Основні параметри при оцінці радіаційного становища

Під радіаційною обстановкою розуміють сукупність наслідків радіоактивного забруднення (зараження), які впливають на виробничу діяльність об’єктів економіки, життєдіяльність населення, дії сил цивільної оборони при проведенні рятувальних та інших невідкладних робіт. Радіаційна обстановка характеризується масштабом (розмірами зон) і характером радіоактивного забруднення (рівнем радіації). Розміри зон радіоактивного забруднення (зараження) і рівні радіації є основними показниками ступеня небезпеки радіоактивного забруднення.

Оцінка радіаційної обстановки включає:

1. визначення масштабів і характеру радіоактивного забруднення місцевості, тобто виявлення радіаційної обстановки;

2. аналіз їх впливу на діяльність об’єктів економіки, життєдіяльність населення і сили цивільної оборони;

3. вибір найбільш доцільних варіантів дій, при яких виключається радіаційне ураження людей, або воно є мінімальним.

Виявлення й оцінка радіаційної обстановки здійснюється шляхом розв’язку формалізованих задач, які дозволяють розрахувати дози опромінення (табл..3.4.) і можливі наслідки такого впливу на населення, особовий склад формувань при всіх видах їх дій і оптимізувати режим роботи формувань на забрудненій місцевості та режим роботи підприємств.

В залежності від характеру й об’єму вихідної інформації, задачі можуть розв’язуватися або шляхом розрахунків (прогнозування), або на основі результатів фактичних вимірювань на забрудненій місцевості (за даними розвідки) та оцінка радіаційнго становища методом прогнозування.

Попередній прогноз радіаційної обстановки здійснюється шляхом розв’язування формалізованих задач, які дозволяють передбачити можливі наслідки впливу аварії на населення, особовий склад формувань при всіх видах їх дій та оптимізувати режими роботи формувань на забрудненій місцевості, режим роботи підприємств.

Укладаючи прогноз вірогідної радіаційної обстановки, вирішують декілька завдань:

- визначення зон радіаційного забруднення та нанесення іх на карту (схему);

- визначення часу початку випадання радіоактивних опадів на території об’єкта;

- визначення доз опромінення, що може отримати людина на зараженій території;

- визначення тривалості перебування на забрудненій території;

- визначення часу початку роботи на забрудненій території;

- визначення можливих санітарних втрат при радіаційній аварії.

Вихідними даними для оцінки радіаційної обстановки є:

- тип і потужність ЯЕР;

- частка викинутих з ЯЕР РР - h (%);

- координати ЯЕР чи АЕС;

- астрономічний час аварії - Тав;

- метеоумови: напрямок (азимут А ) і швидкість вітру на висоті 10 м (V, м/с), температура повітря (°С), ступінь вертикальної стійкості повітря (СВСП): інверсія, ізотермія, конвекція (визначається за часом доби (ніч, день) і хмарністю);

- віддаль від об’єкта (району дії формувань) до аварійного реактора - RО (км);

- час початку роботи робітників і службовців об’єкта (дії формувань) – Тпоч. (год.);

- довготривалість дій (роботи) - Тр (год.);

- кратність послаблення потужності дози опромінення - Кпосл.

3.3.2 Оцінка радіаційного становища при аваріях на об"єктах атомної енергетики.

1. За таблицею 3.5. визначається категорія стійкості атмосфери (інверсія, ізотермія, конвекція), що відповідає погодним умовам і заданому періоду доби.

2. За таблицею 3.6. визначається середня швидкість вітру (Vср) в товщині поширення радіоактивної хмари, виходячи із заданої швидкості приземного вітру V і встановленої за табл. 3.5. ступеня вертикальної стійкості атмосфери.

Таблиця 3.4.

Одиниці вимірювання іонізуючих випромінювань

Примітка: для фотонного випромінювання в повітрі 1 Рад = 0,869 Р (бер).

