Определение времени, прошедшего с момента взрыва
Перечень тем
Практических занятий в группах с педагогической нагрузкой 36 часов
№№ п/п | Тема занятия | Количество часов |
1. 2 | Оценка радиационной обстановки при радиоактивном загрязнении местности. | |
3. | Оценка доз внешнего и внутреннего радиационного облучения человека. | |
4. | Оценка радиационной опасности и отдельных способов радиационной защиты. | |
5. | Прогнозирование и оценка химической обстановки в техногенных ЧС. | |
6. | Оценка экологической обстановки (ущерба от химических загрязнений окружающей среды). | |
7, 8. | Прогнозирование и оценка ЧС, вызванной аварией на нефтепроводе. | |
9. | Оценка ЧС, вызванной загрязнением природной среды тяжёлыми металлами. | |
10. | Определение уровня загрязнения грунтовых вод нефтепродуктами и способы рекультивации. | |
11, 12 | Оценка устойчивости потенциально опасных объектов и воздействия ударной волны. | |
13, 14. | Оказание первой медицинской помощи в ЧС. | |
15. | Действия населения в биолого-социальных ЧС. | |
16, 17 | Средства индивидуальной и коллективной защиты (видиофильм, знакомство с убежищем). | |
18. | Управление в ЧС. Выработка и принятие решения на эвакуацию. | |
Всего: |
Занятие 1,.2. ОЦЕНКА РАДИАЦИОННОЙ ОБСТАНОВКИ ПРИ РАДИОАКТИВНОМ ЗАГРЯЗНЕНИИ МЕСТНОСТИ (4 часа)
1. Цель работы — научить студентов прогнозировать и оценивать радиационную обстановку при радиоактивном заражении (загрязнении) территории непосредственно после аварии на АЭС или взрыва одиночного ядерного боеприпаса по результатам разведки. Оценивается воздействие на здоровье человека только внешнего гамма-излучения.
Порядок выполнения работы
2.1. Изучить материалы, изложенные в разделе 1. «Общие положения». Использовать их при решении задач.
2.2. Переписать форму отчета на отдельный лист (таблица 11).
2.3. В процессе решения задач выбирать исходные данные своего варианта из таблиц 1 и 6 соответственно. Номер варианта соответствует порядковому номеру фамилии студента в журнале учета занятий.
2.4. Иметь конспект лекций или учебное пособие, рекомендованное преподавателем.
2.5. Приступить к выполнению работы по ниже приведенной методике.
3. Материально-техническое обеспечение:проектор или кодоскоп, схемы, микрокалькуляторы
Общие положения
Радиационная обстановка – это совокупность последствий радиоактивного заражения или загрязнения территории, оказывающее влияние на жизнедеятельность людей и требующая принятия определенных мер защиты. Радиационная обстановка характеризуется, прежде всего, мощностью экспозиционной дозы гамма-излучения и размерами загрязненной территории.
Территория считается радиоактивно:
· загрязненной, если мощность экспозиционной дозы гамма-излучения превышает радиационный фон 10–20 мкР/ч;
· зараженной, если мощность экспозиционной дозы, измеренной на высоте 0,7–1 м от поверхности земли, составляет более 0,5 Р/ч.
Оценка радиационной обстановки –это выявление масштабов и степени радиоактивного заражения (загрязнения) территории в результате аварии на радиационно опасном объекте, а также выбор вариантов защиты, исключающих поражение людей.
Выявление и оценка радиационной обстановки проводится двумя методами:
- оценка по результатам прогнозирования зон радиоактивного заражения (загрязнения) территории;
- оценка по результатам разведки.
Методика оценки по результатам прогнозирования зон заражения (загрязнения) рассматривается в [1]. На данном занятии рассматривается вариант оценки только по данным разведки.
Сущность разведки заключается в том, что после радиоактивного заражения (загрязнения) территории не ранее, чем через час после ядерного взрыва (аварии на АЭС с выбросом радиоактивных веществ), с помощью дозиметрического прибора дважды измеряют мощность экспозиционной дозы гамма-излучения с определенным интервалом времени (10–50 минут для ядерного взрыва и несколько часов при аварии на АЭС) и с фиксацией астрономического времени измерения. Имея эти исходные данные можно аналитически и с помощью специальных таблиц определить:
v мощность экспозиционной дозы гамма-излучения на 1 час после взрыва (аварии на АЭС с выбросом радиоактивных веществ);
v эквивалентные дозы облучения людей гамма-излучениями на открытой местности, в зданиях и в других укрытиях;
v допустимую продолжительность пребывания людей на открытой местности при заданной дозе облучения;
v возможные радиационные потери людей, в том числе и с летальным исходом;
v режимы радиационной защиты.
