Прогнозування і оцінка радіаційної обстановки при аваріях на радіаційно - небезпечних об'єктах

Радіаційна обстановка – це сукупність умов, що виникають на певній території, в результаті радіоактивного забруднення місцевості, приземного шару повітря і вододжерел, що негативно впливають на життєдіяльність населення і вимагають певних заходів захисту.

Радіаційна обстановка оцінюється двома методами:

1. за даними радіаційної розвідки (в результаті радіаційної аварії).

2. методом прогнозування проводиться завчасно до виникнення радіаційної аварії і утворення радіоактивного сліду на місцевості.

1. Виявлення радіаційної обстановки і нанесення її на карту.

За даними таблиці 1 залежно від значення виходу радіонуклідів з аварійного реактора і швидкості вітру виписуються найменування (індекс) і розміри зон зараження – довжина і ширина, і наносяться на карту з вказівкою рівнів радіації на осі сліду і на межах зон.

Район АЕС позначається умовним знаком діаметром 15 мм чорним кольором і на виносній лінії робляться позначки: в чисельнику – тип ЯЕР і його електрична потужність, в знаменнику - час і дата аварії.

Від центру аварії за заданим азимутом середнього вітру проводиться вісь сліду радіоактивної хмари на місцевості.

Азимут середнього вітру – кут, відлічуваний за годинниковою стрілкою, між вертикальною лінією на карті і напрямом вітру.

За розмірами зон зараження (таблиця 1) на карту наносять певним кольором зовнішні межі зон зараження у вигляді еліпсів у напрямку середнього вітру:

зона Г – зона надзвичайно-небезпечного забруднення – чорним кольором;

зона В – зона небезпечного забруднення – коричневим кольором;

зона Б – зона сильного забруднення – зеленим кольором;

зона А – зона середнього забруднення – синім кольором;

зона М – зона радіаційного забруднення - червоним кольором.

2. Визначається інтенсивність дози випромінювання (рівень радіації) на заданій відстані від місця аварії:

Р = Р1·kw·kt·ky, (Гр/година)

(1)

де Р₁ – інтенсивність дози випромінювання на осі сліду, Гр/година, таблиця 2. Визначається, виходячи з середньої швидкості вітру, і відстані від АЕС до місця прогнозованої обстановки;

k_t–коефіцієнт, що враховує спад потужності дози випромінювання (рівня радіації) в часі, таблиця 6;

k_y-коефіцієнт, що враховує зменшення потужності дози випромінювання при видаленні хмари від осі сліду, таблиця 3;

k_w – коефіцієнт, що враховує електричну потужність реактора (W), МГвт;

kw = 10-4·n·h·W

(2)

h - частка радіоактивних викидів, %;

n - кількість аварійних реакторів

3. Визначається доза випромінювання (опромінювання) людей на заданій відстані від аварійного реактора і від осі сліду хмари протягом року і порівнюються зі ст.5 Закону України «Про захист людини від дії іонізуючих випромінювань».

, Гр

(3)

де: k_доз - коефіцієнт, що враховує дозу випромінювання (опромінювання) за значенням потужності дози на 1 годину після аварії, з урахуванням часу початку тривалості опромінювання, таблиця 7.

k_осл – коефіцієнт ослаблення дози випромінювання транспортними засобами, укриттями, будівлями і спорудами, k_осл = С (середньодобовий коефіцієнт захищеності людей).

Середньодобовий коефіцієнт захищеності людей:

(4)

де: t_{відк.місц.} – час перебування людей на відкритій місцевості;

t_{транспорт} – час перебування людей в транспорті;

k_{осл.трансп.} – коефіцієнт ослаблення дози опромінювання при перебуванні людей в транспорті, таблиця 4;

t_робота – час перебування людей на роботі;

k_{осл.роб.} - коефіцієнт ослаблення дози опромінювання при перебуванні людей на робочому місці, таблиця 4;

t_{відпочинок} – час знаходження людей на відпочинку;

k_{осл.відп.} - коефіцієнт ослаблення дози опромінювання при перебуванні людей на відпочинку, таблиця 4;

24-тривалість доби, год.

Якщо радіаційна доза за рік Д_місц. > 1 МЗв, то згідно з НРБУ-97 розраховується доза опромінювання за перші два тижні перебування на зараженій території і за таблицею 5 визначаються заходи протирадіаційного захисту на ранній стадії аварії, 4. Протирадіаційні захисні заходи на ранній стадії аварії.