3. За таблицями 3.7. – 3.10. для заданого типу ЯЕР (РБМК, ВВЕР) і по частці викинутих РР визначаються розміри прогнозованих зон забруднення і наносяться в масштабі на карту (схему) у вигляді правильних еліпсів.

4. Виходячи із заданої відстані (R_О) від об’єкта до аварійного реактора з урахуванням утворених зон забруднення встановлюється (визначається) зона забруднення, в яку потрапив об’єкт (район дії формувань).

5. За таблицею 3.11 визначається час початку формування сліду радіоактивного забруднення (t_ф) після аварії на АЕС (час початку випадання радіоактивних опадів на території об’єкта).

6. За таблицями 3.12. – 3.16. для відповідної зони забруднення місцевості з врахуванням початку і довготривалості роботи на забрудненій території, визначається доза опромінення Д_зони , яку отримають робітники і службовці об’єкта (особовий склад формувань) при умові відкритого розміщення в середині зони.

Дози опромінення, які отримають робітники й службовці об’єкта за час роботи в заданому районі визначаються за формулою:

Д_опр.=Д_зони·К_зони·1/К_посл.; (бер) (3.6)

де:

Д_зони - доза розрахована по таблицях 3.12. – 3.16.;

К_посл. - коефіцієнт послаблення радіації(табл..3.17);

К_зони - коефіцієнт, що враховує місцезнаходження особового складу в зоні. Роблячи допущення про лінійний закон зміни Кзони по всій довжині кожної конкретної зони, значення К_зони в любому місці зони можна визначити з формули

, (3.7)

де:

К_табл. – визначається з приміток до до таблиць 3.11.-3.15.;

L_п – відстань від аварійного реактора до початку зони;

L_к – відстань від аварійного реактора до кінця зони;

R_O – відстань від ректора до ОГД.

7. На основі обчисленої дози опромінення з врахуванням характеру діяльності робітників і службовців об’єкта (на відкритій місцевості, в будівлях і спорудах, у сховищах) і встановленої дози опромінення визначається оптимальний режим діяльності населення, робітників і службовців ОГД на забрудненій місцевості.

8. На основі вихідних даних і проведених розрахунків розробляться пропозиції по захисту населення, особового складу ОГД, що опинилися в зоні радіаційного забруднення місцевості.

Приклад 1.

На об’єкті атомної енергетики стався аварійний викид радіоактивних речовин. В зону забруднення може попасти об’єкт господарської діяльності (ОГД), розташований на певній відстані від аварійного реактора. Необхідно оцінити радіаційну обстановку, що може скластися на ОГД і запропонувати заходи по захисту людей.

Вихідні дані:

1. тип ядерного реактора РБМК-1000;

2. частка викинутих РР із реактора h=50%;

3. відстань від об’єкта до аварійного реактора RО=24 км;

4. астрономічний час аварії на реакторі Тав=10.00;

5. довготривалість роботи на об’єкті Т=12 год.;

6. допустима доза опромінення Ддоп.=5 бер;

7. коефіцієнт послаблення дози радіації Кпосл=5;

8. швидкість вітру на висоті 10 м V=4 м/с;

9. напрям вітру - в бік об’єкта;

10. хмарність - напівясно (4 бали);

11. забезпеченість сховищами, 313 - 100%;

12. час початку робіт на об’єкті Тпоч=12.00.

Розрахунок:

1. За таблицею 3.5. визначається категорія стійкості атмосфери (інверсія, ізотермія, конвекція), що відповідає погодним умовам і заданому періоду доби. За умовою: хмарність – напівясно, день, швидкість приземного вітру V=4 м/с.

Згідно таблиці 3.5. ступінь вертикальної стійкості повітря - ізотермія.

2. За таблицею 3.6. визначається середня швидкість вітру (Vср) в товщині поширення радіоактивної хмари, виходячи із заданої швидкості приземного вітру V і встановленої за табл. 3.5. ступеня вертикальної стійкості атмосфери.

