НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

«КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ»

Інститут енергозбереження та енергоменеджменту

Кафедра «Охорони праці, промислової та цивільної безпеки»

Землянська О.В.

МЕТОДИЧНІ МАТЕРІАЛИ ТА ЗАВДАННЯ

ДО ПРАКТИЧНОГО ЗАНЯТТЯ № 1.2

З ДИСЦИПЛІНИ "БЕЗПЕКА ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ ТА ОХОРОНА ПРАЦІ"

Тема: Прогнозування та оцінювання радіаційної обстановки

під час аварії на радіаційно небезпечних об’єктах

Обговорено і узгоджено

на засіданні кафедри

протокол №____

від«____»_________2010 р

Київ 2010

1. Методичні вказівки

Мета практичного заняття: надати студентам практичні знання в розв’язанні типових задач з оцінювання радіаційної обстановки, формулювання висновків та визначення необхідних заходів захисту людей при діях на місцевості.

Література.

1. Г.П. Демиденко та ін. Безпека життєдіяльності. Методичні вказівки до виконання практичних, індивідуальних робіт та домашньої контрольної роботи для студентів технічних спеціальностей. Київ. НТУУ «КПІ». 2008. с.20-39.

2. Г.П. Демиденко та ін. «Защита объектов народного хозяйства от оружия массового поражения». Справочник Киев 1989. с.139-151.

1. Номери варіантів вихідних даних студенти отримують від викладача після роз’яснення ним методики виконання роботи. Кожен студент працює самостійно, виконуючи потрібні розрахунки за вихідними даними по своєму варіанту, вказаному викладачем. . По результатах дослідження студенти формулюють висновки, в яких пропонують необхідні міри захисту.

Звіт про виконану роботу оформлюють на аркушах А4 у вигляді звіту за такою формою:

1) індекс групи, прізвище та ім’я студента, назва виконаної роботи і номер варіанту;

2) алгоритм розв’язання задач з розрахунками;

3) підсумкова таблиця;

4) висновки і рекомендації.

2. Завдання студентам

Умова: На АЕС сталася аварія з руйнуванням реактора та викидом радіоактивних речовин у навколишнє середовище. Склад радіонуклідів близький до складу радіонуклідів під час ядерного вибуху.

За допомогою автоматичної системи контролю отримали перші дані про рівні радіації на території АЕС.

Завдання: Оцінити радіаційну обстановку для групи по ліквідації наслідків аварії згідно з вихідними даними, які наведені в таблиці 1. Під час оцінки обстановки розв’язати такі задачі:

Задача 1. Визначити дозу випромінювання, яку може отримати група ліквідації наслідків аварії при роботі в зоні радіаційного зараження.

Задача 2. Визначити допустиму тривалість роботи в зоні радіаційного зараження при встановленій дозі випромінювання.

Задача 3. Визначити можливі радіаційні втрати за сумарною дозою випромінювання.

Проаналізувати результати рішення задач, тобто порівняти отримані відповіді з нормативними величинами.

За результатами цього порівняння зробити необхідні висновки, в яких вирішити необхідні міри захисту.

Результати рішення задач студенти оформлюють на аркушах А4 у вигляді звіту, в якому повинні бути наступні данні:

1. Рівень радіації на 1 годину після аварії Р₁ = … (P/год).

2. Дозу випромінювання за час ліквідації наслідків: Д_ПР = … (Р)

Д_Т = … (Р).

3.Допустиму тривалість робіт у зоні радіоактивного зараження:

t_р.доп = … (год).

4.Сумарну доза випромінювання:

Д_Σ = … (Р).

5.Можливі радіаційні втрати:

N_врат = … %.

В цьому звіті студенти записують сформульовані по кожній задачі висновок:

1. В якій зоні радіаційного зараження виконали роботу ліквідатори (позначення, найменування).

2. Чи перевищить отримана доза (Д_ПР) встановлену (Д_уст).

3. Чи зможе група ліквідаторів працювати необхідний час.

4. Очікувані втрати та як їх зменшити.

Графічну частину необхідно мати в робочому зошиті з відповідними позначеннями та поясненнями.

