Оцінка радіаційної обстановки

Серед потенційно небезпечних виробництв особливе місце займають радіаційно-небезпечні об'єкти (РНО). До типових РНО відносяться: атомні електростанції (АЕС); підприємства з виготовлення ядерного палива, з переробки відпрацьованого ядерного палива і захоронення радіоактивних відходів; науково-дослідницькі та проектні організації, які працюють з ядерними реакторами; ядерні енергетичні установки на об'єктах транспорту.

Радіаційні аварії - це аварії з викидом (виходом) радіоактивних речовин

(радіонуклідів) або іонізуючих випромінювань за межі, не передбачені проектом для нормальної експлуатації радіаційно-небезпечних об'єктів, в кількостях більше встановлених меж їх безпечної експлуатації.

Радіаційні аварії на РНО можуть бути двох видів:

- коли викид радіонуклідів у навколишнє середовище відбувається внаслідок аварії або теплового вибуху та зруйнування РНО;

- коли аварія відбувається внаслідок вибухової ядерної реакції. В цьому випадку зараження навколишнього середовища буде таким, як при наземному ядерному вибуху.

Найнебезпечнішими з усіх аварій на РНО є аварії на АЕС. Характер і масштаби радіоактивного забруднення місцевості при аварії на АЕС залежать від характеру вибуху (тепловий чи ядерний), типу реактора, ступеня його зруйнування, метеоумов і рельєфу місцевості. В ядерних реакторах на теплових нейтронах як паливо використовується слабко збагачений природний уран-235.

Такі реактори поділяються на: водо-водяні енергетичні реактори (ВВЕР-600, ВВЕР-1000), в яких вода є одночасно і теплоносієм, і сповільнювачем, і реактори великої потужності канальні (РБМК-1000, РБМК-1500), в яких графіт використовується як сповільнювач, а вода – як теплоносій циркулює по каналах, які проходять через активну зону.

Для характеристики радіоактивного забруднення застосовують ступінь

(щільність) забруднення, що визначається поверхневою щільністю зараження радіонуклідами і вимірюється активністю радіонукліда на одиницю площі (об'єму).

Основною дозиметричною величиною, за допомогою якої оцінюється дія радіації, є доза випромінювання - кількість енергії, яка поглинута одиницею маси опроміненого середовища.

Експозиційна доза визначається тільки для повітря при гамма і рентгенівському випромінюванні. Поглинута доза визначається для речовин.

Еквівалентна доза — це дозиметрична величина для оцінки шкоди, нанесеної

здоров'ю людини від дії іонізуючого випромінювання будь-якого складу. Вона дорівнює добутку поглинутої дози на коефіцієнт якості. Для гамма і бета-випромінювання цей коефіцієнт становить 1, а для альфа- випромінювання — 20(табл. 1.1).

Таблиця 1.1 − Одиниці вимірювання радіоактивного забруднення

Дозиметричні величини	Одиниці вимірювання	Переведення одиниць
	Сі	несистемні
Активність	Бекерель (Бк) (1 розпад ядра атома за 1 сек.)	Кюрі (Ки)	1 Ки = 3,7 х10^10Бк
Ступінь забруднення	Бк/м²	Ки/м²	1 Ки/м²=3,7 х 10^10 Бк/м²
Експозиційна доза	1 кулон електричних зарядів у 1 кг повітря Кл/кг	Рентген (Р) доза, що створює на 1 см² повітря 2,1х 10^9 пар іонів	1 Кл/кг=3876 Р 1Р=2,58х10^4Кл/кг
Поглинута доза	Грей (гр) 1 кг речовини поглинає	Рад	1 Гр=дж/кг 1 Гр=100 рад
Еквівалентна доза	Зіверт (Зв)	Бер	1 Зв=100 бер
Потужність дози		Рентген на годину

Місцевість, що забруднюється внаслідок радіаційної аварії, за щільністю забруднення радіонуклідами умовно поділяють на зони: зону відчуження, зону безумовного (обов'язкового) відселення, зону гарантованого (добровільного) відселення і зону підвищеного радіоекологічного контролю (табл. 1.2).

За дозами опромінення зону зараження поділяють на наступні зони:

надзвичайно-небезпечного забруднення (зона Г), небезпечного забруднення

(зона В), сильного забруднення (зона Б), помірного забруднення (зона А) і зону радіаційної небезпеки (зонаМ).

При ліквідації наслідків в зоні "М" та інших зонах повинні виконуватися основні заходи захисту: радіаційний і дозиметричний контроль, захист органів дихання, профілактичне використання препаратів йоду, санітарна обробка людей, дезактивація одягу, техніки. В зоні А при виконанні рятувальних і інших робіт переміщення людей потрібно проводити з використанням броньованої техніки. У зонах "Б", "В", Г" ніякі роботи в мирний час, як правило, виконуватися не повинні.