Згідно таблиці 3.6. для ізотермії і швидкості приземного вітру V=4 м/с середня швидкість вітру Vср=5 м/с.

3. Згідно таблиці 3.8. для заданого типу ЯЕР (РБМК-1000) і частці викинутих РР (h=50 %) визначаються розміри прогнозованих зон забруднення місцевості і наносяться на схему в масштабі у вигляді правильних еліпсів.

4. Виходячи із заданої віддалі об’єкта господарської діяльності (R_О=24 км) до аварійного реактора з врахуванням розмірів утворених зон забруднення встановлюється, що об’єкт опинився у зоні “Б”, виходячи з наступних міркувань: оскільки L_Б>R_O>L_В(47,1>24>23,7),

об’єкт знаходиться в зоні „Б” і, відповідно, згідно формули (1.2.)

.

5. За таблицею 3.11. визначається час початку формування сліду радіоактивного забруднення (t_ф) після аварії (час початку випадання радіоактивних опадів на території об’єкта). Для R_О=24 км, ізотермії і середньої швидкості вітру Vср=5 м/с, методом інтерполяції

год.

Отже, об’єкт через t_ф=1,2 год. після аварії опиниться в зоні радіоактивного забруднення, що вимагає прийняття додаткових заходів захисту робітників і службовців.

6. За таблицею 3.14. для зони забруднення “Б” із врахуванням часу початку робіт (Тпоч=2 год.) і довготривалості робіт (Т=12 год.) визначається доза опромінення, яку отримають робітники і службовці об’єкта (особовий склад формувань) при відкритому розміщенні у середині зони “Б”. Згідно з таблицею 3.14. Д_зони=17,1 бер. Дозу фактичного опромінення визначаємо за формулою (3.6.):

Д_опр.=Д_зони·К_зони·(1/К_посл.); (бер)

де Д_зони=17,1 бер;

К_посл=5 (згідно умови);

К_зони=1,68

Д_опр=17,1·1,68·(1/5)=5,8 бер

Розрахунки показують, що робітники й службовці об’єкта за 12 год. робіт у зоні “Б” можуть отримати дозу опромінення 5,8 бер, що перевищує гранично допустиму дозу Двст=5 бер.

7. Використовуючи дані таблиці 3.14. і попередню формулу, визначається допустимий час перебування на забрудненій території при початку роботи о 12.00 (Т_поч. = 2 години після аварії), та час початку роботи робітників і службовців об’єкта після аварії на АЕС при довготривалості виконання робіт впродовж 12 годин за умови отримання Д_опр не більше 5 бер.

За формулою визначається Д_зони, що відповідає Д_опр=5 бер.

5=Д_зони·К_зони·(1/К_посл.)=Д_зони·1,68·(1/5)

Д_зони=5·5/1,68=14,5 бер

Згідно з таблицею 3.14. при початку роботи через 2 години після аварії час перебування на забрудненій території становить

Т = 9,77 год = 9 год. 46 хв.,

а при тривалості роботи Т=12 год відповідає час початку робіт Тпоч=6 год.

Висновки.

1. ОГД може опинитись у зоні сильного радіоактивного забруднення (R_О<L_Б).

2. Хмара зараженого повітря підійде до об’єкта через 1,2 год, що при оперативному оповіщенні дає змогу вивести людей із зони забруднення.

3. Роботу на території об’єкта на протязі 12 годин можна починати не раніше ніж через 6 годин після аварії на АЕС, а при початку робіт через 2 години після аварії знаходитись на забрудненій території можна не довше ніж 9 год. 46 хв.