Результати перевірки звітів по ПЗ викладач оцінює в рейтингових балах (або в традиційних оцінках) і заносить в журнал.

Деякі типові задачі

1. Визначення можливих доз радіації під час перебування в зоні РЗ.

2. Визначення допустимої тривалості перебування людей в зоні РЗ при установленій дозі радіації.

3. Визначення можливих утрат людей під час перебування на зараженій місцевості.

Ці задачі можна розв’язати аналітичним або графоаналітичним шляхом, а також за допомогою таблиць.

Задача 1. Визначення можливих доз радіації під час перебування в зоні РЗ.

Розв’язання цієї задачі дозволяє у подальшому оцінити ступінь небезпеки перебування людей на зараженій місцевості та своєчасно здійснити заходи щодо їх захисту.

Вихідні дані:

- виміряний рівень радіації та час , коли його виміряли ( ), Р/год;

– час початку перебування людей на зараженій місцевості відносно часу аварії, год.;

– задана тривалість роботи, год.;

– коефіцієнт ослаблення радіації будинком або спорудою, де мають знаходитися люди.

Розв’язання задачі:

Розрахунки базуються на законі спаду рівня радіації в даній точці місцевості, емпірична формула якого:

де - рівень радіації, перерахований на 1 годину після аварії. Р/год;

- поточний час, що відраховується від моменту аварії, год;

В першу чергу розраховують рівень радіації на 1 годину після аварії:

де - коефіцієнт перерахунку рівня радіації з будь-якого часу ( ) на 1 годину після аварії (Додаток 1).

Формулу для розрахунку дози радіації можна отримати з графіків (Мал. 1а, 1б), де доза показана як заштрихована площа.

Р

Р_п

Р_к

0 t_п t_к t

Точне значення площі, тобто дози, отримують інтегруванням (Мал. 1а):

,

де - час закінчення перебування в зоні РЗ ( ).

Цю формулу можна перетворити в іншій вид, якщо замінити:

;

тоді ,

де - рівень радіації на початку перебування в зоні РЗ, Р/год;

- рівень радіації наприкінці перебування в зоні РЗ, Р/год.

В свою чергу і

де і – коефіцієнти перерахунку рівня радіації з 1 години після аварії на час або (Додаток 1).

Дуже часто дозу радіації розраховують по спрощеній формулі та отримують приблизний результат (Мал. 1б)

Мал. 1б.

Р

Р_п

Р_к

0 t_п t_к t

,

де - середнє значення рівня радіації за час роботи ( ) в зоні РЗ, Р/год

;

Спрощена формула завжди дає завищений результат, похибка якого тим більша, чим більший інтервал . Відносна похибка розрахунку по спрощеній формулі:

Приклад:

Аварія на ядерному реакторі сталася в 7.00. Рівень радіації в районі цеху ( ) в 8 год. 15 хв. становив 62 Р/год. Яку дозу радіації отримає аварійна бригада за 3 год роботи у приміщенні цеху, якщо вони почнуть роботу через 2 години після аварії?

Розв’язання:

1). Спочатку треба визначити значення часу у відносній системі (від моменту аварії – 7.00)

= 8год 15хв – 7год = 1год 15хв = 1.25год

= 2год

= 2+3 = 5год

2). З Додатку 1 знайти значення коефіцієнтів перерахунку ( ) для кожної з визначених величин часу

для = 1.25год - = 1,31;

для = 2год - = 2,3;

для = 5год - = 6,9.

3). Розрахувати значення рівня радіації на 1год після аварії

= 80 Р/год.

4). Розрахувати значення рівня радіації на початку роботи бригади та при закінченні роботи

Р/год.;

Р/год.;

5). Розрахувати значення доз радіації:

а). По точній формулі

Р

б). По спрощеній формулі

Р.

6). Відносна похибка розрахунку дози радіації по спрощеній формулі становить

%.

Висновок:

Доза радіації, яку отримає бригада під час ліквідації аварії допустима, але потребує подальшого контролю за станом здоров’я людей.

Задача 2. Визначення допустимої тривалості перебування людей в зоні РЗ при установленій дозі радіації.

