Автор: Роман Сидоров
Прислав: Сергій Поляков (kosh_s@mail.ru)
Назва роботи: Прогнозування можливої радіаційної обстановки та її оцінка.
Прогнозування зон радіоактивного зараження місцевості і внутрішнього поразки
людини при аварійному викиді на КАЕС
Розрахунково-графічна робота
Здавався в 2000 році в Тверському Державному Технічному Університеті
на кафедрі безпеки життєдіяльності та екології професору Бережному А.С.
Практичне завдання № 6
Прогнозування можливої радіаційної обстановки та її оцінка. Прогнозування зон радіоактивного зараження місцевості і внутрішнього ураження людини при аварійному викиді на КАЕС.
Варіант № 16
Завдання: Спрогнозувати за вихідними даними можливі зони РЗ місцевості і ВП людини на випадок аварії на АЕС (руйнація реактора РМБК-1000 з викидом продуктів розподілу А к = 10% і V 10 = 5 м / с), оцінити обстановку на ОЕ з робочим селищем (або місті Н-ськ) та здійснити вибір режиму радіаційного захисту (РРЗ) працюючих ОЕ та населення селища (або міста Н-ск). Уявити підсумковий висновок з інженерними рішеннями на випадок аварії на АЕС.
Вихідні дані:
Час аварії Т ав, год | Хмарність | Встановлена доза Д вуст, бер | Видалення ОНХ від АЕС, L о, км | Тривалість перебування людей у різних умовах протягом доби Т, год, і коефіцієнти До ослаблення радіації в цих умовах | |||||||
| на робочому місці | у транспорті | на відкритій місцевості | в зоні відпочинку | ||||||||
Т р | К р | Т тр | До тр | Т отк | До отк | Т про | К о | ||||
| 15 | ясно | 2 | 60 | 8 | 10 | 2 | 4 | 2 | 1 | 12 | 10 |
Рішення.
Визначаємо ступінь вертикальної стійкості атмосфери (СВУА) по табл.10.1, з урахуванням V 10, хмарності і часу доби:
ІЗ - изотермия або нейтральне стан
Знаходимо по табл. 10.2 середню швидкість вітру в приземному шарі в залежності від СВУА і V 10: V ср = 5 м / с
З урахуванням типу можливої аварії на АЕС визначаємо за табл. 10.3 розміри зон РЗ і ВП з дозою до повного розпаду Д і записуємо їх:
Таблиця 1
| Тип аварії | Зони РЗ | Р 1, рад / год | Дω зовн., Радий | Д внутр., Бер | Довжина L, км | Ширина Ш, км |
| З руйнуванням реактора | А ' А Б У Г Д ' Д ' | 0,014 0,14 1,4 4,2 14 - - | 5,6 56 560 1680 5600 - - | - - - - | 300 100 20 10 | 20 4 2 1 |
| Не утворюється | ||||||
30 250 | 90 44 | 10 5 | ||||
Р
1 = Д / 400 - рівень радіації на 1 год після аварії, Д - доза до повного розпаду
60 км
За схемою визначаємо, в яку з зон РЗ або ВП, або одночасно в зони РЗ і ВП потрапив ОЕ з містом: ОЕ потрапив одночасно у зони РЗ і ВП
А - зона слабкого РЗ (червоний колір);
А - зона поміркованого РЗ (синій);
Б - сильного РЗ (зелений);
В - зона небезпечного РЗ (коричневий);
Д - небезпечного внутрішнього ураження (коричневий);
Д - надзвичайно небезпечного внутрішнього ураження (чорний).
Обчислюємо час початку випадання радіоактивних опадів над заданим об'єктом:
За табл. 10.4 визначаємо час формування радіоактивного сліду:
t форм = 3 год
Якщо хмара сформувалося до часу підходу його до ОЕ, то над ним буде відбуватися випадання радіоактивних опадів. Тому за табл. 10.3 визначаємо методом інтерполяції можливий рівень радіації Р 1 і можливу дозу Д зовн для зони РЗ, де знаходиться наш об'єкт; для зони ВП визначають тільки можливу дозу Д внутр.
ОЕ перебуває між зовнішніми межами зон А і Б:
рад / год
радий
ОЕ перебуває між зовнішніми межами зон Д 'і Д:
бер
Визначаємо рівні радіації на ОЕ на часи (на початок випадання опадів, кінець робочої зміни, кінець першої доби і на кінець трьох діб):
Р t = Р 1 / К,
де К - коефіцієнт перерахунку, за табл. 10.5.
Р 1 = 0,77 рад / год; t форм = 3 год; Т р = 8 ч.
