Оценка уровней радиоактивного загрязнения подстилающей поверхности

Перенос радиоактивной примеси в атмосфере и ее гравитационное оседание на подстилающую поверхность приводит к поверхностному радиоактивному загрязнению подстилающей поверхности, формируя, так называемый, след облака выбросов. На поверхностное загрязнение оказывает существенное влияние, как состояние устойчивости атмосферы, так и непосредственно состояние самой поверхности, характеризуемое как однородностью (неоднородностью), так и величиной шероховатости z₀, представляющую собой характерную высоту растительного или иного покрова местности, на которой определяют граничное условие. Ограничиваясь, как уже указывалось, в рамках модели пограничного слоя атмосферы условием однородности, величина шероховатости может в общем случае быть функцией точки и времени (сезона), поскольку шероховатость скошенного поля зерновых или просто травы будет, естественно, различной в разные времена года. Кроме того, на величину поверхностного загрязнения большое влияние оказывает и скорость сухого осаждения b - величина, характеризующая взаимодействие подстилающей поверхности с радиоактивными аэрозолями (радиоактивной примесью), также являющаяся в общем случае функцией точки b = b(x,y).

Получив представления об основных параметрах, определяющих радиоактивное загрязнение подстилающей поверхности, запишем уравнение, решение которого определит активность подстилающей поверхности. Пусть функция q(x,y,z,t) является решением уравнения (14.3.7), представляя со-

бой объемную активность радиоактивной примеси. тогда произведение: определяет скорость загрязнения подстилающей поверхности радиоактивной примесью. Если учесть скорость распада примеси в виде произведения lc(x,y,t), l - постоянная распада, то скорость изменения загрязнения радиоактивной примесью подстилающей поверхности описывается уравнением:

(13.14)

в котором первый член в правой части определяет скорость радиоактивного загрязнения подстилающей поверхности, второй – скорость распада. При длительности выброса t_d, начальной поверхностной

активности c₀(x,y) и (M £ N) – относительном весе радионуклидов радиоактив-

ной примеси, определяющей загрязнение подстилающей поверхности, (M-количество радионуклидов, определяющих аэрозольную составляющую радиоактивной примеси, N - общее количество радионуклидов радиоактивной примеси, включающее и ИРГ); - эффективной постоянной распада

этой части примеси ; , - периоде полураспада радиоак-

тивной примеси, осевшей на подстилающую поверхность, решение уравнения имеет вид:

. (13.15)

Если пренебречь вторичным переносом, то после выпадения радиоактивной примеси на под-

стилающую поверхность ее активность изменяется, в основном, за счет радиоактивного распада. Поэ-

тому через время t после прекращения процесса загрязнения радиоактивность подстилающей повер-

хности можно оценить по формуле:

(13.16)

в которой c(x,y) определено выражением (13.15).

Если радиоактивная примесь состоит из долгоживущих радионуклидов, формулы существенно упрощаются. Так величины a, можно считать постоянными, и вместо уравнения (13.15) получают:

. (13.17)

Для поверхностной активности при стационарных условиях выброса получат следующее выражение:

(13.18)

что согласуется с результатами, полученными другими авторами при c₀ = 0 и a = 1. При учете накопления поверхностной активности, например при различных направлениях выброса, первое слагаемое представляет собой величину поверхностной активности от проходящего облака, а второе – активность предыдущих выбросов, которая уменьшается за счет радиоактивного распада. На рис. 13.4 в качестве иллюстрации приводятся характерные уровни радиоактивного загрязнения подстилающей поверхности при гипотетической аварии в заданном направлении выброса, а на рис. 13.5 – уровни накопления поверхностной активности, возникающие при различных направлениях выброса.