3.3. Решение задач по оценке радиационной обстановки при ядерном взрыве по данным разведки

Задача 3.2

Приведение уровней радиации к одному времени после ядерного взрыва

Вследствие распада радиоактивных веществ с течением времени происходит уменьшение уровней радиации. Уровни радиации, измеряемые в различные промежутки времени после взрыва, затрудняют решение задач по оценке радиационной обстановки. Поэтому во многих случаях возникает необходимость пересчета значений уровней радиации с одного времени на другое. При решении многих задач целесообразно измеряемые уровни радиации перевести на 1 ч после взрыва. В этом случае облегчается задача по осуществлению контроля за спадом уровней радиации.

Спад уровня радиации подчиняется закономерности

(3.8)

где Р –	уровень радиации на любое заданное время после ядерного взрыва;
Р1 –	уровень радиации на 1 ч после взрыва;
t –	промежуток времени после ядерного взрыва.

Для ускорения расчетов, связанных с определением уровней радиации на любое время после ядерного взрыва, целесообразно использовать таблицы или графики, рассчитанные с помощью этой формулы [8].

В табл. П3.3 (см. сборник таблиц) для различных промежутков времени t после ядерного взрыва приведены коэффициенты пересчета уровней радиации Р₁ / Р, которые представляют собой отношение уровня радиации на 1 ч после взрыва к уровню радиации на любое заданное время.

В табл. П3.3 уровень радиации на 1 ч после взрыва принят за единицу, следовательно, коэффициент пересчета (отношение Р₁ /Р) показывает, во сколько раз уменьшается уровень радиации за тот или иной промежуток времени t_n, прошедший после взрыва.

Порядок пользования таблицей.

Исходные данные:

t – время измерения уровня радиации (в данный момент времени);

Р – измеренный уровень радиации (в данный момент времени).

Решение

Из табл. П3.3 по входному значению t находим коэффициент пересчета К_пер (отношение).

Определяем уровень радиации на 1 ч после взрыва

Р₁ = Р К_пер.

Пример 1

На объекте через 2 ч после ядерного взрыва был измерен уровень радиации Р, который составил 100 Р/ч. Требуется определить, каким был уровень радиации на 1 ч после взрыва Р₁.

Решение

По табл. П3.3 в колонке «Время, прошедшее после взрыва» напротив цифры 2 находим отношение Р₁ /Р, равное 2,3.

Р₁ = 2,3Р = 2,3100 = 230 Р/ч.

Ответ: уровень радиации на 1 ч после взрыва составил 230 Р/ч.

Пример 2

На объекте через 3 ч после ядерного взрыва уровень радиации составил 200 Р/ч требуется определить уровень радиации на 10 ч после взрыва.

Решение

1. По табл. П3.3 (см. сборник таблиц) находим отношения, равные соответственно 3 и 10 ч после взрыва.

Р₁ /Р₃ = 3,74; Р₁ /Р₁₀ = 15,85.

2. Путем составления пропорции находим уровень радиации на 10 часов после взрыва.

Р₁ /Р₃ = 3,74; Р₁ /Р₁₀ = 15,85;

Р₃·3,74 = Р₁₀·15,85; .

Ответ: уровень радиации на 10 ч после взрыва составил примерно 47 Р/ч.

Примечание. Задачи данного типа могут быть решены также путем использования таблицы коэффициентов пересчета уровней радиации с любого времени измерения на требуемое время (табл. П3.2). Входными величинами в таблицу являются: время измерения t₀ и t, на которое пересчитывается уровень радиации.

Например, для решения предыдущей задачи в таблице находим К_пер = 0,24, а уровень радиации на 10 часов после взрыва будет равен:

Р₁₀ = Р₃ К_пер = 200· 0,24 = 48 Р/ч.

Задача 3.3

Определение возможных доз облучения при действиях на местности, зараженной радиоактивными веществами:

а) при проведении работ или нахождении на зараженной радиоактивными веществами местности.

Для исключения переоблучения личного состава формирований, рабочих и служащих, населения при их пребывании на зараженной местности рассчитывают дозы, которые они могут получить за определенное время пребывания на зараженной местности [9].

Для этого пользуются табл. П3.8, в которой приведены дозы радиации для уровня радиации 100 Р/ч на 1 ч после взрыва. Для определения доз облучения для других значений уровней радиации необходимо найденную по таблице дозу умножить на отношение Р/100, где Р – фактический уровень радиации на 1 ч после взрыва.

