Министерство образования и науки Украины

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ХАРЬКОВСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Кафедра Охрана труда

Дисциплина «Гражданская защита»

Расчётно – графическая работа

«Прогнозирование и оценка радиационной обстановки на объектах субъекта хозяйствования»

Вариант № 28

Выполнил (а): Проверил:

Ст.гр. АРТм – 14 – 1 Савин В.В.

Руднева Е.В.

Харьков 2014

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ И ОЦЕНКА РАДИАЦИОННОЙ ОБСТАНОВКИ НА ОБЪЕКТАХ СУБЪЕКТА ХОЗЯЙСТВОВАНИЯ

11.02.хх в 12 часов 30 минут на АЭС произошёл выброс радиоактивных веществ. Аварийный реактор РБМК–1000 расположен в системе координат рисунка в точке с координатами (x = 18, y = 6), выход активности 10%, вертикальная устойчивость атмосферы – инверсия, радиоактивное облако перемещается в направлении точки с координатами (x = 0, y = 13) со скоростью 5 м/с. Масштаб 1см =2,5 км.

Выполним прогнозирование радиационного загрязнения местности и оценим радиационную обстановку на объектах субъектов хозяйствования, имеющих важное значение для обеспечения жизнедеятельности населённых пунктов и устойчивого функционирования стратегических объектов. Для объекта, оказавшегося ближе всех к оси зон радиоактивного загрязнения, рассчитаем возможные дозы облучения персонала каждой смены за первые сутки и первый год облучения.

1 ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РАДИАЦИОННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ УСЛОВНОЙ МЕСТНОСТИ

Для заданного типа реактора, выхода активности, вертикальной устойчивости атмосферы и скорости ветра (РБМК–1000, 10%, инверсия, 5 м/с) по таблице А.6 «Размеры прогнозируемых зон заражения местности при аварии на АЭС» [1] определим индексы зон загрязнения и их размеры. Исходя из таблицы, для заданных условий образуются две зоны загрязнения. Индексы и размеры зон сведем в таблицу 1.1.

Таблица 1.1 – Индексы и размеры зоны загрязнения

Индекс зоны	Длина, км	Ширина, км
М		7.86
А		1.72

Пересчитаем размеры зон из километров в сантиметры масштабной сетки. Для этого разделим заданные размеры в километрах на масштабный множитель равный 2,5. Полученные размеры зон в сантиметрах сведем в таблицу 1.2.

Таблица 1.2 – Масштабные размеры зоны загрязнения

Индекс зоны	Длина, см	Ширина, см
М	96.4	3.144
А	20.8	0.688

На схеме условной местности отметим местоположение аварийного реактора, в нашем случае это точка с координатами x = 18, y = 6, приложение 1.

От реактора по направлению перемещения радиоактивного облака проведём ось зон радиоактивного загрязнения, в нашем случае прямая линия, соединяющая точки c координатами О (x = 18, y = 6) и О' (x = 0, y = 13).

Для построения зон загрязнения в выбранном масштабе произведём расчёт местоположения опорных точек на внешних границах эллипсов зон загрязнения. Для расчёта воспользуемся соотношениями продольных и поперечных размеров эллипса, приведённых в таблице 1.3.

Длина зоны М 2а = 96.4 см, а ширина зоны 2b = 3.144 см. Тогда половина длины зоны а=48.2 см, а половина ширины зоны b=1.57 см. Табличная 0,01 доля половины длины эллипса составит величину: 0,02×а = 0,02×48.2 = 0.964 см или с округлением до целого 1 см. Для этого расстояния от реактора по оси следа, линия эллипса отклонена от оси на 0.2×b= 0.2×1.57 = 0.314 см, или с округлением 0.3 см.

Аналогичный расчёт проведём для других значений табличных долей длины полузон М и А. Результаты проведенных расчетов сведем в таблицу 1.4.

Таблица 1.3 – Соотношения продольных и поперечных размеров эллипса для построения зон загрязнения.

Удаление от эпицентра взрыва по оси следа, долей от половины длины зоны	Удаление от оси следа, долей от половины ширины зоны
Первая половина зоны	Вторая половина зоны
0,00	2,00	0,00
0,01	1,99	0,14
0,02	1,98	0,20
0,03	1,97	0,24
0,04	1,96	0,28
0,05	1,95	0,31
0,06	1,94	0,34
0,07	1,93	0,37
0,08	1,92	0,39
0,09	1,91	0,41
0,1	1,9	0,44
0,2	1,8	0,60
0,3	1,7	0,71
0,4	1,6	0,80
0,5	1,5	0,87
0,6	1,4	0,92
0,7	1,3	0,95
0,8	1,2	0,98
0,9	1,1	0,99
1,0	1,0	1,00

Таблица 1. 3 – Местоположение опорных точек для построения эллипсов зон загрязнения

