Оцінка радіаційної обстановки в надзвичайних умовах

“Оцінка радіаційної обстановки в надзвичайних умовах”

Задачі 1, 2, 3

 

Умова: 10 квітня в 6:00 на Північній АЕС сталася аварія з викидом радіоактивних речовин у навколишнє середовище. Тип реактора – ВВЕР.

В 6:15 за допомогою автоматичної системи  контролю отримано перші дані про рівні радіації на території АЕС.

 

Вихідні дані:

• Рівень радіації на 6:15,                                               Р_вим = 390 Р/год;
• Відносний час початку роботи в зоні РЗ,              t_п = 2 години;
• Задана тривалість роботи,                                   t_р = 2.5 години;
• Установлена доза радіації,                                       Д_уст = 15 Рентген;
• Коефіцієнт ослаблення,                                          К_осл = 4;
• Раніше отримана доза радіації,                              Д_п = 12 Рентген;
• Час після останнього опромінення,                        Т_{п. о.} = 3 тижня.

 

ЗАДАЧА 1. Визначення можливих доз радіації під час  перебування в зоні радіоактивного забруднення.

 

Розрахунок базується  на закономірності спаду рівня радіації, яка описується емпіричною формулою:

де Р₁ – рівень радіації, перерахований на 1 годину після аварії, Р/год;

t – поточний час, що вираховується від моменту аварії, год;

а=0.4  при аварії на АЕС (з реактором ВВЕР).

 

1) Спочатку визначаємо значення часу у відносній системі (від моменту аварії – 6:00):

t_вим = 6 год. 15 хв. – 6 год. = 15 хв. = 0.25 год;

t_п = 2 год.;

t_к = t_п + t_р = 2 + 2.5 = 4.5 год.

 

2) З додатку 1 знаходимо значення коефіцієнтів перерахунку (K_t ) для кожної з визначених величин часу:

для часу виміру рівня  радіації:         t_вим = 0.25 год.,  K_t = 0.57;

для часу початку роботи:               t_п = 2 год.,  K_tп = 1.31;

для часу закінчення роботи:           t_к = 4.5 год.,  K_tк = 1.82.

 

3) Розраховуємо значення  рівня радіації на першу годину після аварії:

Р₁ = Р_вим × К_t = 390 × 0.57 = 222.3 Р/год.

 

4) Розрахуємо рівні радіації для моментів початку та закінчення роботи бригади:

Р_п = Р₁ / К_tп = 222.3/1.31 = 169.7 Р/год;

Р_к = Р₁ / К_tк = 222.3/1.82 = 122.14 Р/год.

 

 

5) Розраховуємо значення доз радіоактивного опромінення:

а) по точній формулі для а=0.4:

Р;

 

б) по спрощеній формулі:

Р

 

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

 

 

 

 

ЗАДАЧА 2. Визначення допустимої тривалості перебування людей у  зоні РЗ при установленій граничній  дозі радіації.

 

1) Розраховуємо значення допоміжного  параметру:

(1/год);

 

2) По графіку для  а=3.705  та  t_п=2 години  знаходимо допустиму тривалість роботи, яка дорівнює  t_р = 0.5 год.

 

 

 

 

ЗАДАЧА 3. Визначення можливих втрат людей під час перебування  на радіаційно забрудненій місцевості.

 

1) Визначаємо залишкову дозу  радіації:

Д_зал = Д_п × d / 100 = 12×60/100 = 7.2 Р,

де  d = 60 – береться з таблиці для відповідного Т_{о. п.}

 

2) Розраховуємо сумарну  дозу опромінення:

Д_Σ = Д_точ + Д_зал = 87.6 + 7.2 = 94.8 Р.