Примечания: 1. Возможные радиационные потери людей определяют исходя из усредненных статистических данных, считая, что данная группа людей получила одинаковые опасные для жизни дозы, но в первую очередь умирают люди, имеющие хронические заболевания и ослабленную иммунную систему, дети и люди пожилого возраста.
2. Разработаны 13 вариантов радиационной защиты для различных групп населения, а также для гражданских формирований гражданской обороны проживающих и выполняющих задачи в различных условиях. На занятии рассматривается только один из вариантов радиационной защиты рабочих и служащих завода, имеющего убежища.
В течение первых 100–160 суток после аварии на АЭС или ядерного взрыва изменение мощности экспозиционной дозы излучения на радиоактивно зараженной местности описывается законом Вэя-Вигнера:
(1)
где ,
– мощности экспозиционных доз (Р/ч), соответствующие моментам времени t1 , t2 (ч) после начала радиоактивного заражения (загрязнения) территории; n – показатель степени, характеризующий величину спада мощности экспозиционной дозы излучения во времени и зависящий от изотопного состава радионуклидов (при ядерном взрыве образуется около 300 изото
Х1, Р/ч
0 1 tн tк t, ч
Рис.1. Зависимость мощности экспозиционной дозы от времени, прошедшего
после начала аварии на АЭС или ядерного взрыва.
пов 36 химических элементов, при аварии на АЭС – несколько десятков) . Для аварии на АЭС, аналогичной на ЧАЭС, величина показателя n = 0,4–0,86, для ядерного взрыва n = 1,2. График зависимости мощности экспозиционной дозы от времени представлен на рис.1
Величину nможно рассчитать из формулы (1):
n = (Lg – Lg
)/(Lgt2 – Lgt1) (2)
По величине nв справочникахвыбирают специальные таблицы, по которым с использованием аналитических выражений определяют мощность экспозиционной дозы на 1 час после взрыва, эквивалентные дозы облучения людей, допустимое время пребывания людей на открытой местности, возможные потери людей и режимы защиты.
В качестве примера ниже решаются пять задач для случая взрыва ядерного боеприпаса, но методика эта применима и для случая заражения (загрязнения) территории при аварии на АЭС.
П р и м е ч а н и я :
1. Недостающие исходные данные для решения последующих задач надо брать из полученных результатов предыдущих задач.
2. Если в таблицах нет искомого значения, то его необходимо найти интерполяцией или экстраполяцией.
3. При расчетах полученные значения определять до десятых.
Методика решения задач
Задача № 1. Привести мощность экспозиционной дозы к одному часу после взрыва (исходные данные в таблице 1).
Методика решения задачи № 1.
1. Определяем интервал времени между вторым и первым измерениями (см. таблицу 1):
t2 –t1 (3)
2. Рассчитываем отношение уровней радиации при втором и первом измерениях:
:
(4)
3. По отношению ( :
) и промежутку времени между вторым и первым измерениями (t2– t1) в табл. 2 находим время, прошедшее с момента взрыва до второго измерения (tизм).
4. Находим время взрыва:
tвзр = t2 – tизм. (5)
5. По табл. 3 определяем коэффициент пересчета К на время tизм.
6. Определяем уровень радиации на один час после взрыва:
·К (6)
Задача № 2. Определить возможные эквивалентные дозы облучения гамма-лучами при действиях людей на местности, зараженной радиоактивными веществами (исходные данные в таблице 1).
Методика решения задачи № 2.
Определение возможных доз облучения рабочих и служащих, находящихся на зараженной местности гамма-лучами, необходимо для того, чтобы принять меры по их защите от опасного облучения. Для решения этой задачи надо иметь следующие данные: мощность экспозиционной дозы через 1 час после взрыва (аварии), время пребывания людей на радиоактивно-загрязненной (зараженной местности), степень их защищенности.
1. По исходным данным таблицы 1 для задачи 2 своего варианта по таблице 4 находят экспозиционную дозу излучения Х100 (в Рентгенах) при величине мощности экспозиционной дозы 100 Р/ч.
2. Экспозиционную дозу излучения в воздухе на открытой местности находят по формуле:
Хв = Х100· /100,Р(7)
где – мощность экспозиционной дозы по результатам решения задачи 1.
3. Производим пересчет экспозиционной дозы в эквивалентную дозу (для биологической ткани):
Н = 0,96 Хв, бэр (8)
4. Эквивалентная доза облучения в производственных помещениях, полученная людьми, рассчитывается по формуле:
НП = Н/КОСЛ , бэр (9)
Значение коэффициента ослабления дозы радиации (КОСЛ), являющегося одной из характеристик степени защищенности, даны в табл. 5.