Индекс зоны	Половина зоны	Удаление от реактора по оси следа	Удаление линии эллипса от оси следа
Длины, см	Ширины, см	Долей от половины длины	Сантиметров	Долей от половины ширины	Сантиметров
М	48.2	1.57	0,02		0,20	0.3
0,04	1.9	0,28	0.4
0,06	2.9	0,34	0.5
0,08	3.9	0,39	0.6
0,1	4.8	0,44	0.7
0,2	9.6	0,60	0.9
0,3	14.5	0,71	1.1
0,4	19.3	0,80	1.3
А	10.4	0.34	0,01	0.1	0,14	0.05
0,05	0.5	0,31	0.1
0,1		0,44	0.15
0,2	2.1	0,60	0.2
0,3	3.1	0,71	0.24
0,4	4.16	0,80	0.27
0,5	5.2	0,87	0.3
0,6	6.2	0,92	0.31
0,7	7.3	0,95	0.32
0,8	8.3	0,98	0.33
0,9	9.4	0,99	0.34
	10.4	1,00	0.34
1,1	11.5	0,99	0.34
1,2	12.5	0,98	0.33
1,3	13.5	0,95	0.32
1,4	14.6	0,92	0.31
1,5	15.6	0,87	0.3
1,6	16.6	0,80	0.27
1,7	17.7	0,71	0.24
1,8	18.7	0,60	0.2

Соединяем полученные опорные точки каждой зоны загрязнения сплошными линиями. Полученные эллипсы зон загрязнения в заданном масштабе и расположение объектов, попадающих в них, отображены в приложении 1.

2 ОЦЕНКА РАДИАЦИОННОЙ ОБСТАНОВКИ НА ОБЪЕКТАХ СУБЪЕКТОВ ХОЗЯЙСТВОВАНИЯ

Оценим общую радиационную обстановку на условном участке местности. При выпадении радиоактивных осадков большинство объектов хозяйствования, расположенных на условной местности, окажутся вне зоны загрязнения. В зону загрязнения попадут только объекты №№ 8, 10, 12, 13, 14, 17. При этом в зоне М окажутся объекты № 12, 13, 14, 17. В зоне А – объекты № 8 и № 10. Объект № 10 оказывается близок к внешней границе зоны А, в то время, как объект № 8 лежит на оси зоны загрязнения и находится в наиболее близком расстоянии от места аварии. Оценим радиационную обстановку, которая может сложиться на объекте №8.

Объект №8 – служба газа. Общее количество персонала 23 человека. Оперативный персонал 18 человек разделён на 6 бригад. Одновременно дежурят 2 бригады по сменам: 06.00 – 14.30, 14.00 – 22.30, 22.00 – 06.30. Остальной персонал работает в одну смену с 9.00 до 17.30. Средний коэффициент ослабления радиации в помещениях объекта К_осл=6. Каждая бригада имеет по одному изолирующему противогазу.

Расстояние от реактора до объекта № 8 по оси следа в масштабе приложения 1 равно 3.9 сантиметра, что соответствует реальному расстоянию равному 9.75 километров.

С помощью таблицы А.8 [1] определим промежуток времени, через который следует ожидать подхода радиоактивного облака к объекту. Т.к. для расстояния равному 9.75 км нет табличного значения времени подхода облака, рассчитаем его методом линейного интерполирования. Для линейного интерполирования используем время подхода двух ближайших табличных значений расстояний 5 и 10 километров. Для расстояния 5 км, инверсия и скорости переноса облака 5 м/с табличное время составляет 0.3 часа, а для 10 км – 0.5 часа. Тогда для 9.75 километров время подхода радиоактивного облака составит:

часа или 29 минут.

Таким образом, через 29 минут после аварии в 12 часов 59 минут объект №8 окажется в зоне радиоактивного загрязнения и начнётся облучение персонала. К этому времени на объекте находится 11 человек: 6 человек из 2 бригад дежурной смены и 5 человек смены.

Объект №8 расположен в зоне А на оси следа, определим уровень радиации, который может установиться в районе объекта №8 в начальный период загрязнения.

Определим коэффициент пересчета табличной дозы облучения в середине зоны на реальное местонахождение ОХД.

,

где Lсер – расстояние от АЭС до середины зоны загрязнения [км]; Lвн – расстояние от АЭС до внешней границы зоны на оси следа [км]; Lвн – расстояние от АЭС до внутренней границы зоны на оси следа [км].

Определим дозу облучения персонала.

Персонал первой дежурной смены находится на рабочих местах с 6 до 14 часов 30 минут, облучение смены начнется в 12 часов 59 минут (округлим для последующих расчетов до 13 часов). Так как время аварии 12 часов 30 минут (12,5 часа), тогда время начала облучения, прошедшее после аварии составит 13 – 12,5 = 0,5 часа (округлим до целого часа).Конец смены в 14 часов 30 минут (14,5 часа), тогда длительность облучения составит 14,5–13 = 1,5 часа.

Так как нет табличного значения дозы на длительность облучения 1,5 часа, определим её значением методом линейного интерполирования с использованием двух соседних табличных значений для длительностей облучения 1 и 2 часов. Тогда табличная доза облучения в зоне А для длительности облучения 1,5 часа составит:

рад

Тогда дозу облучения персонала первой дежурной смены при нахождении рабочих мест вне помещений определим по формуле

,

где К_ОСЛ – коэффициент ослабления уровня радиации защитным сооружением.