Посилаючи людей на заражену місцевість виконувати роботу, насамперед треба визначити, скільки часу люди можуть там перебувати. Для розв’язання цієї задачі потрібно знати, яку дозу радіації допустимо отримати людям. При плануванні робіт штаб ЦО установлює дозу радіації ( ), яку можна отримати людям за одну зміну.

Вихідні дані:

- рівень радіації на 1год після аварії, Р/год:

- установлена доза радіації, Р:

– коефіцієнт ослаблення радіації спорудою, де будуть працювати люди.

– початок роботи в зоні РЗ, год.

Розв’язання

1). Розрахувати допоміжний параметр

.

2) Користуючись графіком (Додаток 2), по відомим "а" і " " знайти допустиму тривалість роботи.

Примітка. Для розв’язання цієї задачі також можна скористатися формулою

, год

Приклад:

Визначити допустиму тривалість роботи аварійної бригади в будинку з К_осл = 7, якщо роботи почнуться через 2 години після аварії, а Р₁ = 70 Р/год. На одну зміну роботи установлена доза радіації Д_у = 10 Р.

Розв’язання:

1). Розраховуємо значення параметра

.

2). По графіках (Додаток 2) для =1 та t_п = 2 знаходимо допустиму тривалість роботи, яка дорівнює t_р = 6 год.

Висновок:

В заданих умовах аварійна бригада може працювати не більше 6 годин. При цьому вона отримає дозу радіації не більше 10 Р.

Задача 3.Визначення можливих втрат людей під час перебування на зараженій місцевості.

Можливі утрати людей розраховують, виходячи з отриманої дози радіації та часу, упродовж якого ця доза отримана. Якщо люди раніш вже отримали якусь дозу радіації, то треба враховувати ще і залишкову дозу радіації.

Якщо враховувати те, що організм людини через 4 доби після опромінювання починає виводити з організму ураженні клітини, то ті ураженні клітини, що залишилися в організмі умовно розглядати як залишкову дозу радіації (Д_ЗАЛ). Залишкова доза радіації залежить від часу, який минув після опромінювання і може бути виражена у відсотках від отриманої раніше дози (Таб.2).

Таб.2

Час після опромінювання тижні	1	2	3	4	5
Залишкова доза радіації d, %	90	75	60	50	42

При визначенні можливих втрат людей до розрахованої в задачі 1 дози додають залишкову і по таблиці 3 знаходять очікувані утрати.

Таб.3.

Сумарна доза, Р	100	125	150	175	200	225	250	275	300	325
Можливі утрати, %	0	5	15	30	50	70	85	95	100	100

Вихідні дані:

- доза радіації, яку можуть отримати люди під час перебування в зоні РЗ;

- доза радіації, яка була отримана людьми минулого разу;

- час, який минув після попереднього опромінювання, тижні.

Розв’язання:

1). Визначити залишкову дозу радіації

,

де d береться з таблиці 2 для відповідного значення

2). Розрахувати сумарну дозу опромінювання

3). Розрахувати (шляхом інтерполяції з таблиці 3) очікувані утрати серед людей.

Якщо доза потрапляє в середину інтервалу значень в таблиці 3, то відповідні утрати ( ) знаходять шляхом інтерполяції:

,

де - доза з таб.3 найближча до , але більша за неї

- доза з таб.3 найближча до , але менша за неї

- утрати відповідні

- утрати відповідні

Приклад:

Визначити можливі утрати людей із складу аварійної бригади, яка з попередніх розрахунків може отримати під час роботи дозу радіації Р. Відомо, що за два 2 тижні до цього бригада отримала дозу радіації 16 Р.

Розв’язання:

1). Визначити залишкову дозу радіації:

Р

2). Розрахувати сумарну дозу радіації

Р

3). Розрахувати можливі утрати. З таб.3 шляхом інтерполяції знаходимо

Висновок:

Виконання аварійних робіт в наведених умовах приведе до можливих утрат 2,4% від складу бригади, що неприпустимо. Треба скоротити тривалість робіт або почати їх пізніше.