - Одиниці виміру радіоактивного випромінювання і забруднення

Дозиметричні величини	Одиниці виміру		Співвідношення між одиницями
	система СІ	Несистемні
1	2	3	4
Активність	Беккерель (Бк)	Кюрі (Ки)	1 Бк = 1 розпад/з
Міра забруднення	Бк/м2	Ки/м2	1 Ки/м2 = 3,7*1010 Бк/м2
Експозиційна доза	Кл./кг	Рентген (Р)	1 Кл/кг = 3876 Р
Поглинена доза	Грей (Гр)	рад	1 Гр = 1 Дж/кг = 100 рад
Еквівалентна доза	Зиверт (Зв)	бер	1 Зв = 100 бер = 1 Гр * Q

Контрольні питання

1. Дайте поняття іонізуючим випромінюванням і їх дії на організм людини.

2. Охарактеризуйте види іонізуючого випромінювання.

3. Яким чином розподіляють населення відносно радіаційної безпеки?

4. Що таке "критичні органи" і які групи, в організмі людини, вони утворюють?

5. Дайте визначення експозиційній дозі випромінювання.

6. Визначите еквівалентну дозу і коефіцієнт якості.

7. Яка ефективність дії різних видів випромінювання на організм людини?

8. Назвіть відомі вам дози і рівні опромінення.

9. Що таке поглинена і гранично допустима дози?

10. Дайте визначення межі дози і допустимим рівням.

11. Для яких категорій населення і в чому різниця між ГДН і МРН?

12. Охарактеризуйте поняття "допустимий вміст" і "контрольні рівні".

13. Які дозиметричні величини ви знаєте?

ПРАКТИЧНА РОБОТА № 12

ОЦІНКА РАДИЦИОННОЙ ОБСТАНОВКИ ЗА ДОПОМОГОЮ ПРИЛАДІВ РАДІАЦІЙНОЇ РОЗВІДКИ І ДОЗИМЕТРИЧНОГО КОНТРОЛЮ

Найбільш точним видом оцінки радіаційної обстановки є визначення масштабів зараження місцевості і атмосфери за допомогою приладів радіаційної розвідки.

Принцип дії дозиметричних приладів

У більшості приладів радіаційної розвідки реалізований іонізаційний метод визначення потужності радіаційного випромінювання (рис. 12.1).

Рис. 12.1 - Блок-схема пристрою дозиметричних приладів

1 - сприймаючий пристрій (датчик); 2 - підсилювач; 3 - вимірювальний прилад; 4 - блок живлення; 5 - джерело живлення.

Сприймаючий пристрій - детектор випромінювань (датчик), призначений для перетворення енергії радіоактивних випромінювань на електричну. Газорозрядний лічильник представлений металевим циліндром з тонкою коаксіально розташованою металевою ниткою (зовнішній і внутрішній електроди), до яких подається досить висока напруга. Простір між електродами заповнений сумішшю інертних газів (аргон і неон) під пониженим тиском. Газорозрядний лічильник використовується як детектор іонізуючих випромінювань в приладах, призначених для виявлення радіоактивного зараження місцевості і об'єктів. Вимірювальний пристрій служить для визначення сигналів, сприймаючого пристрою. У блоці живлення відбувається перетворення низької напруги у високе, необхідне для роботи газорозрядних лічильників.

Класифікація дозиметричних приладів за призначенням

1. Індикатори - призначені для виявлення випромінювання і орієнтовної оцінки потужності дози - та -випромінювань.

2. Ретгенметри (вимірники потужності дози) - служать для виміру рівня радіації, потужності експозиційної дози  -випромінювання, а також виявлення  -випромінювання на місцевості.

3. Радіометри (вимірники радіоактивності) - застосовуються для виявлення і визначення міри радіоактивного зараження поверхонь, устаткування та ін. -, - частками. Радіометрами можна також вимірювати і невеликі рівні експозиційної дози -випромінювання.

4. Дозиметри - для контролю індивідуальних доз опромінення людей на радіоактивно зараженій місцевості.

Прилади радіаційної розвідки місцевості

Вимірник потужності дози (рентгенметр) ДП-5В (рис. 12.2) призначений для виміру рівнів гамма-радіації на місцевості і радіоактивного зараження поверхні різноманітних предметів по гамма-випромінюванню, а також виявлення наявності бета-випромінювання. Прилад має звукову індикацію іонізуючого випромінювання на усіх піддіапазонах, окрім першого. Діапазон виміру ДП-5В від 0,05 мР/годину до 200 Р/годину.

У комплект приладу входять: прилад, розміщений у футлярі (вимірювальний пульт, блок детектування (з джерелом контролю), які з'єднуються за допомогою гнучкого кабелю завдовжки 1,2 м); подовжувальна штанга завдовжки 45-75 см; головні телефони; дільник напруги (з кабелем завдовжки 10 м) для підключення приладу до зовнішнього джерела постійного струму напругою 12 або 24 В; два розсувні ремені; комплект ЗІП; комплект експлуатаційної документації (технічний опис, інструкція по експлуатації і формуляр); пакувальний ящик.

Рис. 12.2 - Вимірник потужності дози ДП‑5В :

1 - вимірювальний пульт; 2 - сполучний кабель; 3 - кнопка скидання свідчень; 4 - перемикач піддіапазонів; 5 - мікроамперметр; 6 - кришка футляра приладу: 7 - таблиця допустимих значень забруднення об'єктів; 8 - блок детектування; 9 - контрольне джерело; 10 - поворотний екран; 11 - тумблер підсвічування шкали мікроамперметра; 12 - подовжувальна штанга; 13 - головні телефони; 14 - футляр.

Блок детектування має поворотний екран, який може фіксуватися на корпусі блоку в положеннях "Б", "Г" і "К". У положенні "Б" відкривається вікно в корпусі блоку детектування, в положенні "Г" - вікно закрите екраном, в положенні "К" - проти вікна встановлюється вмонтоване в корпус контрольне джерело. На корпусі є два виступи, якими блок детектування ставлять на обстежувану поверхню під час контролю радіоактивного забруднення і виявлення бета-випромінювання. Живлення приладу здійснюється від трьох елементів живлення А-336.