Исходные данные:

Р₁ – уровень радиации на 1 ч после взрыва, Р/ч;

t₀ – продолжительность пребывания на зараженной местности, ч;

t_н – время начала облучения, ч;

К_осл – условия защищенности людей.

Решение

1. Из табл. П3.8 по входным значениям t₀ и t_н находим дозу облучения Д100, которую получают люди на открытой местности при уровне радиации 100 Р/ч на 1 ч после взрыва.

2. Определяют дозу облучения Д₀, которую получают люди, работающие на открытой местности при уровне радиации Р₁.

.

3. Определяют дозу облучения, которую получают люди, работающие в производственных помещениях

.

Пример 1

На объекте через 1 ч после ядерного взрыва уровень радиации составил 240 Р/ч. Требуется определить дозы, которые получают рабочие и служащие объекта на открытой местности и в производственных помещениях за 5 ч, если известно, что облучение началось через 10 ч после ядерного взрыва.

Решение

По табл. П3.8 на пересечении горизонтальной строки «Время начала облучения с момента взрыва» (10 ч) и вертикальной колонки «Время пребывания» (5 ч) находим дозу облучения на открытой местности при уровне радиации 100 Р/ч, которая равна 24,5 Р.

Для уровня радиации 240 Р/ч эта доза будет в 2,4 раза больше, т.к. Р₁/Р = 240/100 = 2,4. Рабочие и служащие объекта за 5 ч пребывания на открытой местности получают дозу:

Д₀ = 24,52,4 = 58,8 Р.

Для определения дозы Д_п, которую получают рабочие и служащие за 5 ч пребывания в производственных помещениях, необходимо найденную дозу для открытой местности Д₀ разделить на коэффициент ослабления радиации в производственных помещениях К_осл. По табл. П3.1 находим К_осл для производственных зданий (для нашего примера К_осл = 7).

Тогда:

Д_п = Д₀ / К_осл = 58,8 / 7 = 8,4 Р.

б) при движении по радиоактивно зараженной местности.

Если личный состав формирований совершает марш по радиоактивно зараженной местности, то дозу облучения определяют следующим образом:

Вычисляют время движения по зараженной местности:

где t –	время движения, ч;
S –	длина маршрута по зараженной местности, км;
v –	скорость движения, км/ч.

2. Определяют средний уровень радиации на маршруте движения

(3.9)

где n –	число замеров;
Рi –	уровень радиации на время прохождения точки маршрута.

Определяют дозу, которую получит личный состав за время движения,

(3.10)

где К_осл – коэффициент ослабления транспортного средства.

Пример 2

Личному составу формирования необходимо совершить марш на автомобилях по радиоактивно зараженной местности, где уровни радиации на 1ч после взрыва составили 2 Р/ч, 7 Р/ч, 9 Р/ч, 12 Р/ч, 20 Р/ч. Длина маршрута 40 км, скорость 20 км/ч, начало движения через 2 ч после взрыва.

Решение

1. Находим время движения по маршруту

.

2. Находим средний уровень радиации на 1 ч после взрыва

.

3. Находим средний уровень радиации на время прохождения средней точки маршрута.

Так как весь маршрут будет пройден за 2 ч, то средняя точка маршрута будет пройдена через 1 ч после начала движения, или через 3 ч после ядерного взрыва.

.

К_пер берут из табл. П3.3.

4. Определяем дозу, которую получит личный состав за время движения

.

К_осл = 2 берем из табл. П3.1.

Задача 3.4

Определение допустимой продолжительности пребывания людей на зараженной местности

При действиях на местности, зараженной радиоактивными веществами, может возникнуть необходимость определения допустимого времени пребывания с учетом установленной дозы облучения [10].

Исходными данными для решения данной задачи являются:

Д_уст – установленная доза облучения;

t – время, прошедшее после ядерного взрыва до входа в зараженный район;

Р – уровень радиации через время t после взрыва.

Решение

1. Находим отношение Д_уст /Р.

2. Из табл. П3.6 по входным значениям Д_уст /Р и t находим допустимую продолжительность пребывания в зараженной местности Т.

Пример

Ядерный взрыв произошел в 12.00. Формирование получило задачу: прибыть в район ведения работ через 2 ч после взрыва, где к этому времени будет уровень радиации 12,5 Р/ч. Допустимая доза облучения на время работы установлена 25 Р.

Решение

1. Находим Д_уст/Р = 25/12,5 = 2.

2. Из табл. П3.6 по входным значениям Д_уст /Р и времени, прошедшем после взрыва t=2, находим продолжительность пребывания Т в зоне радиоактивного заражения. Оно равно 4 ч.