4. Основні заходи щодо захисту людей:

- евакуація;

- для тих, хто не встигає евакуюватися, або повинен залишитися на території об’єкта:

~ обмежене перебування на відкритій місцевості (тимчасове перебування в захисних спорудах);

~ максимально можлива герметизація житлових та службових приміщень;

~ вживання лікарських препаратів, що перешкоджають накопиченню біологічно небезпечних радіонуклідів в організмі;

~ захист органів дихання з використанням засобів індивідуального захисту та підручних засобів;

~ виключення, або обмеження вживання в їжу забруднених продуктів харчування;

- в районі евакуації:

~ обмеження доступу в район забруднення;

~ санітарна обробка людей у випадку забруднення їх одягу та тіла радіоактивними речовинами вище встановлених норм;

~ обробка продуктів харчування, які забруднені радіоактивними речовинами;

~ дезактивація забрудненої місцевості.

Допоміжні матеріали:

Таблиця 3.5

Графік орієнтованої оцінки ступеню вертикальної стійкості повітря.

Примітка:

Інверсія - такий стан приземного шару повітря, при якому температура поверхні грунту менша за температуру повітря на висоті 2 м від поверхні.

Ізотермія - такий стан приземного шару повітря, при якому температура поверхні ґрунту орієнтовно рівна температурі повітря на висоті 2 м від поверхні.

Конвекція - такий стан приземного шару повітря, прн якому температура поверхні грунту більша за температуру повітря на висоті 2 м від поверхні.

Хмарність визначається в балах:

відсутня (ясно) – 0-2;

середня (напівясно) – 3-7;

суцільна (хмарно) – 8-10.

Таблиця 3.6.

Середня швидкість вітру (V_ср) в приповерхневому шарі землі до висоти переміщення центру хмари, м/с

Таблиця 3.7.

Розміри прогнозованих зон забруднення місцевості на сліді хмари при аварії на АЕС (конвекція, швидкість вітру V=2 м/с)

Таблиця 3.8.

Розміри прогнозованих зон забруднення місцевості на сліді хмари при аварії на АЕС (інверсія, швидкість вітру V=5 м/с)

Таблиця 3.9.

Розміри прогнозованих зон забруднення місцевості на сліді хмари при аварії на АЕС (ізотермія, швидкість вітру V=5 м/с)

Таблиця 3.10.

Розміри прогнозованих зон забруднення місцевості на сліді хмари при аварії на АЕС (ізотермія, швидкість вітру V=10 м/с)

Таблиця 3.11.

Час початку формування сліду (tф) після аварії на АЕС, год.

Таблиця 3.12.

Доза опромінення, отримана при відкритому розміщенні в середині зони забруднення (Д_зони, бер), Зона М

Примітка: дози опромінення на внутрішній межі зони в 3,2 рази більші, а на зовнішній межі в 3,2 рази менші вказаних в таблиці.

Таблиця 3.13.

Доза опромінення, отримана при відкритому розміщенні в середині зони забруднення (Д_зони, бер), Зона А

Примітка: дози опромінення на внутрішній межі зони в 3,2 рази більші, а на зовнішній межі в 3,2 рази менші вказаних в таблиці.

Таблиця 3.14.

Доза опромінення, отримана при відкритому розміщенні в середині зони забруднення (Д_зони, бер), Зона Б

Примітка: дози опромінення на внутрішній межі зони в 1,7 рази більші, а на зовнішній межі в 1,7 рази менші вказаних в таблиці.

Таблиця 3.15.

Доза опромінення, отримана при відкритому розміщенні в середині зони забруднення (Д_зони, бер), Зона В

Примітка: дози опромінення на внутрішній межі зони в 1,8 рази більші, а на зовнішній межі в 1,8 рази менші вказаних в таблиці.

Таблиця 3.16.

Доза опромінення, отримана при відкритому розміщенні в середині зони забруднення (Д_зони, бер), Зона Г

Примітка: дози опромінення на внутрішній межі зони в 1,8 рази більші, а на зовнішній межі в 1,8 рази менші вказаних в таблиці.

Таблиця 3.17.

Коефіцієнти послаблення радіаційного випромінювання

укриттями і транспортними засобами