Расчет дозы

Спад уровней радиации (мощности дозы излучения) на местности принято оценивать степенной зависимостью, получившей название закона Вея – Вигнера по имени ученых, его предложивших, т.е.:

, (6.1)

где Р₀ и Р_t – уровни радиации (мощности дозы излучения) на местности на время t₀ и t соответственно;

¹Радиоактивное облучение, получаемое в течение первых четырех суток, принято называть однократным, а за большее время – многократным. Доза радиации, не приводящая к снижению работоспособности(боеспособности) личного состава формирований(лисного состава армии во время войны): однократная (в течение первых четырех суток) – 50рад; многократная: в течение первых 10-3- суток – 100рад; в течение трех месяцев – 200рад; в течение года – 300рад. Не путать, речь идет о потере работоспособности, хотя последствия облучения(см. табл 6.2) сохраняется

t₀ и t – время, прошедшее после взрыва (аварии реактора);

n – показатель степени, характеризует скорость радиоактивного распада смеси продуктов деления и зависит от временного интервала, в котором осуществляется аппроксимация, а для ядерного реактора, кроме того, он будет зависеть от компании¹ реактора.

n - принимается равным 1,2 для ЯВ (в интервале от одного часа до одного года после ЯВ), а для реактора с компанией один год n»0,45. С увеличением компании реактора показатель степени n уменьшается. Варьирование коэффициентом n в практике расчета дозы излучения затрудняется.

Данная зависимость позволяет определить уровень радиации (мощность дозы) на любое время, прошедшее после взрыва (аварии), если уровень радиации (мощность дозы) была установлена (измерена) на какое – то время t₀, прошедшее после аварии (взрыва).

Получаемая доза облучения по сути величина интеграла (площади), ограниченной кривой Р_t (t) и временами начала t_н и конца облучения t_k. Изменение во времени мощности дозы на местности от ЯВ показано схематично на рис. 6.1 (n =1,2).

¹Компания реактора – время его работы с одной загрузкой топлива

Если в зависимости (6.1) t₀ = 1 часу, то Р_t = Р₁(t)^-n. Так как Р = dD/dt (по определению), то:

(6.2)

Если ввести дозовый коэффициент К _доз равный

, то полученная доза D = Р₁× К _доз (без учета воздействия среды на радиацию).

Для К _доз составлены таблицы.

Исследуем зависимость (6.2).

1. n =1,2 для ядерного взрыва

Но и , тогда .

Если ® ¥, то ® 0 и D _¥ = , а если = , то D = , т.е.

Выводы. 1. Анализ зависимости (6.1) дает: если время после взрыва будет увеличиваться в 7ⁿ раз, то мощность дозы на местности будет уменьшаться в 10ⁿ раз; максимальная доза облучения при длительном облучения не будет превышать 5 начальных мощностей доз и пределом ее является 5 Р ₁.

2. Если n =0,5, то , т.е. спад уровней радиации на местности идет медленнее, чем после ЯВ.

Если имеется защитная среда (стены, перекрытия, техника и др.), то получаемая доза будет уменьшаться в К _осл раз, т.е. итоговая формула

, (6.3)

Замечания. Закон Вея – Вигнера для t^-n и n <1 имеет еще ряд недостатков, (кроме указанных ранее), т.е. , а что не вяжется со здравым смыслом. Аварии или взрыва еще нет, а мощность дозы бесконечно велика. Кроме этого, как при ЯВ, так и в ядерном реакторе образуется конечное количество радиоактивных продуктов деления. Мощность дозы излучения, как и активность продуктов деления исходного вещества, имеют конечное и предельное значение.

Для аппроксимации спада уровней радиации на местности удобнее использовать логарифмически – нормальный закон вида

где и t ₅₀ – параметры закона (t ₅₀ – время, за которое мощность дозы Р ₀ уменьшится в 2 раза); t – заданное время после аварии, час;

, – функция Лапласа (функция ошибок, интеграл вероятностей).

Приведенная зависимость свободна от недостатков, свойственных степенному закону. Расчетные значения К _доз и коэффициента пересчета мощности дозы на любое время определены по логарифмически-нормальному закону.

Любая защитная среда, любой материал ослабляет действие ионизирующих излучений. На этом и основана защита от воздействия этих излучений. Степень ослабления учитывается коэффициентом ослабления К _осл или определяется расчетным путем:

,

где h – толщина защитного слоя, см; d _пол – слой половинного ослабления (табличная величина).

Дата добавления: 2014-12-29