При аваріях на РНО з ядерним вибухом або при використанні ядерної зброї характеристика зон радіоактивного забруднення місцевості наведена у табл. 1.3.

Таблиця 1.2 − Характеристика зон радіоактивного забруднення місцевості при аваріях на РНО за щільністю забруднення радіонуклідами

Зона забруднення	Ступінь (щільність) забруднення грунту довго живучими радіонуклідами (поверх доаварійного рівня)	Ефективна доза опромінення населення в рік із урахуванням коефіцієнта міграції радіонуклідів у рослині
Цезію Cs	Стронцію Sr	Плутонію Pu
Зона відчуження – це територія з якої проводиться евакуація населення негайно після аварії і на ній не здійснюється господарська діяльність
Зона безумовного відселення	≥15,0 Ки/км^2	≥ 3,0 Ки/км^2	≥0,1 Ки/км^2	>5,0 м Зв (0,5 Бер)
Зона гарантованого відселення	5,0-15,0 Ки/м^2	0,15-3,0 Ки/м^2	0,01-0,1 Ки/м^2	>0,5 м Зв (0.05 Бер)
Зона підвищеного радіоекологічного контролю	1,0-5,0 Ки/м^2	0,02-0,15 Ки/м^2	0,005-0,01 Ки/м^2	< 0,5 м Зв (0,05 Бер)

Таблиця 1.3 − Характеристика зон радіоактивного забруднення місцевості при ядерних вибухах

Найменування зон	Індекс зон	Доза опромінення за час опромінення до повного розпаду Р (Рад)	Потужність зони опромінення на зовнішній границі зони, Рад/год.
На зовнішній границі зони	На внутрішній границі зони	Через 1 годину після вибуху	Через 10 годин після вибуху
Помірного забруднення	А				0,5
Сильного забруднення	Б
Небезпечного забруднення	В
Надзвичайно небезпечного забруднення	Г		__

Радіоактивні продукти, що визначають радіаційну обстановку в районі

радіаційної аварії створюють суттєвий вплив на дію формувань, режими проживання і роботи населення та на проведення аварійно-рятувальних робіт.

Виявлення радіаційної обстановки передбачає визначення методом

прогнозування чи за фактичними даними (даними розвідок) масштабів і ступеня радіоактивного забруднення місцевості і атмосфери з метою визначення їх впливу на життєдіяльність населення, дію формувань чи обґрунтування оптимальних режимів діяльності робітників і службовців об'єктів господарської діяльності.

Попередній прогноз радіаційної обстановки здійснюється шляхом розв'язування формалізованих задач, які дозволяють передбачити можливі наслідки впливу аварії на населення, особовий склад формувань при всіх видах їх дій та оптимізувати режими роботи формувань на забрудненій місцевості, режим роботи підприємств.

Складаючи прогноз вірогідної радіаційної обстановки, вирішують кілька завдань:

· визначення зон радіаційного забруднення та нанесення їх на карту (схему);

· визначення часу початку випадіння радіаційних опадів на території об'єкта;

· визначення доз опромінення, щоможе одержати людинана зараженій території;

· визначення тривалості перебування на забрудненій території;

· визначення можливих санітарних втрат при радіаційній аварії.

· Вихідними даними для проведення такого прогнозу є:

· тип і потужність ядерного реактора (РБМК-1000, ВВЕР-1000);

· кількість аварійних ядерних реакторів — п;

· частка викинутих радіоактивних речовин (РР) — h (%);

· координати РНО;

· астрономічний час аварії — Тав;

· метеоумови;

· відстань від об'єкта до аварійного реактора — Rк (км);

· час початку роботи робітників і службовців об'єкта — Тпоч (год.);

· тривалість дій (роботи) — Троб (год.);

· коефіцієнт послаблення потужності дози випромінення — Кпосл

Порядок розрахунків при оцінці радіаційної обстановки при аварії на АЕС.

1. Визначення розмірів зон радіоактивного зараження, для цього:

- визначаємо категорію стійкості атмосфери за табл. 1.4;

- визначаємо швидкість переносу хмари за табл. 1.5;

Таблиця 1.4 − Категорія стійкості атмосфери.