рад

Аналогично, персонал второй дежурной смены, находящийся на рабочем месте с 14 до 22 часов 30 минут, через час после аварии (14 – 12,5 = 1,5 часа, с округлением 1 час) в течение 8 часов (22,5 – 14 = 8,5 с округлением 8 часов) подвергался облучению.

С помощью метода линейного интерполирования, используя соседние табличные значения для длительностей облучения 7 и 9 часов, определим значение дозы облучения для длительности облучения 8 часов.

рад

Доза облучения персонала второй дежурной смены на объекте составит:

рад

Персонал третьей дежурной смены находится на рабочем месте с 22 до 6 часов 30 минут. Через 9 часов после аварии (22 – 12,5 = 9,5 часа с округлением 9 часов) в течение 8 часов подвергался облучению.

С помощью метода линейного интерполирования, используя два соседних табличных значений длительностей облучения 7 и 9 часов, определим значение дозы облучения для длительности облучения 8 часов.

рад

Доза облучения персонала третьей дежурной смены на объекте составит:

рад

Персонал основной смены (9.00 – 17.30) подвергался облучению в течение 4 часов (17,5– 13=4,5 часа, округлим до 4), начиная с 1 часа после аварии (13 – 12,5 = 0,5 часа, округлим до целого).

С помощью метода линейного интерполирования, используя два соседних табличных значений длительностей облучения 3 и 4 часа, определим значение дозы облучения для длительности облучения 4 часа.

рад

Доза облучения персонала основной смены на объекте составит:

рад

Такие значения дозы облучения получит персонал, чьи рабочие места расположены вне помещений. При размещении рабочих мест в помещениях дозы облучения персонала будут ослаблены в K_осл=6 раз и составят:

1 дежурная смена – рад

2 дежурная смена – рад

3 дежурная смена – рад

Основная смена – рад

Рассчитаем дозы облучения персонала за год работы в условиях радиоактивного загрязнения территории объекта.

Табличная доза облучения за время непрерывного пребывания в середине зоны А, начиная с первого часа после аварии и в течение первого года, согласно таблице А.10, составляет 158 рад, а в месте расположения объекта №8 и с учётом коэффициента ослабления радиации строительными конструкциями

рад

Если учесть, что персонал 30 суток будет находиться в отпуске, а 52 суток относят к выходным и праздничным дням, тогда годовая доза облучения за рабочие дни составит

рад

Так как персонал дежурных смен и основной смены в сутки работают по 8.5 часов, то годовые дозы облучения для них составят.

рад

Согласно НРБУ–97 допустимой дозой облучения человека является 5 рад внешнего гамма облучения в год. Персонал второй дежурной смены, чьи рабочие места находятся вне помещения, за одну смену первых суток получат дозу облучения по величине, превышающую годовую. Персонал третьей дежурной смены и основной смены, чьи рабочие места находятся вне помещений, за одну смену первых суток получат дозу облучения, близкую по значению к годовой. Персонал, чьи рабочие места, находятся в помещении, за первые сутки получат дозу облучения около 1 рад, которое превышает годовое значение для категории В (населения) 0,1 рад.

Минимальные дозы облучения за первый год работы в зоне радиоактивного загрязнения, с учетом ослабления радиации строительными конструкциями, превысит годовую в 3,4 раза а максимальные составит величину, почти в 10 раз превышающую годовую – 48,5 рад. Если же не брать в расчет влияние величины ослабления конструкциями, т.е. вычислить дозу облучения для рабочих мест, находящихся вне помещений, то максимальное значение дозы облучения будет превышать годовое значение в 60 раз – 291 рад и способна вызвать лучевую болезнь.

Таким образом, продолжение работы персонала в доаварийном режиме может привести к облучению в дозах, вызывающих лучевую болезнь. Однако в данном случае, нет необходимости в прекращении эксплуатации объекта и его эвакуации. Достаточно принять ряд мероприятий, направленных на уменьшение годовой дозы поглощенной радиации персоналом. Среди которых:

– на первые дни после аварии сократить количество персонала на объекте;

– сократить продолжительность смен, увеличив их количество;

– максимально сократить время нахождения персонала вне помещений, поскольку, наибольшая величина возможной поглощенной радиации за год, приходится на рабочие места, находящиеся вне помещений.

– произвести дезактивацию территории, зданий и сооружений;

– использовать противогазы и респираторы для снижения внутреннего облучения за счёт ингаляционного поступления радиоактивных частиц в организм человека;

– максимально быстро производить смену персонала и их доставку к месту проживания вне зоны заражения.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Методичні вказівки до самостійної роботи з дисципліни «Цивільний захист» для студентів усіх спеціальностей / Упоряд.: Б.В.Дзюндзюк, В.А.Айвазов, В.А.Рось, В.В.Савін – Харків: ХНУРЕ.2014.– 118с;

2. Державні гігієнічні нормативи "Норми радіаційної безпеки України (НРБУ–97)"

Дата добавления: 2015-08-29