Згідно із законом України « Про захист людини від дії іонізуючих випромінювань» від 14 січня 1998 року № 15/98-ВР

Стаття 3. Право людини на забезпечення захисту від впливу іонізуючого випромінювання

Кожна людина, яка проживає або тимчасово перебуває на території України, має право на захист від впливу іонізуючого випромінювання. Це право забезпечується здійсненням комплексу заходів щодо запобігання впливу іонізуючого випромінювання на організм людини вище встановлених дозових меж опромінення, компенсацією за перевищення встановлених дозових меж опромінення та відшкодуванням шкоди, заподіяної внаслідок впливу іонізуючого випромінювання.

Стаття 5. Основні дозові межі опромінення населення

Основна дозова межа індивідуального опромінення населення не повинна перевищувати 1 мілізіверта* ефективної дози опромінення за рік, при цьому середньорічні ефективні дози опромінення людини, віднесеної до критичної групи, не повинні перевищувати встановлених цією статтею основних дозових меж опромінення незалежно від умов та шляхів формування цих доз. Дозові межі індивідуального опромінення населення та критерії щільності забруднення ґрунтів на території, що зазнала радіоактивного забруднення внаслідок Чорнобильської катастрофи, визначаються законами України та іншими нормативно-правовими актами.

Стаття 6. Основні дозові межі опромінення персоналу

Основна дозова межа індивідуального опромінення персоналу об'єктів, на яких здійснюється практична діяльність, введених в експлуатацію після набрання чинності цим Законом, не повинна перевищувати 20 мілізівертів ефективної дози опромінення на рік, при цьому допускається її збільшення до 50 мілізівертів за умови, що середньорічна доза опромінення протягом п'яти років підряд не перевищує 20 мілізівертів. Основна дозова межа індивідуального опромінення персоналу об'єктів, на яких здійснюється практична діяльність, введених в експлуатацію до набрання чинності цим Законом, не повинна перевищувати 50 мілізівертів ефективної дози опромінення за будь-які 12 місяців роботи підряд, з поступовим зменшенням дозової межі опромінення до 20 мілізівертів за рік протягом перехідного періоду.

Тривалість перехідного періоду визначається органом державного регулювання ядерної та радіаційної безпеки для конкретних умов практичної діяльності.

Стаття 7. Залучення осіб до ліквідації радіаційних аварій та їх наслідків

Залучення осіб до ліквідації радіаційних аварій та їх наслідків допускається лише на добровільних засадах, за контрактом, в якому повинна зазначатися можлива доза опромінення за час ліквідації радіаційної аварії та її наслідків.

Залучення до ліквідації радіаційних аварій та їх наслідків осіб, які мають медичні протипоказання, осіб віком до 18 років та жінок дітородного віку забороняється.

Опромінення осіб, залучених до ліквідації радіаційної аварії та її наслідків, вище основних дозових меж опромінення, встановлених цим Законом, допускається лише за їх згодою, у випадках, якщо не можна вжити заходів, які виключають їх перевищення, і може бути виправдано лише рятуванням життя людей та попередженням подальшого небезпечного розвитку аварії і опромінення більшої кількості людей.

Стаття 8. Рівні втручання у разі радіаційних аварій

Втручання, зумовлене необхідністю захисту життя та здоров'я людини, повинно бути таким, щоб зменшення шкоди, заподіяної впливом іонізуючого випромінювання шляхом зниження дози опромінення, було достатнім для виправдання як необхідності втручання, так і спричинених цим втручанням збитків.

Заходи щодо укриття людей застосовуються, якщо протягом перших двох тижнів після аварії очікувана сукупна ефективна доза опромінення може перевищити 5 мілізівертів.

Тимчасова евакуація людей здійснюється у разі, якщо протягом перших двох тижнів після аварії ефективна доза опромінення може досягти рівня 50 мілізівертів.

Йодна профілактика застосовується у разі, якщо очікувана поглинута доза опромінення щитовидної залози від накопиченого в ній радіоактивного йоду може перевищити 50 мілігрей* для дітей або 200 мілігрей для дорослих згідно з установленими Міністерством охорони здоров'я України регламентами.

* Мілізіверт (мЗв) - похідна від одиниці вимірювання еквівалентної та ефективної дози іонізуючого опромінення – зіверт (Зв) (у системі СІ). Позасистемна одиниця - бер (1 мЗв дорівнює 0,1 бера).