Швидкість (V10) вітру на висоті 10 м, м/сек	Час доби
день	ніч
Наявність хмарності
відсутня	середня	суцільна	відсутня	Суцільна
V10<2	конвекція	конвекція	конвекція	Конвекція	Конвекція
2<V10<3	конвекція	конвекція	ізотермія	інверсія	інверсія
3<V10<5	конвекція	ізотермія	ізотермія	ізотермія	Інверсія
5<V10<6	ізотермія	ізотермія	ізотермія	ізотермія	Ізотермія
V10>	ізотермія	ізотермія	ізотермія	ізотермія	ізотермія

Таблиця 1.5 − Швидкість (м/сек.) переносу переднього фронту хмари зараженого повітря в залежності від швидкості вітру

Стан атмосфери	Швидкість вітру на висоті 10 м, м/сек.
<2					>6
				-	-	-
	-	-
	-				-	-

- визначаємо розміри прогнозованих зон забруднення за додатками

5 - 9 і наносимо їх в масштабі карти (схеми) у вигляді правильних еліпсів;

напрям вітру

Рис.1. – Розміри прогнозованих зон забруднення місцевості

- виходячи із заданої відстані об'єкта від аварійного реактора і враховуючи

утворені зони забруднення, визначаємо зону забруднення, в яку потрапив об'єкт.

2. Визначення часу початку формування сліду радіоактивного забруднення після аварії на АЕС (час початку випадання радіоактивних опадів на території об'єкта) здійснюємо за табл. 1.6.

3. Визначаємо дозу опромінення, яку отримають робітники і службовці об'єкта (особовий склад формувань). Для цього користуємося додатками 6; 12.

Дози опромінення, якіотримаютьробітникиі службовці об'єкта визначаємо за формулою

Д_опр=Д_відкр/(К_посл·К_з) (бер)

де Д_відкр — доза при відкритому розташуванні;

К_посл — коефіцієнт послаблення радіації;

К_з — коефіцієнт, що враховує відхилення місця розташування від середини зони (див. примітку в додатку 12)

4. Визначення тривалості роботи робітників в умовах радіаційного забруднення робимо за додатками 12, знаючи час початку опромінення та задану дозу опромінення.

5. Знаючи дозу та необхідну тривалість проведення робіт, визначаємо початок роботи формувань на забрудненій території.

Таблиця 1.6 − Час початку формування сліду після аварії на РНО, год.

Відстань від АЕС, км	Категорія стійкості атмосфери
	Конвекція	Ізотермія	Інверсія
	Середня швидкість переносу хмари, м/сек.
	0,5	0,3	0,1	0,3	0,1
	1,0	0,5	0,3	0,5	0,3
	2,0	1,0	0,5	1,0	0,5
	3,0	1,5	0,8	1,5	0,3
	4,0
	6,0	2,5	1,2	2,5	1,3
	6,5		1,5		1,5
	7,5
	8,0
	8,5	4,5	2,2	4,5	2,5
	9,5		2,5
		7,5	3,5
					6,5
			6,5

П р и к л а д 1: Вихідні дані:

- тип і потужність ядерного реактора- РБМК-1000;

- кількість аварійних реакторів n = 1;

- частка викинутих РР із реактора h = 50 %;

- відстань від об'єкта до аварійного реактора R_к= 24 км;

- час аварії реактора Т_ав — 10.00;

- безперервність роботи на об'єкті Т_раб = 12 год;

- допустима доза опромінення Д_вст = 5 бер;

- коефіцієнт послаблення радіації виробничих приміщень К_посл = 6;

- швидкість вітру на висоті 10 м V₁₀= 4 м/сек;

- напрям вітру - в напрямку об'єкта;

- хмарність – середня.

Необхідно: Оцінити обстановку, що може скластися на об'єкті та можливість

проведення аварійних робіт тривалістю 1 година.

Р і ш е н н я:

- за таблицею 1.4 визначаємо категорію стійкості атмосфери, що відповідає погоднім умовам та часу доби. За умовою: хмарність середня, день, швидкість приземного вітру V₁₀ = 4 м/сек. Згідно з таблицеюкатегорія стійкості - ізотермія;

- за таблицею 1.5 визначаємо середню швидкість переносу (V_ср) радіоактивної хмари.

Згідно з таблицею для ізотермії і швидкості вітру на висоті 10 м (V₁₀ = 4 м/сек) середня швидкість переносу хмари становить V_ср = 5 м/сек;

- за додатком 6 для ізотермії ташвидкості переносу хмари 5 м/сек, а такожзаданого типу ядерного реактора (РБМК-1000) і частці викинутих РР (h = 50%) визначаємо розміри прогнозованих зон забруднення місцевості, потім наносимо їх у масштабі на карту (схему). Враховуючи відстань об'єкта (Rк = 24 км) до аварійного реактора, роз-міри утворених зон, визначаємо, що об'єкт знаходиться на внутрішніймежі зони "Б";

- за таблицею 1.6 визначаємо час початку випадання радіоактивних опадів на території об'єкта, Для R_х = 24 км, ізотермія, середня швидкість переносу хмари V_ср = 5 м/сек, знайдемо t = 1,2 год.