 

3) За даними таблиці, визначаємо, що можливі втрати людей дорівнюють нулю.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Підсумкова таблиця:

 

Р1 , Р/год	Дози радіації			Допустима тривалість роботи, tр	ДΣ , Р	Втрати, %
	Дпр , Р	Дточ , Р	β , %
222.3	91.2	87.6	4.1	2.5	94.8	0

 

Висновки:

1. Доза радіації, яку отримає бригада під час ліквідації аварії становить 87.6 Р, що значно перевищує установлену дозу 15 Р. Необхідно переглянути запропонований режим роботи.
2. В заданих умовах аварійна бригада може працювати не більше 0.5 годин, при цьому вона отримає дозу радіації не більше 15 Р.
3. Виконання аварійних робіт в наведених умовах не призведе до людських втрат.

 

ЗАДАЧА 4. “Оцінка хімічної обстановки”

 

Умова: На відстані К від житлового мікрорайону знаходиться хімічно небезпечний об’єкт. Під час можливої аварії на хімічному об’єкті з виливом сильнодіючих отруйних речовин (СДОР) та направлення вітру в бік мікрорайону, він може потрапити в зону хімічного забруднення.

 

Вихідні дані:

• Відстань від хімічно небезпечного об’єкту до житлового мікрорайону R= 2.5 км;
• Тип і маса СДОР:   Аміак,  G = 100 тонн;
• Площа розливу:
• Ступінь вертикальної стійкості повітря – ізотермія;
• Швидкість приземного вітру,   V_в = 1 м/с.

 

 

Розв’язок

 

1) Визначимо розміри  зони хімічного забруднення.

 

З таблиці 2 попередньо знаходимо  глибину зони хімічного забруднення:

Г = 3 км

 

Оскільки відстань до хімічно небезпечного об’єкту R=2.5 км, то наш мікрорайон потрапляє в зону хімічного забруднення.

Ширина зони хімічного  забруднення для ізотермії:

Ш = 0.15×Г = 0.15×3 = 0.45 км

 

Площа зони хімічного забруднення  відповідно:

S = 0.5×Ш×Г = 0.5×0.45×3 = 0.675 кв.км

 

2) Визначаємо час підходу хмари  забрудненого повітря до мікрорайону.

 

Для заданих вихідних даних з  таблиці 4 отримуємо швидкість переносу хмари:

W = 1.5 м/с

 

Розраховуємо час підходу хмари

 

3) Визначаємо час вражаючої дії СДОР.

 

Зважаючи на те, що значення тиску  насичених парів (Р_s) суттєво залежить від температури повітря, а нам невідомо, в яку пору року може статися аварія доцільно розглянути час вражаючої дії для теплої (t=15°С) і холодної (t=-10°С) пори року.

Розраховуємо швидкість випаровування отруйної речовини за формулою:

де S – площа розливу отруйної речовини, м² ;

P_s – тиск насиченого пару отруйної речовини, кПа ;

V_B – швидкість вітру, м/с ;

М =17 г/моль – молекулярна маса аміаку, г/моль.

Площу можливого розливу  СДОР визначають по профілю місцевості, де розташовані ємності для їх зберігання. Якщо аналізується можливість виливу отруйної речовини на відкритому майданчику, тоді площа розливу визначається за умови, що СДОР накриє поверхню землі шаром 0.05 м :

м²

 

Взимку, при t=-10°С по графіку мал.2 для аміаку P_s = 320 кПа, тоді:

 т/хв.

 

Влітку, при t=15°С по графіку мал.2 для аміаку P_s = 700 кПа, тоді:

 т/хв.

 

Визначаємо час вражаючої дії  СДОР t_ур :

Взимку:  

 

Влітку:  

 

4) Евакуація.

Евакуюють людей, як правило, в напрямку, перпендикулярному напрямку вітру. Вважається, що для виведення людей  із зони хімічного забруднення достатньо  мати такий резерв часу (час евакуації  t_евак ):

t_евак = t_рух + t_оп + t_зуп ,

де t_рух – час руху людей за межі зони забруднення;

t_оп – час, потрібний для оповіщення людей;

t_зуп – час для аварійної зупинки виробництва (для людей, задіяних на виробництві).

