32. Вертикальная устойчивость атмосферы

ВЕРТИКАЛЬНОЕ РАВНОВЕСИЕ АТМОСФЕРЫ - степень устойчивости атмосферы, зависящая от изменения её темп-ры с высотой. Благодаря турбулентности атмосферы всегда существуют силы, стремящиеся переместить частицы и огранич. объёмы воздуха вверх или вниз. Перемещённая частица попадает в слои атмосферы с иной темп-рой. Одновременно сама частица под действием адиабатических процессов охлаждается (при подъёме) или нагревается (при опускании). Если поднимающийся воздух не насыщен влагой, его темп-pa меняется на 1° при перемещении по вертикали на каждые 100 м. При этом в зависимости от распределения темп-ры различают 3 вида В. р. а.:

1) Устойчивое, когда темп-pa в атмосфере падает с высотой менее чем на 1° на 100 м; поднявшаяся частица окажется холоднее и, следовательно, тяжелее окружающей её среды и опустится в исходное положение, спустившаяся частица, наоборот, — теплее и легче среды и поднимается в исходное положение. В обоих случаях перемешивание воздуха будет затруднено.

2) Неустойчивое, когда темп-pa атмосферы падает более чем па 1 на 100 м, поднявшаяся частица окажется теплее и легче окружающей среды и будет продолжать подниматься с возрастающей скоростью, опустившаяся частица холоднее и тяжелее среды и будет ускоренно опускаться; в результате произойдет коренное перемешивание слоев воздуха. 3) Безразличное, когда темп-pa атмосферы изменяется на 1° на 100 м. т. е. по тому же адиабатич. закону, что и темп-pa перемещающейся частицы. Последняя всегда оказывается в среде с темп-рой, равной её собственной, и будет оставаться на месте, как только действие сил турбулентности прекратится. В насыщенном влагой воздухе существуют те же три вида В. р. а., но количеств, характеристики их другие, т. к. темп-ра насыщенного влагой объёма воздуха изменяется меньше чем на 1° на 100 м.

33. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОЩАДИ ЗАРАЖЕНИЯ ПРИ ХИМИЧЕСКОЙ АВАРИИИ

Степень вертикальной устойчивости воздуха характеризуется следующими состояниями ат?лосферы в приземном слое воздуха:

Определение стойкости 0В на местности. При прогнозировании химического заражения определяют возможную стойкость ОВ на местности и глубину распространения зараженного воздуха в поражающих концентрациях по направлению ветра. Для этого необходимо знать направление и скорость ветра в приземном слое, температуру почвы и степень вертикальной устойчивости атмосферы (табл. 18).

где D — токсодоза СДЯВ; х, у — расстояние по осям X и Y\ Q — количество вещества, перешедшее в первичное или вторичное облако; и — скорость ветра; X — константа, зависящая от вертикальной устойчивости атмосферы; ш — параметр, определяемый соотношением и и х (пропорционален х' /2).

Для расчета масштабов загрязнения определяют количественные характеристики загрязняющего вещества по их эквивалентным значениям. Под эквивалентой массой СДЯВ понимается такое содержание хлора, масштаб заражения которым при инверсии эквивалентен масштабу заражения при данной степени вертикальной устойчивости атмосферы количеством СДЯВ, перешедшим в первичное (вторичное) облако.

где К\ —коэффициент, зависящий от условия хранения загрязняющих веществ; при хранении сжатых газов К- 1, для сжиженных газов К\ = Ср&Т/чтп (здесь Ср —удельная теплоемкость жидкого вещества, кДж/(кг<град); ДГ—разность температур жидкого вещества до и после разрушения сосуда, °С; чжп — удельная теплота испарения жидкого вещества при температуре испарения, кДж/кг); АЗ —коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе выброшенного вещества; К$ — коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости атмосферы (для инверсии принимается равным 1, для изотермии 0,23, для конверсии 0,08); KI — коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха (для сжатых газов Kj = 1); Q0 — масса выброшенного (выливаемого) при аварии вещества, т.

где v — скорость переноса переднего фронта зараженного воздуха при данных скорости ветра и степени вертикальной устойчивости воздуха, км/ч (табл. П. 2.3).

где KS — коэффициент, зависящий от степени вертикальной устойчивости воздуха; при инверсии Ag = 0,081; при изотермии 0,133, при конверсии — 0,235.

Ширина зоны химического заражения СДЯВ приближенно может быть определена по степени вертикальной устойчивости атмосферы и по колебаниям направления ветра: при инверсии принимается 0,03 глубины зоны; при изотермии —0,15; при конверсии — 0,8; при устойчивом ветре (колебания не более шести градусов) —0,2; при неустойчивом ветре —0,8 глубины зоны. При этом к ширине добавляются линейные размеры места разлива СДЯВ.