Задача № 3. Определение допустимой продолжительности работы в цехах завода на радиоактивно зараженной (загрязненной) территории (исходные данные в таблице 6).
Методика решения задачи 3.
Для решения задачи необходимо иметь следующие данные: время, прошедшее с момента взрыва до начала облучения (из условия задачи 2 в таблице 1); мощность экспозиционной дозы радиации в момент входа на зараженный участок (в момент начала облучения), ; заданную (установленную) экспозиционную дозу излучения, ХЗАД; коэффициент ослабления радиации зданиями, сооружениями, транспортными средствами и др., КОСЛ.
1. Определяем мощность экспозиционной дозы на момент начала облучения людей (входа на зараженный радионуклидами участок территории)
=
,(10)
где – мощность экспозиционной дозы на 1 час после взрыва (по результатам решения задачи 1); К – поправочный коэффициент, определяемый по таблице 3, при этом, время прошедшее после взрыва до начала облучения берется из исходных данных задачи 2 из таблицы 1.
2. Используя в исходных данных задачи 3, таблицы 6 Нзад = 0,96ХЗАД и коэффициент Косл из таблицы 5 рассчитывают отношение
(11)
3. По значениям этого отношения и времени, прошедшего с момента взрыва по табл. 7 определяют допустимое время пребывания людей в цехах завода.
Задача № 4. Определение возможных радиационных потерь рабочих и служащих на открытой местности и в цехах завода (исходные данные в таблице 6).
Методика решения задачи 4.
Исходные данные для решения задачи:
· количество рабочих и служащих (N чел из таблицы 6);
· эквивалентная доза Н(бэр), полученная людьми на открытой местности (по результатам решения задачи 2);
· условия защищенности (КОСЛ =1 – для открытой местности);
· ранее полученная эквивалентная доза НРП (из таблицы 6);
· время, прошедшее после предыдущего облучения, в неделях (из таблицы 6);
· остаточная эквивалентная доза НОСТ, которая осталась в организме человека после предыдущего облучения, которую необходимо определить.
Например, если на заводе будет работать N чел., которые четыре недели тому назад уже получили дозу (НРП), то какие радиационные потери могут быть при выполнении ими работ на открытой местности (КОСЛ = 1)?
1. По табл..8 определяем % остаточной эквивалентной дозы от ранее полученной, в зависимости от времени прошедшего после первого облучения (недели). Значения Нрп и времени прошедшего после облучения указаны в исходных данных (таблица 6).
НОСТ = (12)
2. Определяем суммарную эквивалентную дозу Нå
Нå = Н + НОСТ ,(13)
где значение Н берем по результатам решения задачи № 2.
3. По табл. 9 по значению Нåв столбце "всего пораженных"находим %ВП людей от всех облученных. Конкретное количество пораженных (потерявших трудоспособность) людей NПТ находят по формуле:
NПТ = , чел (14)
где NЧЕЛ берут из условия задачи 4, таблицы 6;
Примечание. В таблице 9 для справки представлены также % пораженных людей от всех облученных в течение двух суток, второй и третьей недель, третьей и четвертой недель.
4. Аналогичным способом определяем количество людей со смертельным исходом (от всех пораженных). При необходимости определить радиационные потери при работе рабочих и служащих в цехах, надо Нå разделить на КОСЛ цеха и затем произвести расчет по приведенной выше методике.
Задача № 5. Определение режимов защиты рабочих, служащих и производственной деятельности промышленного предприятия (исходные данные в таблице 6).
Основным способом защиты рабочих и служащих в условиях сильного радиоактивного заражения является их укрытие в защитных сооружениях и строгое ограничение времени пребывания на открытой местности.
Режим защиты – это порядок применения средств и способов защиты людей, который предусматривает максимальное уменьшение доз облучения и наиболее целесообразные действия в зоне заражения. Типовые режимы защиты изложены в таблице 10. Они разработаны с учетом доз облучения за время пребывания рабочих и служащих в защитных сооружениях, производственных, административных и жилых зданиях, а также при передвижении из мест отдыха в цеха для работы. Продолжительность смены 10–12 ч в сутки. Соблюдение режима защиты не допускает облучения людей сверх установленных доз, исключает радиационные потери и обеспечивает производственную деятельность предприятия с минимальным временем прекращения его работы при различных уровнях радиации.