Отже, об'єкт за 1,2 год. після аварії опиниться в зоні радіоактивного забруднення;

- за додатком 12 знаходимо дозу, яку може отримати людина у середині зони Б на відкритій місцевості за зміну (12 год.) – Д_ср = 18,1 рен. Оскільки ми знаходимося на внутрішній межі зони (К_з = 3,2) і роботи ведуться у приміщенні з К_посл = 6, то

Д_опр=Д_ф·К_з/К_посл=18,1·3,2/6=9,6 (бер)

Залишаючись на об'єкті, робітники через 12 год. отримають дозу опромінення 9,6 бер, що перевищує норму;

- для визначення допустимої тривалості перебування людей у цехах, необхідно провести підрахунок допустимої середньої дози за формулою:

Д_доп=Д_{сер.доп}·К_з/К_посл

Звідки Д_{сер.доп}= Д_доп·К_посл/К_з=5·6/3,2=9,4

Користуючись додатком 12 знаходимо, що час перебування в цеху не повинен перевищувати 5 годин (опроміненняпочалося через 1,2 годинипісля аварії);

- для визначення часу вводу формувань для ведення робіт знову визначаємо Д_{сер.доп},як у попередньому випадку

Д_{сер.доп}= Д_доп·К_посл/К_з=5·1/3,2=1,56 (бер)

За додатком 12 знаходимо, що при умові проведення робіт тривалістю 1 година на відкритій місцевості формування може почати роботу через 5 годин.

3.4 СИЛЬНОДІЮЧІ ОТРУЙНИХ РЕЧОВИНИ, ТЕРМІНИ І ВИЗНАЧЕННЯ

СДОР - це хімічні речовини й з'єднання, здатні в концентраціях, що перевищують гранично-допустимі концентрації (ГДК), викликати масові ураження людей і тварин.

Під руйнуванням хімічно небезпечного об’єкту треба розуміти результати катастроф і стихійного лиха, що привели до повної розгерметизації ємностей СДОР і порушенню технологічних процесів і комунікацій.

Зона зараження СДОР – це територія, на якій концентрація сильнодіючих отруйних речовин досягає величин, які небезпечні для здоров’я і життя людей.

Під прогнозуванням масштабу хімічного зараження сильнодіючими отруй-ними речовинами треба розуміти визначення глибини і площі зони зараження СДОР.

Під глибиною зараження треба розуміти максимальну протяжність відповід-ної площі зараження за межами місця аварії, а під глибиною розповсюдження – максимальна протяжність зони розповсюдження первинної або вторинної хмари СДОР.

Під зоною розповсюдження треба розуміти площу хімічного зараження повіт-ря за межами району аварії, що створюється внаслідок розповсюдження хмари СДОР за напрямком вітру.У всіх випадках глибина хімічного зараження і розпов-сюдження вимірюється за напрямком вітру з підвітряної межі району (місця) аварії.

Ступінь небезпеки хімічного зараження характеризується: можливою кіль-кістю уражених (%) в районі аварії; можливою кількістю уражених (%) в зонах розповсюдження СДОР; можливою площею зараження (км²) і матеріальною шкодою.

Тривалість хімічного зараження характеризується: часом випаровування СДОР в районі аварії з поверхні піддону (обвалування, грунту), на протязі якого діє небезпека ураження людей при відсутності засобів захисту; часом хімічного зараження повітря в зонах розповсюдження СДОР на різних відстанях від району (місця) аварії; часом хімічного зараження відкритих джерел води; часом при-родної дегазації об’єктів; часом підходу хмари СДОР до заданих рубежів.

Масштаби зараження СДОР в залежності від їх фізичних властивостей і агрегатного стану розраховуються для первинної і вторинної хмари: для зрід-жених газів – окремо для первинного і вторинного; для стиснених газів – тільки для первинного; для отруйних рідин, кипіння яких вище температури навколишнього середовища, - тільки для вторинного.

Первинна хмара СДОР – це пароподібна частина СДОР, яка знаходиться в будь-якій ємності над поверхнею зрідженої СДОР і яка виходить в атмосферу безпосередньо при руйнуванні ємності без випару з підстильної поверхні.

Вторинна хмара СДОР – це хмара СДОР, що виникає внаслідок випарову-вання речовини з підстильної поверхні (для легко летучих речовин час розвитку вторинної хмари після закінчення дії первинної хмари відсутній, для інших СДОР залежить від температури речовини під час випаровування).

Під еквівалентною кількістю СДОР треба розуміти таку кількість хлору, масштаб зараження яким при інверсії еквівалентний масштабу зараження при даній ступені вертикальної стійкості атмосфери кількістю СДОР, яке перейшло в первинну (вторинну) хмару.

Площа зони фактичного зараження СДОР – площа території, яка заражена СДОР в небезпечних для життя межах.

Площа зони можливого зараження СДОР – площа в межах якої під дією змін напрямку вітру може пересуватися хмара СДОР.

Дата добавления: 2014-10-17