3. ОЦІНКА РАДІАЦІЙНОЇ ОБСТАНОВКИ В НАДЗВИЧАЙНИХ УМОВАХ ВАРИАНТ № 7 - вопрос №1426549

3. ОЦІНКА РАДІАЦІЙНОЇ ОБСТАНОВКИ

В НАДЗВИЧАЙНИХ УМОВАХ

Навчальною метою цього заняття є надання студентам практики у розв’язанні типових задач з оцінки радіаційної обстановки, формуванні висновків та визначенні заходів, які необхідно вжити для захисту людей на зараженій місцевості.

Умова. В 6.00 10 квітня на Північній АЕС сталася аварія з руйнуванням реактора (тип реактора – ВВЕР) та викидом радіоактивних речовин у навколишнє середовище. В 6.15 за допомогою автоматичної системи контролю отримано перші дані про рівні радіації на території АЕС.

У ролі командира формування оцінити радіаційну обстановку для групи ліквідації наслідків аварії згідно з вихідними даними, які наведені в додатку 3.

Під час оцінки обстановки визначити:

1) дозу радіації, яку може отримати група ліквідаторів наслідків під час перебування в зоні радіаційного зараження (РЗ);

2) допустиму тривалість роботи в зоні РЗ при встановленій дозі радіації;

3) можливі радіаційні втрати людей по сумарній дозі радіації.

Студенти за результатами розрахунків подають звіт встановленої форми:

1. Умова, вихідні дані, згідно варіанту.
2. Алгоритм розрахунків.
3. Підсумкова таблиця за зразком:

Оцінка радіаційної обстановки

Р1,

Р/год

Дози радіації

Допустима тривалість роботи,

tр, год

Д∑, Р

Втрати,

%

Дпр,

Р

Дточ,

Р

b,

%

4.Висновки:

1)………….(чи перевищує розрахована доза установлену);

2)………….(чи зможе група працювати в зоні РЗ заданий час);

3)………….(які очікуються утрати та як їх запобігти).

Методика виконання роботи

Під оцінкою радіаційної обстановки розуміють розв’язання задач з різних варіантів дій населення та формувань в умовах радіаційного зараження (РЗ) місцевості, аналіз отриманих результатів та вибір найбільш доцільного варіанту дій, при якому виключається радіаційне ураження людей.

3.1. 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:

Рвим – виміряний рівень радіації та час, коли його виміряли (tвим ), Р/год;

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

tр– задана тривалість роботи, год;

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

Дуст – встановлена гранична доза опромінення персоналу на одну робочу зміну.

Розв’язок:

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

, (3.1)

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

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

α =0,4 при аварії на АЕС (з реактором ВВЕР);

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

, (3.2)

де – коефіцієнт перерахунку рівня радіації з будь-якого часу () на 1 годину після аварії (табл.3.1).

Формулу для розрахунку дози радіації можна отримати з графіків (рис.3.1а, 3.1б), де доза показана як заштрихована площа.

Точне значення площі, тобто дози опромінення, отримують інтегруванням формули 3.1 (рис.1а):

, (3.3)

де tk– час закінчення перебування в зоні РЗ (tk=tn+tp).

Цю формулу можна перетворити в іншій вид, якщо замінити:

; ,

тоді формула для виконання розрахунку матиме вигляд:

, (3.4)

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

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

Рис. 3.1. Закономірності спаду рівня радіації в зоні РЗ

В свою чергу ці рівні радіації визначаються так:

, (3.5)

. (3.6)

де Кtп і Кtк – коефіцієнти перерахунку рівня радіації з 1 години після аварії відповідно на час tn або tk (табл.3.1).

Дуже часто дозу радіації розраховують по спрощеній формулі та отримують приблизний результат (заштрихована площа на рис.3.1б).

, (3.7)

де Рсер – середнє значення рівня радіації за час роботи (tp) в зоні РЗ, Р/год.