на початок випадання опадів:
tнач = t форм = 3 год
коефіцієнт перерахунку До = 1,75
Р 3 = 0.77 / 1,75 = 0.44 рад / год
на кінець робочої зміни:
t к = t поч + Т р = 3 +8 = 11ч
коефіцієнт перерахунку К = 3.2
Р 11 = 0.77/3.2 = 0.24 рад / год
за першу зміну:
Р ср = (Р 3 + Р 11) / 2 = (0.44 +0.24) / 2 = 0.34 рад / год
на кінець першої доби з початку випадання опадів при До 24 = 5
Р 24 = 0.77 / 5 = 0.154 рад / год
на кінець третьої доби при До 72 = 7
Р 72 = 0.77 / 7 = 0.11 рад / год
Знаходимо дозу опромінення, отриману на відкритій місцевості за першу добу (накопичення дози йде нерівномірно: вперше добу після аварії - більш інтенсивно, ніж в наступне час) за формулою при часу аварії Т ав 3 міс:
Д 1сут> Д добу (11,34> 2)
Д 1сут> Д добу, отже необхідно підібрати відповідний режим РРЗ для персоналу ОЕ і населення, а також рішення щодо їх захисту. Для цього розраховуємо критерій можливої дози за 10 діб і 1 рік:
Д 10сут = 2 (Р к t к - Р н t н)
У табл. 10.5 коефіцієнти перерахунку дані на час після аварії на АЕС тільки до 3 діб. Тому
Д 10сут = Д 3сут + Д 7сут = Д 3сут + Д 3сут / 2
(Так як за семиразовий період часу радіація знизиться в 2 рази (за законом спаду радіації))
бер
Д 10сут = 13.2 +13.2 / 2 = 19.8 бер
За табл. 10.6 приймаємо рішення щодо захисту. Величина 19.8 бер перевищує верхній рівень критеріїв для прийняття рішень щодо захисту працюючих та населення (на все тіло) за винятком рішення з евакуації дорослих. Тому укриття, захист органів дихання і йодну профілактику дорослих людей, дітей, вагітних жінок, евакуацію дітей і вагітних жінок необхідно проводити в повному обсязі, а евакуацію дорослих людей здійснювати частково.
Обчислюємо загальну дозу, отриману робітниками першої зміни
Д = Д отк + Д 8ч + Д 0 + Дпер + Д отд, де
Д отк - доза, отримана на відкритій місцевості;
Д 8ч - доза, отримана за 8-ми годинну зміну на робочому місці;
Д 0 - доза, отримана від минаючі радіоактивної хмари;
Д пер = Д кр + Д ср - доза, отримана при переїзді на роботу і назад, де
Д кр - до роботи,
Д ср - з роботи;
Д отд - доза, отримана за час відпочинку у зоні відпочинку, тобто від кінця робочої зміни до закінчення першої доби.
Д t = (Р ср Т) / К 0
Р ср = (Р н + Р к) 0,5 - середнє значення рівня радіації, рад / год, за проміжок часу від початку до кінця періоду опромінення;
Т - період опромінення що працюють у різних умовах;
К 0 - коефіцієнт ослаблення.
Відомо, що Р ср = 0.44 рад / год; на робочому місці, тривалість зміни 8ч і коефіцієнт ослаблення захисту К = 10, L 0 = 60 км на відкритій місцевості Р отк = 0.56 рад / ч; люди знаходяться 1ч при К о = 1 , переїзд до роботи та з роботи займають 3ч, при К о = 2 з Р кр = 0.56 рад / ч; Р ср = 0.29 рад / ч, час відпочинку 12год; при К о = 10 з Р ср = 0.29рад / год; до Р 1сут = 0.15 рад / ч.
Д отк = (0.56 2) / 1 = 1.12 бер
Д 8ч = (0.44 8) / 10 = 0.352 бер
Д 0 = 0.3 бер (по табл. 10.7)
Д пер = Д кр + Д ср = (0.56 1) / 4 + (0.29 1) / 4 = 0.21 бер
Д отд = ((0.29 +0.154) / 2) 12/10 = 0.266 бер
Д = 1.12 +0.352 +0.3 +0.21 +0.266 = 2.248 бер
Д Д вуст (2.248 2 бер).
Найбільший внесок Д вносить Д отк, Д 0 і Д пер. кращим рішенням є зменшення часу знаходження на відкритій місцевості до 0.5ч (а 0.5ч перенести в зону відпочинку) і переїзду на транспорті до роботи та з роботи до 1 год (а 1 год перенести в зону відпочинку). Величину Д 0 не можна зменшити, тому що вона залежить від видалення ОЕ від АЕС. З урахуванням прийнятих змін перераховують Д отк, Д отд і Д пер.
Д = 0.28 +0.352 +0.3 +0.21 +0.452 = 1.594 бер, що менше Д вуст
За величиною Д визначаємо радіаційні втрати (РП) людей на ОЕ і розподіл їх за часом (табл. 10.8), якщо Д 100 рад або Д 50 бер; т. к. Д = 1.594 бер, то люди, перебувають у ОЕ, повністю працездатних в перебігу 4-х днів.