Ширина зоны химического заражения приближенно может быть определена по степени вертикальной устойчивости атмосферы и по колебаниям направления ветра:

При наличии утечки СДЯВ в первую очередь необходимо оценить химическую обстановку на объекте, обычно на основании данных химической разведки. В некоторых случаях оценка носит характер прогнозирования. Для оценки химической обстановки необходимо знать скорость и направление ветра, температуру воздуха и почвы, степень вертикальной устойчивости воздуха, рельеф местности и плотность застройки. Температура и ветер оказывают существенное влияние на скорость испарения СДЯВ. Принято различать три степени устойчивости приземного слоя воздуха: первая степень — инверсия (нижние слои воздуха холоднее верхних), вторая степень — изотермия

33.

Время действия поражающих концентраций определяется по формуле:

tпор = К5 * t, (5.5)

где t - время испарения СДЯВ в зависимости от оборудования хранилища (открытое или обвалованное), час, для обвалованного хранилища с аммиаком оно равно 20 часов при скорости ветра 1 м/с,

К5 - коэффициент, зависящий от скорости ветра и для данного варианта равный 0,43,

tпор = 0,43 * 20 = 8,6 час.

34. РАСЧЕТ ВРЕМЕНИ ИСПАРЕНИЯ СИЛЬНОДЕЙСТВУЮЩИХ ЯДОВИТЫХ ВЕЩЕСТВ ИХ ОБВАЛОВАННОГО И НЕОБВАЛОВАНННОГО ИСТОЧНИКА

Продолжительность поражающего действия СДЯВ определяется временем его испарения с площади разлива.

Время испарения Т (ч) СДЯВ с площади разлива определяется по формуле:

                                                       (12)

где h - толщина слоя СДЯВ, м:

d - плотность СДЯВ, т/м3;

К2, К4, К7 - коэффициенты в формулах

К7 - коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха (приложение 3; для сжатых газов К7 = 1);

К2 - коэффициент, зависящий от физико-химических свойств СДЯВ (приложение 3);

К4 - коэффициент, учитывающий скорость ветра (приложение 4);

Время действия поражающих концентраций определяется по формуле: tпор = К5 * t, (5.5) где t - время испарения СДЯВ в зависимости от оборудования хранилища (открытое или обвалованное), час, для обвалованного хранилища с аммиаком оно равно 20 часов при скорости ветра 1 м/с, К5 - коэффициент, зависящий от скорости ветра и для данного варианта равный 0,43, tпор = 0,43 * 20 = 8,6 час. На основании проведенных расчетов можно представить схему зоны химического заражения.

35.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ ПОДХОДА ЗАРАЖЕНННОГО ОБЛАКА ПРИ ХИМИЧЕСКОЙ АВАРИИ.

Определение времени подхода зараженного воздуха к объекту

Время подхода облака СДЯВ к заданному объекту зависит от скорости переноса облака воздушным потоком и определяется по формуле:

                                                                (11)

где х - расстояние от источника заражения до заданного объекта, км;

v - скорость переноса переднего фронта облака зараженного воздуха, км/ч

36. АКТИВНОСТЬ РАДИОНУКЛИДОВ( УДЕЛЬНАЯ, ОБЪЕМНАЯ, ПОВЕРХНОСТНАЯ) ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ. ИОНИЗИРУЮЩИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ

Активность радионуклида - это отношение числа dN спонтанных ядерных переходов из определенного ядерно-энергетического состояния радионуклида, происходящих в данном его количестве, за интервал времени dt к этому интервалу:

A = dN/ dt.

За единицу активности радионуклидов в СИ принимается активность нуклида в радиоактивном источнике, в котором за время 1 секунду происходит один спонтанный переход из определенного ядерно-энергетического состояния или 1 акт распада (расп./с). Эту единицу называют беккерель (Бк).

Внесистемной единицей активности является кюри (Ки). Кюри - это активность радионуклида, при которой в 1 с происходит 3,7·10 10 актов распада. Такое число распадов в 1 секунду дает 1 г 226 R а.

Внесистемная единица активности кюри связана с беккерелем следующим образом: 1 Ки = 3,7·10 10 Бк; 1 Бк = 2,7·10 -11 Ки.

Активность может быть удельной, объемной, поверхностной.

Отношение активности радионуклида в источнике (образце) к массе источника (образца) называется удельной, отношение активности радионуклида в источнике (образце) к объему - объемной активностью радионуклида. Единицами измерения удельной и объемной активности в СИ являются соответственно Бк/кг и Бк/м 3, а внесистемными единицами, часто встречающимися на практике, Ки/кг и Ки/л.

Отношение активности радионуклида в источнике (образце), распределенной на поверхности источника, к площади этой поверхности называется поверхностной активностью источника. Единицей поверхностной активности в СИ является Бк/м 2.

