Прогнозирование возможной радиационной обстановки и её оценка

Практическое задание №6

Прогнозирование возможной радиационной обстановки и её оценка. Прогнозирование зон радиоактивного заражения местности и внутреннего поражения человека при аварийном выбросе на КАЭС.

Вариант № 16

Задание: Спрогнозировать по исходным данным возможные зоны РЗ местности и ВП человека на случай аварии на АЭС (разрушение реактора РМБК-1000 с выбросом продуктов деления А_к=10% и V₁₀=5 м/с), оценить обстановку на ОЭ с рабочим поселком (или городе Н-ск) и осуществить выбор режима радиационной защиты (РРЗ) работающих ОЭ и населения поселка (или города Н-ск). Представить итоговый вывод с инженерными решениями на случай аварии на АЭС.

Исходные данные:

Решение.

Определяем степень вертикальной устойчивости атмосферы (СВУА) по табл.10.1, с учетом V₁₀, облачности и времени суток:

ИЗ – изотермия или нейтральное состояние

Находим по табл. 10.2 среднюю скорость ветра в приземном слое в зависимости от СВУА и V₁₀: V_ср=5 м/с

С учетом типа возможной аварии на АЭС определяем по табл. 10.3 размеры зон РЗ и ВП с дозой до полного распада Д_¥ и записываем их:

Таблица 1

Р₁=Д_¥/400 – уровень радиации на 1 ч после аварии, Д¥ – доза до полного распада

По схеме определяем, в какую из зон РЗ или ВП, или одновременно в зоны РЗ и ВП попал ОЭ с городом: ОЭ попал одновременно в зоны РЗ и ВП

А¢ - зона слабого РЗ (красный цвет);

А – зона умеренного РЗ (синий);

Б – сильного РЗ (зелёный);

В – зона опасного РЗ (коричневый);

Д¢ - опасного внутреннего поражения (коричневый);

Д – чрезвычайно опасного внутреннего поражения (чёрный).

Вычисляем время начала выпадения радиоактивных осадков над заданным объектом:

По табл. 10.4 определяем время формирования радиоактивного следа:

t_форм = 3 ч

Если облако сформировалось ко времени подхода его к ОЭ, то над ним будет происходить выпадение радиоактивных осадков. Поэтому по табл. 10.3 определяем методом интерполяции возможный уровень радиации Р₁ и возможную дозу Д_¥внеш для зоны РЗ, где находится наш объект; для зоны ВП определяют только возможную дозу Д_¥внутр.

· ОЭ находится между внешними границами зон А и Б:

рад/ч

рад

_· ОЭ находится между внешними границами зон Д’ и Д:

бэр

Определяем уровни радиации на ОЭ на различное время (на начало выпадания осадков, конец рабочей смены, конец первых суток и на конец трех суток):

Р_t=Р₁/К,

где К – коэффициент пересчета, по табл. 10.5.

Р₁ = 0,77 рад/ч; t_форм = 3 ч; Т_р = 8 ч.

· на начало выпадения осадков:

tнач = t_форм = 3 ч

коэффициент пересчета К=1,75

Р₃=0.77/1,75=0.44 рад/ч

· на конец рабочей смены:

t_к=t_нач+Т_р=3+8=11ч

коэффициент пересчета К= 3.2

Р₁₁=0.77/3.2=0.24 рад/ч

· за первую смену:

Р_ср=(Р₃+Р₁₁)/2=(0.44+0.24)/2=0.34 рад/ч

· на конец первых суток с начала выпадения осадков при К₂₄=5

Р₂₄=0.77/5=0.154 рад/ч

· на конец третьих суток при К₇₂=7

Р₇₂=0.77/7=0.11 рад/ч

Находим дозу облучения, полученную на открытой местности за первые сутки (накопление дозы идет неравномерно: впервые сутки после аварии – более интенсивно, чем в последующее время) по формуле при времени аварии Т_ав 3 мес:

Д_1сут > Д_сут (11,34>2)

Д_1сут > Д_сут, следовательно необходимо подобрать соответствующий режим РРЗ для персонала ОЭ и населения, а также решения по их защите. Для этого рассчитываем критерий возможной дозы за 10 суток и 1 год:

Д_10сут = 2×(Р_кt_к - Р_нt_н)

В табл. 10.5 коэффициенты пересчета даны на время после аварии на АЭС только до 3 суток. Поэтому

Д_10сут=Д_3сут+Д_7сут= Д_3сут+ Д_3сут/2

(т.к за семикратный период времени радиация снизится в 2 раза (по закону спада радиации))

бэр

Д_10сут=13.2+13.2/2=19.8 бэр

По табл. 10.6 принимаем решение по защите. Величина 19.8 бэр превышает верхний уровень критериев для принятия решений по защите работающих и населения (на все тело) за исключением решения по эвакуации взрослых. Поэтому укрытие, защиту органов дыхания и йодную профилактику взрослых людей, детей, беременных женщин, эвакуацию детей и беременных женщин необходимо проводить в полном объеме, а эвакуацию взрослых людей осуществлять частично.

Вычисляем суммарную дозу, полученную рабочими первой смены

Д_S=Д_отк+Д_8ч+Д₀+Дпер+Д_отд, где

Д_отк – доза, полученная на открытой местности;

Д_8ч - доза, полученная за 8-ми часовую смену на рабочем месте;

Д₀ - доза, полученная от проходящего радиоактивного облака;

Д_пер = Д_кр + Д_ср - доза, полученная при переезде на работу и обратно, где

Д_кр – к работе,

Д_ср – с работы;

Д_отд - доза, полученная за время отдыха в зоне отдыха, то есть от конца рабочей смены до истечения первых суток.

Д_t=(Р_ср×Т)/К₀

Р_ср = (Р_н + Р_к)×0,5 – среднее значение уровня радиации, рад/ч, за промежуток времени от начала до конца периода облучения;

Т – период облучения работающих в различных условиях;

К₀ – коэффициент ослабления.

Известно, что Р_ср = 0.44 рад/ч; на рабочем месте, продолжительность смены 8ч и коэффициент ослабления защиты К=10; L₀=60 км на открытой местности Р_отк=0.56 рад/ч; люди находятся 1ч при К_о=1, переезд к работе и с работы занимают 3ч, при К_о=2 с Р_кр=0.56 рад/ч; Р_ср=0.29 рад/ч; время отдыха 12ч; при К_о=10 с Р_ср=0.29рад/ч; до Р_1сут=0.15 рад/ч.

Д_отк=(0.56×2)/1=1.12 бэр

Д_8ч=(0.44 ×8)/10=0.352 бэр

Д₀=0.3 бэр (по табл. 10.7)

Д_пер=Д_кр+Д_ср=(0.56×1)/4+(0.29×1)/4=0.21 бэр

Д_отд=((0.29+0.154)/2) ×12/10=0.266 бэр

Д_S=1.12+0.352+0.3+0.21+0.266 = 2.248 бэр

Д_S > Д_уст (2.248 > 2 бэр).

Наибольший вклад Д_S вносит Д_отк ,Д₀ и Д_пер. лучшим решением является уменьшение времени нахождения на открытой местности до 0.5ч (а 0.5ч перенести в зону отдыха) и переезда на транспорте к работе и с работы до 1ч (а 1 ч перенести в зону отдыха). Величину Д₀ нельзя уменьшить, т. к. она зависит от удаления ОЭ от АЭС. С учётом принятых изменений пересчитывают Д_отк ,Д_отд и Д_пер.

Д_S=0.28+0.352+0.3+0.21+0.452=1.594 бэр, что меньше Д_уст

По величине Д_S определяем радиационные потери (РП) людей на ОЭ и распределение их по времени (табл. 10.8), если Д_S>100 рад или Д_S>50 бэр; т. к. Д_S=1.594 бэр, то люди, находящиеся в ОЭ, полностью трудоспособны в течении 4-х дней.