* Мілігрей (мГр) - похідна від одиниці вимірювання поглиненої дози іонізуючого опромінення - грей (Гр) (у системі СІ). Позасистемна одиниця - рад (1 мГр дорівнює 0,1 рада).

Таблиця 1

Розміри прогнозованих зон забруднення місцевості на сліді хмари

Вихід активності, %	Індекс зони	Довжина, км	Ширина, км	Площа, км2
1	2	3	4	5
Категорія стійкості А, швидкість вітру 2 м/с
3	М	82,8	16,2	1050
	А	13,8	2,22	22,7
10	М	185	40,2	5850
	А	39,4	6,81	211
30	М	338	82,9	22000
	А	82,8	15,4	1000
	Б	17,1	2,53	34,0
50	М	438	111	38400
	А	123	24,6	2380
	Б	20,4	3,73	59,8
	В	8,87	1,07	7,45
Категорія стійкості Д, швидкість вітру 5 м/с
3	М	74,5	3,7	216
	А	9,9	0,29	2,27
10	М	155	8,76	1070
	А	29,5	1,16	26,8
30	М	284	18,4	4110
	А	74,5	3,51	205
	Б	9,90	0,28	2,21
50	М	379	25,3	7530
	А	100	5,24	411
	Б	16,6	0,62	8,15
Категорія стійкості F, швидкість вітру 5 м/с
3	М	17,0	0,61	8,24
10	М	76	2,58	154
30	М	172	5,08	686
	А	17	0,61	8,25
50	М	204	6,91	1110
	А	47	1,52	56

Таблиця 2
Інтенсивність дози опромінювання на осі сліду, мГр / година
/Реактор ВВЕР-1000, вихід радіоактивних продуктів 10%, час 1 година після зупинки реактора/
Відстань від АЕС, км	Категорія стійкості атмосфери
	А		Д		F
	Середня швидкість вітру, м/с
	2	5		10	5	10
5	12,4	8,03		4,75	3,90·10-5	2,35·10-5
10	7,23	4,66		2,85	3,65·10-5	2,37·10-5
20	2,89	1,89		1,19	0,372	0,248
30	1,73	1,27		0,812	0,528	0,370
40	1,21	1,03		0,667	0,527	0,385
50	0.915	0,763		0,506	0,427	0,325
60	0.722	0,59З		0,403	0,316	0,251
70	0.587	0,476		0,331	0,238	0,200
80	0,488	0,391		0,277	0,177	0,163
90	0,413	0,328		0,237	0,137	0,130
100	0,354	0,280		0,206	0,134	0,115
150	0,190	0,146		0,116	0,0642	0,0556
200	0,119	0,0895		0,0754	0,0373	0,0362
250	0,0804	0,0593		0,0534	0,0243	0,0242
300	0,0577	0,0406		0,0395	0,0170	0,0173
1мГр=0.001 Гр				1Гр/год=100рад/год
1Гр=100 рад				0,01Гр/год=1рад/год

Таблиця 3

Коефіцієнт К_У визначення потужності дози випромінювання

у стороні від осі сліду

Категорія атмосфери – А
Х, км	віддалення від осі сліду, км
	0,5	1	2	4	6	8	10	15	20
7	0,86	0,56	0,10
10	0,95	0,83	0,49	0,06
12	0,96	0,87	0,59	0,12
14	0,97	0,90	0,67	0,20	0,02
16	0,98	0,92	0,72	0,28	0,05
18	0,98	0,93	0,77	0,35	0,09	0,01
20	0,98	0,94	0,80	0,42	0,14	0,03
30	0,99	0,97	0,89	0,64	0,37	0,17	0,06
50	0,99	0,98	0,95	0,83	0,66	0,48	0,32	0,07	0,01
70	0,99	0,99	0,97	0,90	0,79	0,66	0,52	0,23	0,07
100	0,99	0,99	0,98	0,94	0,88	0,79	0,70	0,45	0,24
200	0,99	0,99	0,99	0,98	0,96	0,93	0,89	0,78	0,65
Категорія атмосфери – Д
Х, км	віддалення від осі сліду, км
	0,5	1	2	3	4	5	6	7	8
7	0,38	0,02
10	0,60	0,13
12	0,69	0,23
14	0,75	0,32	0,01
16	0,80	0,41	0,03
18	0,83	0,49	0,05
20	0,86	0,55	0,09
30	0,93	0,75	0,31	0,07	0,01
50	0,97	0,89	0,63	0,35	0,15	0,05	0,01
70	0,98	0,93	0,77	0,56	0,36	0,20	0,10	0,04	0,01
100	0,99	0,96	0,87	0,73	0,58	0,43	0,29	0,19	0,11
200	0,99	0,99	0,96	0,91	0,85	0,78	0,70	0,61	0,53
Категорія атмосфери – F
Х, км	віддалення від осі сліду, км
	0,5	1	1,5	2	2,5	3	3,5	4	5
7	0,01
10	0,12
12	0,21
14	0,31
16	0,40	0,02
18	0,47	0,05
20	0,54	0,08
30	0,74	0,30	0,06
50	0,88	0,61	0,33	0,14	0,04	0,01
70	0,93	0,76	0,55	0,34	0,19	0,09	0,03	0,01
100	0,96	0,86	0,72	0,57	0,44	0,28	0,17	0,10	0,03
200	0,98	0,96	0,91	0,84	0,77	0,69	0,60	0,52	0,36