При тех же исходных данных допустимое время пребывания Т на зараженной местности можно определить по табл. П3.8, входными значениями в которую являются: время входа t_вх в зараженный район и Д_уст. Так как табл. П3.8 составлена для уровня радиации на 1 ч после взрыва 100 Р/ч и К_осл = 1, то для других условий зараженности и защищенности величину Д_уст надо брать равной Д¹_уст.

. (3.11)

Пример

Определить допустимую продолжительность пребывания на зараженной местности при тех же условиях, что и в предыдущем примере.

Решение

1. Определить уровень радиации на 1 ч после взрыва

Р₁ = РК_пер = 12,52,3 = 28,75 Р/ч.

2. Определяем Д¹_уст

.

3. Из табл. П3.8 по входным значениям t_вх = 2 и Д¹_уст – определя­ем Т. Т=4 ч. Эта же задача может быть решена по графику (рис. П.3.1). Пользование графиком рассмотрено при решении задачи 3.5.

Задача 3.5

Определение времени начала преодоления зоны радиоактивного заражения

При движении формирований к объекту для проведения СиДНР возможно радиоактивное заражение маршрута движения и участка работ. Исходя из поставленных задач, необходимо определить целесообразное время начала движения по радиоактивно зараженной местности [11].

Исходные данные:

Д_уст – установленная доза облучения личного состава за время движения по зараженной местности, Р;

Р_i – уровни радиации на маршруте движения, Р/ч;

S – длина маршрута, км;

v – скорость движения, км/ч;

К_осл – коэффициент ослабления радиации транспортным средством.

Решение

1. Находим дозу, которую получит личный состав формирования за время движения по зараженной местности при пересечении середины зоны через 1 ч после взрыва

Д₁=Р_ср1 t/К_осл, (3.12)

где Рср1 –	средний уровень радиации на 1 ч после взрыва, Р/ч;
t –	время движения, ч.

2. Находим отношение Д₁/Д_уст, что соответствует уменьшению уровня радиации в Р₁/Р раз.

3. По величине этого отношения из табл. П3.3 находим время, за которое произойдет требуемый спад уровня радиации. Это и будет целесообразное время преодоления середины зоны радиоактивного заражения t_п.ср. Время начала движения t_н.д определяется по формуле

t_н.д = t_п.ср – t/2. (3.13)

Пример

Личному составу формирования необходимо совершить марш по радиоактивно зараженной местности, где уровни радиации на 1 ч после взрыва составляют 5 Р/ч, 20 Р/ч, 80 Р/ч, 40 Р/ч, 5 Р/ч. Установленная доза радиации за время движения равна 5 Р. Личный состав совершает марш на автомобилях со скоростью 30 км/ч, длина маршрута 45 км. Требуется определить целесообразное время начала движения по зараженной местности.

Решение

1. Находим средний уровень радиации на маршруте движения

.

2. Находим время движения по зараженной местности

.

3. Определяем дозу, которую получит личный состав формирования на зараженной местности при пересечении середины зоны через 1 ч после взрыва

.

4. Находим отношение Д₁ /Д_уст = 22,5 / 5 = 4,5.

5. По величине Д₁ /Д_уст из табл. П.3.3 находим целесообразное время пересечения середины зоны и начала движения.

Середина зоны должна пересекаться через 3,5 ч после взрыва (t_п.ср = 3,5 ч), а движение начинаться через 2,75 ч.

Т.к. t_н.д = t_п.ср – t/2 = 3,5–0,75 = 2,75 ч.

Задача 3.6

Определение допустимого времени и продолжительности проведения СиДНР на зараженной местности

Радиоактивное заражение территории объекта в очаге ядерного поражения может оказать серьезное влияние на организацию и ведение СиДНР. С одной стороны, преждевременный ввод формирований в зоны сильного и опасного заражения может привести к поражению личного состава, а с другой стороны, переоценка степени опасности радиоактивного заражения приведет к тому, что помощь, которую будут ждать рабочие и служащие в заваленных убежищах и укрытиях, может оказаться несвоевременной [12].

Исходными данными для решения задачи являются:

t – время после взрыва, когда заражение объекта закончилось;

Р – уровень радиации на объекте;

Д_уст – установленная доза облучения на первые сутки работы или на весь период СиДНР в очаге поражения;

Т₁ – продолжительность работы первой смены.

Решение

1. Определяем уровень радиации на 1 ч после взрыва

Р₁ = Р · К_пер.