. (3.8)

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

. (3.9)

3.2. Приклад розрахунку

3.2.1. Визначення дози радіації,

яку може отримати група ліквідаторів під час перебування в зоні РЗ

Аварія на ядерному реакторі типу ВВЕР сталася в 6.00. Рівень радіації в районі цеху (Косл=10) о 6 год. 15 хв. становив 100 Р/год. Яку дозу радіації отримає аварійна бригада за 3 год роботи у приміщенні цеху, якщо вони почнуть роботу через 2 години після аварії? Гранична доза опромінення, встановлена на одну зміну роботи, дорівнює Дуст=10 Р.

Розв’язок.

1) Спочатку треба визначити значення часу у відносній системі (від моменту аварії – 6.00):

tвим= 6год 15хв – 6год =15хв =0.25год;

tп= 2год;

tк=tп+tр=2+3 = 5год.

2) З (табл.3.1) знаходимо значення коефіцієнтів перерахунку () для кожної з визначених величин часу (значення розраховані для α=0.4, тобто для реактора ВВЕР):

для часу виміру рівня радіації: tвим = 0.25год — вим = 0.57;

для часу початку роботи: tп = 2год — п= 1.31;

для часу закінчення роботи: tк = 5год — к= 1.90.

3) Розраховуємо за формулою 3.2 значення рівня радіації на 1 годину після аварії:

вим =100 ×0.57=57 Р/год.

4) Розраховуємо за формулами 3.5, 3.6 значення рівня радіації на початку роботи бригади та по закінченню роботи:

Р/год;

Р/год.

5) Розраховуємо значення доз радіоактивного опромінення:

а) по точній формулі 3.4:

Р;

б)по спрощеній формулі 3.7

Р.

6) Відносна похибка розрахунку дози опромінення по спрощеній формулі становить:

%.

Висновок: доза радіації, яку отримає бригада під час ліквідації аварії становить 10.5Р, що дещо перевищує встановлену дозу 10 Р і потребує перегляду запропонованого режиму роботи.

3.2.2. 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.

Вихідні дані:

– рівень радіації на 1год після аварії, Р/год;

Дуст– установлена доза радіації за одну робочу зміну, Р;

Косл – коефіцієнт ослаблення радіації спорудою, де будуть працювати люди;

tп– початок роботи в зоні РЗ, год.

Розв’язок:

1) Розраховуємо допоміжний параметр:

. (3.10)

2) Користуючись графіком (рис.3.2), по відомим α і tп знаходимо допустиму тривалість роботи.

Рис.3.2. Графік для визначення часу початку (tn)

та тривалості перебування людей (tp) в зонах РЗ

Приклад розрахунку:

Визначити допустиму тривалість роботи аварійної бригади в будинку з Косл=7, якщо роботи почнуться через 5 годин після аварії, а Р1 = 70 Р/год. На одну зміну роботи установлена доза радіації Дуст = 10 Р.

Розв’язок:

1) Розраховуємо значення допоміжного параметру за формулою 3.10:

.

2) По графіках (рис.3.2) для =1 та tп = 5 год знаходимо допустиму тривалість роботи, яка дорівнює tр = 2 год.

Висновок: в заданих умовах аварійна бригада може працювати не більше 2 годин. При цьому вона отримає дозу радіації не більше 10 Р.

3.2.3. Визначення можливих втрат людей

під час перебування на зараженій місцевості.

Можливі втрати 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 (Дзал). Залишкова доза радіації залежить від часу, який минув після опромінювання і може бути виражена у відсотках від отриманої раніше дози (табл.3.2).

При визначенні можливих втрат людей до розрахованої дози додають залишкову дозу опромінення (Дзал) і з табл.3.3 знаходять очікувані втрати.

Вихідні дані:

Дточ– доза радіації, яку можуть отримати люди під час перебування в зоні РЗ, Р;

Дп– доза радіації, яка була отримана людьми минулого разу, Р;

Тп.о.– час, який минув після попереднього опромінювання, тижнів.

Розв’язок:

1) Визначити залишкову дозу радіації

, (3.11)

де d береться з табл.3.2 для відповідного значення, Тп.о..

2) Розрахувати сумарну дозу опромінювання:

. (3.12)

3) Визначити (шляхом інтерполяції з табл.3.3) очікувані втрати серед людей.