Активность радионуклида в источнике (образце) (активность радионуклида) А—отношение числа dN спонтанных переходов из определенного ядерно-энергетического состояния радионуклида, происходящих в источнике (образце) за интервал времени dt, к этому интервалу времени:

Удельная активность источника Ат — отношение активности А радионуклида в источнике (образце) к массе т источника (образца) или к массе элемента, соединения:

Объемная активность источника Av — отношение активности А радионуклида в источнике (образце) к его объему:

Поверхностная активность источника As — отношение активности А радионуклида в источнике (образце), распределенной на поверхности источника, к площади S этой поверхности:

Ионизирующее излучение подразделяют:

1.корпускулярные (потоки нейтронов, электронов, α,β -излучение). Масса покоя не равно 0.

2.фотонное излучение – электромагнитная волна с маленькой волной ( γ и рентгеновское излучение).

Ионизирующее излучение возникает при распаде радиационных ядер.

Источниками являются радиоизотопы.

Основные характеристики:

, СИ Беккерель

Вне системы К - число распадов происходящих у одного грамма радия.

Закон радиактивного распада.

N-количество не распавшихся ядер.

N0-начальная концентрация радиактивных ядер.

N=N0exp(- λ T)

λ -постоянная распада.

Т период полураспада( за какое время концентрация уменьшилась вдвое).

N0/2=N0exp(- λ T)

λ =ln2/T=0.69/T

A=A0exp(- λT)

A= λ N=0.693/T

Дозиметрические величины.

1.Доза – характеризует количество энергии поглощённая в материальной среде и оказывающая определённое биологическое действие.

2.Мощность дозы – это доза отнесённая ко времени. Мощность дозы характеризует интенсивность источника.

37. ДОЗА И МОЩНОСТЬ ЭКСПОЗИЦИОННОЙ ДОЗЫ

Экспозиционная доза – это отношение зарядов одного знака к массе или объёму , где эти заряды появились. СИ :

Экспозицио́нная до́за — мера ионизации воздуха в результате воздействия на него фотонов, равная отношению суммарного электрического заряда ионов одного знака, образованного ионизирующим излучением, поглощённым в некоторой массе сухого воздуха при нормальных условиях, к массе этого воздуха.

Единицы измерения:

СИ — Кл/кг;

Вне системная:

Рентген Р – заряд ионов одного знака в одном см^3 при нормальных условиях.

2,08 *10^9 – пар ионов, что соответствует одной электростатической единице.

МКР ( международная комиссии по радиационной защите) не рекомендовал использовать рентген для дозиметрии , в особенности связанной с воздействием на человека.

38 ДОЗА И МОЩНОСТЬ ПОГЛОЩЕННОЙ ДОЗЫ

Поглощённая доза: D – это отношение средней энергии поглощённой в заданном объёме с массой m. , СИ : Грей [Гр]

Вне система: рад

Radiation

Absorbed

Dose

0.01 Гр = 1 рад. - мощность дозы.

Поглощённая до́за — величина энергии ионизирующего излучения, переданная веществу. Выражается как отношение энергии излучения, поглощённой в данном объёме, к массе вещества в этом объёме.

Основополагающая дозиметрическая величина.

В единицах системы СИ поглощенная доза измеряется в джоулях, деленных на килограмм (Дж/кг), и имеет специальное название — Грэй (Гр). Использовавшаяся ранее внесистемная единица рад равна 0,01 Гр.

Не отражает биологический эффект облучения

39. ДОЗА И МОЩНОСТЬ ЭКВИВАЛЕНТНОЙ ДОЗЫ

Эквивалентная доза.

Позволяет учесть виды излучения при оценке биологического действия и ионизирующего излучения. H=D*Q, Q – коэффициент качества.

Вид излучения	Q(коэффициент качества)
или рентгеновское излучение	1
Протоны 2МэВ	5
излучение	20

СИ: Зиверт ; Sv; зв.

Вне система: бэр

Биологический эквивалент рентгена показывает степень отличия различных видов ионизирующего вида излучения по отношению к рентгену.

Эквивале?нтная до?за (E, HT,R) отражает биологический эффект облучения.

Это поглощённая доза в органе или ткани, умноженная на коэффициент качества данного вида излучения (WR), отражающий его способность повреждать ткани организма.

При воздействии различных видов излучения с различными коэффициентами качества эквивалентная доза определяется как сумма эквивалентных доз для этих видов излучения.

В единицах системы СИ эквивалентная доза измеряется в джоулях, деленных на килограмм (Дж/кг), и имеет специальное название — Зиверт (Зв). Использовавшаяся ранее внесистемная единица — бэр (1 бэр = 0,01 Зв).