Час руху людей за межі зони хімічного забруднення визначають так:

 хв.

Ш = 450 м – ширина зони хімічного забруднення;

80 – середня швидкість руху  людей прискореним кроком, м/хв..

 

Люди встигнуть евакуюватися, якщо час евакуації t_евак не буде більшим за час підходу хмари забрудненого повітря:

t_евак ≤ t_підх .

t_евак = t_рух + (5…10)хв. = 10.63…15.63 хв.

 

5) Укриття в сховищі.

Час потрібний для  укриття в сховищі t_укр залежить від відстані до сховища. Якщо максимальна відстань до сховища не перевищує 400…500 метрів, то можна вважати, що люди встигають укритися в сховищі за 8…10 хвилин:

t_підх = 27.77 хв ≥ t_укр = (8…10) хв.

 

Підсумкова таблиця:

Розміри зони хімічного  забруднення			tпідх, хв	Час уражаючої дії  СДОР tур , год		Час евакуації, tевак , хв	Час укриття в сховищі
Г, км	Ш, км	Sзабр км2		влітку	взимку
3	0.45	0.675	27.77	0.165	0.36	10.6..15.6	8…10 хв

 

 

Висновки:

1) Визначено, що Г=3 км > R=2.5 км, це означає, що мікрорайон потрапляє в зону хімічного забруднення;

2) Використання наявних протигазів є обов’язковим;

3) Люди встигнуть евакуюватись;

4) Люди встигнуть укритися в сховищі до приходу хмари забрудненого повітря;

5) Доцільним способом  захисту людей є евакуація  їх в безпечний район, де  вони будуть перебувати в холодну пору щонайменше 22 хвилини, в теплу – щонайменше 10 хвилин.

 

 

ЗАДАЧА 5. “Рівень радіації”

 

Умова: На об’єкті через 14 годин після ядерного вибуху рівень радіації дорівнював Р₁₄ =160 Р/год. Визначити рівень радіації через 15 годин після вибуху.

З таблиці 37 (М.І. Стеблик, “Цивільна оборона”) знаходимо  відношення, що відповідають 14 і 15 годинам після вибуху:

                                  

 

Складаємо пропорцію  та знаходимо рівень радіації через 15 годин після вибуху:

Р/год.

 

Висновок: через 15 годин  після ядерного вибуху рівень радіації складатиме 151.872 Р/год.

 

 

ЗАДАЧА 6. “План зон зараження”

 

Умова: Після аварії на підприємстві із розповсюдженням СДОР утворилась зона зараження з глибиною Г=12 км, швидкість вітру 2 м/с з  деякою ступеню вертикальної стійкості повітря К=0.081 (інверсія). Умовний розмір зони можливого зараження φ=90.

 

Визначити:

1. Площу зони фактичного зараження після t=10 годин;
2. Площу можливого зараження.

 

Оскільки швидкість  вітру 2 м/с, то необхідно ввести поправочний  коефіцієнт:

Г = 12×0.6 = 7.2 км

 

Визначаємо площу зони фактичного зараження після 10 годин:

S_ф = К×Г²×t^0.2 = 0.081×7.2²×10^0.2 = 6.65 км²

 

Визначаємо площу можливого  зараження:

S_м = 8.72×10^-3×Г²×φ = 8.72×10^-3×7.2²×90 = 40.68 км²

 

ЗАВДАННЯ 7. “Розрахунок евакуації”

 

Виробниче приміщення за вибухопожеженебезпечністю належить до категорії В і має такі параметри:

• довжина, а=16 м;
• ширина, b=12 м;
• висота, h=10 м.

Приміщення розташоване в одно поверхневій будівлі. Ступінь вогнестійкості IV. Один центральний прохід шириною 12 м поділяє приміщення на 8 дільниць. З однієї сторони проходу встановлені ворота з дверима для проходу людей. Прохід з воротами є евакуаційним виходом. Найбільша кількість працюючих людей у зміні 15 осіб.