Якщо доза потрапляє в середину інтервалу значень в таблиці 3.3, то відповідні втрати () знаходять шляхом інтерполяції:

, (3.13)

де — доза з таб.3.3 найближча до, але більша за неї;

— доза з таб.3.3 найближча до, але менша за неї;

— втрати відповідні ;

— втрати відповідні ;

Приклад розрахунку:

Визначити можливі втрати людей із складу аварійної бригади, яка з попередніх розрахунків може отримати під час аварійної роботи дозу радіації Дточ=80 Р. Відомо, що за два тижні до цього бригада отримала дозу радіації 32 Р.

Розв’язок:

1) Визначаємо залишкову дозу радіації за формулою 3.11.:

Р.

2) Розраховуємо сумарну дозу радіації:

=80+24=104 Р.

3) Визначаємо можливі втрати (табл.3.3) шляхом інтерполяції (формула 3.13):

Висновок: виконання аварійних робіт в наведених умовах приведе до можливих утрат, які не перевищують 5% від складу бригади, що неприпустимо. Треба скоротити тривалість робіт або почати їх пізніше.

Таблиця 3.1

Коефіцієнт перерахунку рівня радіації (Кt)

на будь-який час t після аварії

t, год.

Кt

t, год.

Кt

t, год.

Кt

0,25

0,57

2,50

1,44

6

2,04

0,30

0,61

2,75

1,49

6,5

2,11

0,50

0,75

3

1,55

7

2,17

0,75

0,89

3,25

1,60

7,5

2,24

1

1

3,50

1,65

8

2,30

1,25

1,09

3,75

1,69

8,5

2,35

1,50

1,17

4

1,74

9

2,41

1,75

1,25

4,50

1,82

9,5

2,46

2

1,31

5

1,90

10

2,51

2,25

1,38

5,50

1,97

11

2,60

Таблиця 3.2

Час після опромінювання Тп.о., тижнів

1

2

3

4

5

Залишкова доза радіації d, %

90

75

60

50

42

Таблиця 3.3

Сумарна доза,

Р

100

125

150

175

200

225

250

275

300

325

Можливі втрати,

%

0

5

15

30

50

70

85

95

100

100

Додаток 3

Варіанти вихідних даних для завдань з оцінки радіаційної обстановки

№

вар.

Рівень радіації на 6:15,Рвим, Р/год

Відносний час початку роботи в зоні РЗ,

tn, год

Задана тривалість роботи,

tр,год

Установлена доза радіації,

Дуст, Р

Коефіцієнт ослаблення,Косл

Раніше отримана доза радіації,

Дп, Р

Час після останнього опромінення,тижнів

1

605

0,5

1,5

25

5

14

1

2

330

0,75

1,75

20

4

21

3

3

310

1,25

2,5

15

2

72

2

4

400

1,5

4,0

20

5

9

4

5

430

2,0

2,5

15

4

13

1

6

285

0,75

2,2

25

6

18

3

7

370

1,25

3,5

20

7

75

2

8

350

0,5

2,0

15

5

11

4

9

335

1,5

3,5

25

2

52

1

10

225

1,75

2,8

20

5

19

3

11

280

1,5

4,0

15

7

22

2

12

550

2,0

4,5

25

2

17

4

13

410

1,25

2,75

20

5

10

1

14

390

2,0

2,5

15

4

12

3

15

400

0,5

2,0

25

5

71

2

16

310

0,75

3,25

20

10

25

4

17

450

1,25

4,5

15

5

13

1

18

470

1,5

2,0

25

2

49

3

19

365

0,5

1,5

20

4

17

2

20

525

2,0

2,5

15

2

67

1

21

200

0,5

1,5

25

5

14

2

22

300

1,0

2,5

20

10

20

3

23

250

1,5

3,0

25

4

50

4

24

320

2,0

3,5

20

7

9

1

25

605

0,75

2,8

20

4

18

2

26

330

1,25

4,0

15

6

75

4

27

310

1,5

2,5

25

7

11

1

28

400

2,0

2,2

20

5

52

3

29

430

0,75

3,8

15

2

19

2

30

285

1,25

2,0

25

5

22

4

31

370

0,5

3,5

20

7

22

1

32

350

1,5

2,8

15

2

17

3

33

335

0,75

4,0

25

5

10

2

34

225

1,5

4,5

20

4

12

4

35

280

2,0

2,7

15

5

71

1