Підбираємо РРЗ як для працюючих, так і для населення, що знаходиться в умовах радіоактивного зараження місцевості. Безпечним РРЗ вважається такий режим, коли опромінення людей не вище добової встановленої дози Д вуст. Він характеризується коефіцієнтом безпечної захищеності С б, який показує у скільки разів д.б. зменшена фактична доза радіації над Д вуст:
для населення: З б = Д добу / Д вуст = 11.34 / 2 = 5.67
для робочого персоналу ОЕ: З б = Д добу / Д вуст = 2.248 / 2 = 1.124
Для встановлення безпечного режиму роботи на ОЕ обчислюємо добовий коефіцієнт захищеності (він показує, у скільки разів доза опромінення, отримана людьми при даному режимі, менше дози, яку вони отримали б за той же час на відкритій місцевості):
а з урахуванням зменшення часу на відкритій місцевості і переїзду на транспорті до роботи та з роботи:
Порівнюємо отримані коефіцієнти для персоналу ОЕ: З <С8, 5,33 <5,67, тобто не забезпечується радіаційна безпека, а при с > С8, 8> 5,67, остання забезпечена для персоналу ОЕ за рахунок зменшення часу знаходження в гірших умовах
Підсумковий висновок:
ОЕ з селищем в результаті аварії на АЕС може потрапити в зону А (зону поміркованого зараження) по РЗ, а по СП - в зону Д (зона небезпечного шкідливого внутрішнього зараження). При цьому рівень радіації до моменту випадання радіоактивних опадів (через 3,3 год з моменту аварії) становить Р 3,3 = 0,56 рад / год, що значно перевищує природний радіаційний фон, що дорівнює 1,2 10 -3 рад / ч. Прогнозована доза за першу добу на відкритій місцевості та в приміщеннях ОЕ може скласти відповідно Д 1 сут = 11,34 бер і Д = 2,248 бер, що більше Д вуст = 2 бер. Отже, потрібно підібрати й виконувати відповідний РРЗ для персоналу ОЕ і населення в селищі.
Радіаційні ураження людей не очікуються, т. к.
Д 1 сут = 11,34 бер і Д = 2,248 бер менше 100 рад. До того ж працюючі зберігають працездатність повністю, оскільки прогнозована доза менше 50 бер.
РРЗ для працюючих ОЕ слід призначити 6 - 7 с. загальною тривалістю протягом 360 діб. При цьому послідовність дотримання режиму така: не менш 4ч укриття в ЗС або герметизованих приміщеннях під час відпочинку, а робота організується вахтовим методом протягом 360 діб. Це означає, що ОЕ працює цілодобово в 4 зміни безперервно протягом 1 доби. Його обслуговують 2 зміни по черзі: одна працює 6 год в цехах, а друга відпочиває 6 год в ЗС донного ОЕ. Після 1 діб вони убувають для відпочинку в незаражену місцевість, а їх змінюють чергові 2 зміни, які прибули з незараженной місцевості.
РРЗ населення селища не передбачено, тому що Р 1 = 0,77 рад / ч більше 0,2 і 0,3 рад / год, зазначених у таблиці 10.11 для населення, що проживає в кам'яних одно-та багатоповерхових будинках. Тому слід населення евакуювати в незаражену зону, де знаходяться працюють на ОЕ вахтовим методом.
Розрахований дозовий критерій для прийняття рішення про захист склав Д 10 сут = 19.8 бер, що вище верхнього рівня, зазначеного в таблиці 10.6, за винятком дорослих людей. Тому в якості захисних заходів слід вжити укриття всіх людейв ЗС та захист органів дихання, а з урахуванням дії радіоактивних опадів на окремі органи людини і йодну профілактику всіх людей ОЕ і селища до підходу радіоактивної хмари. Дозування йодного калію наступна: 1 раз на день по 0,04 г дітям у віці до 2 років і вагітним жінкам протягом 3 діб; 1 раз на день по 0,125 г всім дорослим людям і дітям у віці від 2 років і старше протягом 7 діб . У подальшому слід проводити евакуацію дітей і вагітних жінок (в першу чергу), а потім і всіх дорослих людей, непрацюючих на ОЕ вахтовим методом.
Список використаної літератури
Практикум по БЖД під ред. Бережного С. А. - К.: ТДТУ, 1997.
Бережний С. А., Романов В. В., Сєдов Ю. М. Безпека життєдіяльності: Уч. посібник. - К.: ТДТУ, 1996.
Збірник типових розрахунків та завдань з екології: Уч. посібник під ред. Бережного С.А., Сєдова Ю.І. та ін - К.: ТДТУ, 1999.