Таблица 10 содержит варианты режимов производственной деятельности объектов, которые имеют защитные сооружения с коэффициентом ослабления радиации К1 = 25...50, К2 = 51...100, К3 = 101...200, К4 = 1000 и более.
Методика решения задачи 5
1. Определяем условное наименование режима в таблице 10 по мощности экспозиционной дозы на 1 ч после взрыва, вычисленной по результатам решения задачи 1.
2. В исходных данных таблицы 6 находим коэффициент ослабления защитного сооружения. В таблице 10 необходимо определить в какой диапазон коэффициентов К1–К4 входит коэффициент ослабления защитного сооружения вашего варианта.
3. После этого в табл. 10 находим:
а) на какое время объект прекращает работу, а люди укрываются в защитных сооружениях;
б) при возобновлении работы объекта в течении какого времени рабочие и служащие должны использовать для отдыха защитные сооружения;
в) продолжительность режима с ограниченным пребыванием людей на открытой местности;
г) общую продолжительность соблюдения режима.
Таблица 1
Исходные данные для решения задач № 1 и № 2
Номер варианта | Задача № 1 | Задача № 2 | ||||
Время измерения мощности экспозиционной дозы на объекте, ч. мин | Мощности экспозиционной дозы, Р/ч | Время, прошедшее с момента взрыва до начала облучения, ч | Время пребывания на радио-активно зараженной местности, ч | |||
Первое измерение, t1 | Второе измерение, t2 | При первом измерении, ![]() | При втором измерении, ![]() | |||
10-30 | 11-00 | 60,1 | 48,1 | |||
6-45 | 7-00 | 107,3 | 85,9 | |||
8-00 | 8-15 | 40,9 | 34,8 | |||
9-35 | 10-20 | 153,9 | 100,0 | |||
6-15 | 6-30 | 76,6 | 61,4 | |||
8-00 | 8-10 | 67,7 | 60,9 | |||
11-50 | 12-20 | 133,6 | 106,9 | |||
17-15 | 18-00 | 92,3 | 60,0 | |||
8-50 | 9-05 | 51,1 | 43,5 | |||
15-45 | 16-30 | 102,7 | 82,2 | |||
7-00 | 7-10 | 115,8 | 104,3 | |||
13-45 | 14-00 | 107,3 | 85,9 | |||
13-00 | 13-15 | 89,1 | 80,2 | |||
11-25 | 11-35 | 79,6 | 75,7 | |||
8-25 | 8-40 | 76,7 | 61,4 | |||
79-35 | 9-50 | 92,0 | 78,3 | |||
11-15 | 12-00 | 118,5 | 88,9 | |||
10-00 | 10-30 | 133,3 | 100,0 | |||
8-05 | 8-20 | 122,7 | 104,3 | |||
7-00 | 7-30 | 81,8 | 49,1 | |||
9-30 | 9-45 | 106,6 | 80,0 |
Продолжение табл. 1.
9-00 | 9-45 | 58,2 | 46,6 | |||
8-15 | 8-30 | 23,7 | 21,4 | |||
10-10 | 10-20 | 35,0 | 33,3 | |||
11-20 | 11-50 | 147,2 | 110,4 | |||
7-20 | 7-35 | 56,8 | 45,5 | |||
9-50 | 10-05 | 65,7 | 49,3 | |||
11-05 | 11-50 | 40,9 | 26,6 | |||
8-20 | 8-35 | 38,8 | 31,1 | |||
12-15 | 12-45 | 26,1 | 22,2 |
Таблица 2
Определение времени, прошедшего с момента взрыва
Отношение мощностей экспозиционных доз при втором и первом измерениях, ![]() | Время между двумя измерениями, ч, мин | |||
10 мин | 15 мин | 30 мин | 45 мин | |
0,95 | 4 ч | 6 ч | 12 ч | 18 ч |
0,90 | 2 ч | 3 ч | 6 ч | 9 ч |
0,85 | 1 ч 20 мин | 2 ч | 4 ч | 6 ч |
0,80 | 1 ч | 1 ч 30 мин | 3 ч | 4 ч 30 мин |
0,75 | 50 мин | 1 ч 15 мин | 2 ч 30 мин | 3 ч 30 мин |
0,70 | 40 мин | 1 ч | 2 ч | 3 ч |
0,65 | 35 мин | 50 мин | 1 ч 40 мин | 2 ч 30 мин |
0,60 | 30 мин | 45 мин | 1 ч 30 мин | 2 ч 10 мин |
0,55 | – | 40 мин | 1 ч 20 мин | 1 ч 50 мин |
0,50 | – | 35 мин | 1 ч 10 мин | 1 ч 45 мин |
Таблица 3