К_пер – берем из табл. П3.3.

2. Определяем величину а

а = Р₁ /Д_уст.

По графику (рис. П3.1, сб. таблиц) определяем время начала работы t_вх. Входными величинами в график является продолжительность работы первой смены Т₁ и а.

Пример

Заражение объекта закончилось через 3 ч после ядерного взрыва. Уровень радиации составил 27 Р/ч. Требуется определить время ввода первой и последующих смен, если известно, что первая смена должна работать 2 ч, а допустимая зона облучения установлена 25 Р для каждой смены.

Решение

1. Определяем уровень радиации на 1 ч после взрыва с использованием табл. П3.3

Р₁ = Р₃  К_пер = 273,74 = 100 Р/ч.

2. Определяем величину а

а = Р₁ / Д_уст = 100/25 = 4.

3. Из графика по входным величинам Т=2 и а=4 находим время начала работы первой смены t_вх. Оно равно 4,5 ч.

4. Вторая смена начнет работать, следовательно, через 6,5 ч

t_н2 = t_н1 + Т = 4,5 + 2 = 6,5 ч.

5. Продолжительность работы следующей смены находим по положению точки пересечения линий, соответствующим величинам а и t_н2.

Примечание. Частные задачи такого типа могут быть решены по специальным таблицам (см. плакат), которые составлены для определенного времени работы первой смены, различных уровней радиации и установленных доз облучения.

Входными величинами в таблицу являются:

Р₁ – уровень радиации на 1 ч после взрыва;

Д_уст – установленная доза облучения;

Т – продолжительность работы первой смены.

Решая предыдущую задачу по таблице, получаем:

t_н1 = 4,7 ч Т₁ = 2 ч

t_н2 = 6,7 ч Т₂ = 3,1 ч

t_н3 = 9,8 ч Т₃ = 5,0 ч и т.д.

Задача 3.7

Определение количества смен для проведения СиДНР исходя из сложившейся обстановки

Задачу данного типа решают по табл. П3.8 и графику (рис. П3.1).

Исходные данные:

Р – измеренный уровень радиации на объекте;

Т – продолжительность ведения СиДНР;

Д_уст –установленная доза облучения для каждой смены на весь период проведения СиНДР.

Решение

1. Находим величину Р₁ / Д_уст.

2. По графику (рис. П3.1, сб. таблиц) определяем время ввода первой смены t_н1. Входные величины – Т₁ и Р₁ / Д_уст, где Т₁ – продолжительность работы первой смены.

3. По табл. П3.8 находим суммарную дозу Д_с, которую получит личный состав всех смен за время Т. Входные величины t_н1 и Т.

4. Определяем фактическую дозу облучения

Д_ф = Д_с · Р₁ / 100. (3.14)

5. Находим потребное количество смен

n = Д_ф / Д_уст.

Пример

На объекте через 1 ч после ядерного взрыва уровень радиации 180 Р/ч. На проведение СиДНР потребуется 12 ч. Требуется определить потребное количество смен для проведения СиДНР на объекте, если известно, что первая смена должна работать не менее 1 ч, а доза облучения для каждой смены установлена 50 Р.

Решение

1. Находим величину Р₁ / Д_уст = 180/50 = 3,6.

2. По графику (рис. П3.1) определяем время ввода первой смены. Входные величины – Т₁ = 1 ч и Р₁ / Д_уст = 3,6. Оно равно 2,5 ч

3. По табл. П3.8 находим суммарную дозу Д_с, которую получит личный состав всех смен за время Т при Р₁ = 100 Р/ч. Д_с =125 Р. Т.к. Р₁ = 180 Р/ч, то Д_с = 225 Р.

4. Определяем фактическую дозу облучения

Д_ф = Д_с · Р₁ / 100.

5. Находим потребное количество смен

n = Д_ф / Д_уст = 225/50 = 5 смен.

Задачу такого типа можно решить и непосредственно по таблицам.

Пример

На объекте через 1 ч после ядерного взрыва уровень радиации составит 80 Р/ч. На проведение СиДНР потребуется 24 ч. Требуется определить потребное количество смен для проведения СиДНР, если известно, что первая смена должна работать не менее 2 ч, а доза облучения на первые сутки установлена 25 Р.

Решение

Из табл. П3.7 по входным величинам:

Р₁ – уровень радиации на 1 ч после взрыва (80 Р/ч);

Т – продолжительность СиДНР (Т = 24 ч);

Д_уст – установленная доза радиации (Д_уст = 25 Р);

находим количество смен (n). Оно равно 4.