Таблиця 4

Середні значення коефіцієнтів ослаблення дози радіації (К_осл) при радіоактивному зараженні

Найменування укриттів і транспортних засобів	Коефіцієнт ослаблення
Автомобілі, автобуси	2
Кабіни бульдозерів, екскаваторів	4
Криті вагони	2
Пасажирські вагони	3
Виробничі одноповерхові будівлі (цехи)	7
Виробничі й адміністративні триповерхові будівлі	6
Житлові кам'яні одноповерхові будинки	10
Підвал	40
Житлові кам'яні двоповерхові будинки	15
Підвал	100
Житлові кам'яні п'ятиповерхові будинки	27
Підвал	400-500
Дерев'яні одноповерхові будинки	2
Підвал	7
Дерев'яні двоповерхові будинки	8
Підвал	12

Таблиця 5
Найнижчі межі виправданості та рівні безумовної виправданості для невідкладних контрзаходів
Контрзахід	Відвернута доза за перші 2 тижні після аварії
	Межі виправданості			Рівні безумовної виправданості
	мЗв	мГр		мЗв	МГр
	На все тіло	На щитовидну залозу	На шкіру	На все тіло	На щитовидну залозу	На шкіру
Укриття	5	50	100	50	300	500
Евакуація	50	300	500	500	1000	3000
Йодна профілактика Діти	-	50`	-	-	200`	-
Дорослі	-	200`	-	-	500`	-
Обмеження перебування на відкритому повітрі Діти	1	20	50	10	100	300
Дорослі	2	100	200	20	300	1000
` - Очікувана доза при внутрішньому опроміненні радіоізотопами йоду, що надходять до організму протягом перших двох тижнів після початку аварії.
1Зв = 100 бэр; 1мЗв = 0,1 бэр; 1бэр = 0,01 мЗв

Список використаної літератури

1.Белов С.В. и др. Безопасность жизнедеятельности. Учебник для вузов – М.; Высшая школа, 1999г.

2.Депутат О.П. и др. Цивільна оборона. Навчальний посібник – Львов „Афиша”, 2000 г.

3.Закон Украины «О защите человека от воздействия ионизирующих излучений» № 15/98 ВР от 14 января 1998 года.

4.Маргулис У.Я. Атомная энергия и радиационная безопасность.- М., ЭАК., 1988 г.

5.Методика выявления и оценки радиационной обстановки при авариях на АЭС. Изд.Военной Академии химической защиты им.С.К. Тимошенко, М., 1989г.

6.Методика прогнозирования масштабов заражения сильнодействующими и ядовитыми веществами при авариях (разрушениях)на химически опасных объектах и транспорте. -Л., ГМЦ, 1991г.

7.Норми радіаційної безпеки (НРБУ - 97).МОЗ України – К.,1997р.

8.Пушнин Л.П. Методические указания к практическим занятиям по курсу «Безопасность жизнедеятельности» на тему «Прогнозирование инженерной, химической и радиационной обстановки при авариях на потенциально опасных объектах», 2001г.

Термины и определения	Терміни та визначення
Радиационная безопасность	Радіаційна безпека
Доза излучения	Доза випромінювання
След облака	Слід хмари
Мощность излучения	Потужність випромінювання
Неотложные меры	Невідкладні заходи
Противорадиационная защита	Протирадіаційний захист

17