Подбираем РРЗ как для работающих, так и для населения, находящегося в условиях радиоактивного заражения местности. Безопасным РРЗ считается такой режим, когда облучение людей не выше суточной установленной дозы Д_уст. Он характеризуется коэффициентом безопасной защищенности С_б, который показывает во сколько раз д.б. уменьшена фактическая доза радиации над Д_уст :

для населения: С_б= Д_сут /Д_уст=11.34/2=5.67

для рабочего персонала ОЭ: С_б= Д_сут /Д_уст=2.248/2=1.124

Для установления безопасного режима работы на ОЭ вычисляем суточный коэффициент защищенности (он показывает, во сколько раз доза облучения, полученная людьми при данном режиме, меньше дозы, которую они получили бы за то же время на открытой местности):

а с учётом уменьшения времени на открытой местности и переезда на транспорте к работе и с работы:

Сравниваем полученные коэффициенты для персонала ОЭ: С<С8, 5,33<5,67, т.е. не обеспечивается радиационная безопасность, а при с^¢>с8, 8>5,67, последняя обеспечена для персонала ОЭ за счет уменьшения времени нахождения в худших условиях

Итоговый вывод:

1. ОЭ с посёлком в результате аварии на АЭС может попасть в зону А (зону умеренного заражения) по РЗ, а по ВП – в зону Д¢ (зона опасного вредного внутреннего заражения). При этом уровень радиации к моменту выпадения радиоактивных осадков (через 3,3ч с момента аварии) составляет Р_3,3=0,56 рад/ч, что значительно превышает естественный радиационный фон, равный 1,2×10^-3 рад/ч. Прогнозируемая доза за первые сутки на открытой местности и в помещениях ОЭ может составить соответственно Д_{1 сут}=11,34 бэр и Д_S=2,248 бэр, что больше Д_уст=2 бэр. Следовательно, требуется подобрать и соблюдать соответствующий РРЗ для персонала ОЭ и населения в посёлке.

2. Радиационные поражения людей не ожидаются, т. к.

Д_{1 сут}=11,34 бэр и Д_S=2,248 бэр меньше 100 рад. К тому же работающие сохраняют трудоспособность полностью, поскольку прогнозируемая доза меньше 50 бэр.

3. РРЗ для работающих ОЭ следует назначить 6 – 7 с. общей продолжительностью в течение 360 суток. При этом последовательность соблюдения режима такова: не менее 4ч укрытия в ЗС или герметизированных помещениях во время отдыха, а работа организуется вахтовым методом в течение 360 суток. Это значит, что ОЭ работает круглосуточно в 4 смены непрерывно в течение 1 суток. Его обслуживают 2 смены поочерёдно: одна работает 6 ч в цехах, а вторая отдыхает 6 ч в ЗС донного ОЭ. После 1 суток они убывают для отдыха в незаражённую местность, а их сменяют очередные 2 смены, прибывшие из незаражённой местности.

4. РРЗ населения посёлка не предусмотрено, т. к. Р₁=0,77 рад/ч больше 0,2 и 0,3 рад/ч, указанных в таблице 10.11 для населения, проживающего в каменных одно- и многоэтажных домах. Поэтому следует населения эвакуировать в незаражённую зону, где находятся работающие на ОЭ вахтовым методом.

5. Рассчитанный дозовый критерий для принятия решения о защите составил Д_{10 сут} = 19.8 бэр, что выше верхнего уровня, указанного в таблице 10.6, за исключением взрослых людей. Поэтому в качестве защитных мер следует принять укрытие всех людейв ЗС и защиту органов дыхания, а с учётом действия радиоактивных осадков на отдельные органы человека и йодную профилактику всех людей ОЭ и посёлка до подхода радиоактивного облака. Дозировка йодного калия следующая: 1 раз в день по 0,04г детям в возрасте до 2 лет и беременным женщинам в течении 3 суток; 1 раз в день по 0,125г всем взрослым людям и детям в возрасте от 2 лет и старше в течении 7 суток. В дальнейшем следует проводить эвакуацию детей и беременных женщин (в первую очередь), а затем и всех взрослых людей, неработающих на ОЭ вахтовым методом.

Список использованной литературы

1) Практикум по БЖД под ред. Бережного С. А. – Тверь: ТГТУ, 1997.

2) Бережной С. А., Романов В. В., Седов Ю. Н. Безопасность жизнедеятельности: Уч. пособие. – Тверь: ТГТУ, 1996.

3) Сборник типовых расчетов и заданий по экологии: Уч. пособие под ред. Бережного С.А., Седова Ю.И. и др. – Тверь: ТГТУ, 1999.