Задача№1: Расчет границы очага поражения и радиусы зон разрушений после воздушного взрыва

Рассчитайте границы очага поражения, радиусы и площади зон разрушений после воздушного взрыва. Постройте график, сделайте вывод.

Дано:

q₁=5 кт

q₂=100 кт

R_{2 полных} = 1,9 км

R_{2 сильных} = 2,5 км

R_{2 средних} = 3,2 км

R_{2 слабых} = 5,2 км

Найти:

R₁-? S-?

Решение:

; ; R_1пол = 0,7 (км)

; ; R_1сил = 0,922 (км)

; ; R_1ср = 1,18 (км)

; ; R_1сл = 1,918 (км)

Рассчитаем площади зон разрушения:

S_полных=3,14*(0,7)²=1,538 км²

S_{сильных}=3,14*(0,922)²=2,669 км²

S_{средних}=3,14*(1,18)²= 4,372 км²

S_слабых=3,14*(1,918)²=11,551км²

Вывод:после воздушного взрыва мощностью 5 кт радиус разрушения будет равен 1,918 км и площадь зоны разрушения равна 11,551 км² (рис.1(приложение 1)).

Задача№2: Расчет границы очага поражения и радиусы зон разрушений после наземного взрыва

Рассчитайте границы очага поражения, радиусы и площади зон разрушений после наземного взрыва. Постройте график, сделайте вывод.

Дано:

q₁=5000 кт

q₂=100 кт

R_{2 полных} = 1,9 км

R_{2 сильных} = 2,5 км

R_{2 средних} = 3,2 км

R_{2 слабых} = 5,2 км

Найти:

R₁-? S-?

Решение:

; ; R_1пол = 7,03 (км)

; ; R_1сил = 9,259 (км)

; ; R_1ср = 11,851 (км)

; ; R_1сл = 19,259 (км)

Рассчитаем площади зон разрушения:

S_полных=3,14*(7,03)²=155,18 км²

S_{сильных}=3,14*(9,259)²=269,189 км²

S_{средних}=3,14*(11,851)²=441,0 км²

S_слабых=3,14*(19,259)²=1164,65 км²

Вывод:после воздушного взрыва мощностью 5000 кт радиус разрушения будет равен 19,259 км и площадь зоны разрушения равна 1164,65 км² (рис.2(приложение 1)).

Задача№3: Расчёт спада уровня радиации и взрыве и аварии

Рассчитайте величину уровня радиации и постройте графики падения уровня радиации после аварии и взрыва, сделать вывод.

Дано:

Р₀=8,5 Р/ч

t=2; 24; 48; 96; 168 ч

Найти:

P_t-?

Решение:

После радиационной аварии:

Р/ч

Р/ч

Р/ч

Р/ч

Р/ч

После ядерного взрыва:

Р/ч

Р/ч

Р/ч

Р/ч

Р/ч

Вывод:после радиационной аварии спад уровня радиации происходит медленнее, чем после взрыва(рис.3 (приложение 1)).

Задача№4: Расчет величины эквивалентной дозы

Рассчитайте и сравните величины эквивалентных доз, которые получат люди на радиационно-загрязненной местности в течение определенного времени в результате: 1)аварии; 2)взрыва.

Дано:

Р₀=8,5 Р/ч

t=6 ч

β=70%

n=30%

Найти:

P_t-? Н-?

Решение:

После радиационной аварии:

Р/ч

Р

Рад

β=40,93*0,7=28,651 бэр; n=40,93*0,3=12,279 бэр

H= W*D_{поглощ.}

Бэр =1,514 Зв

После ядерного взрыва:

Р/ч

Р

Рад

β=32,46*0,7=22,76 бэр; n=32,46*0,3=9,7 бэр

H= W*D_{поглощ.}

Бэр = 1,198 Зв

Вывод:после радиационной аварии величина эквивалентной дозы (D_эквив.) больше, чем после ядерного взрыва.

Задача№5: Противорадиационная защита здания

Исходные данные

Исходные данные
1.Местоположение ПРУ	В одноэтажном здании
2.Материал стен	Кирпич силикатный
3. Толщина стен по сечениям, 5см Внешние Внутренние
4.Перекрытие тяжелый бетон толщиной (см)
5.Расположение низа оконных проемов (м)	1,5
6.Площядь оконных и дверных проемов (м2) против углов α1 α2 α3 α4	4/6/5 5/24/26/18/4 11/20/6
7.Высота помещения, м	2.7
8.Размеры помещения (м×м)	6х6
9.Размеры здания (м×м)	22х23
10.Ширина зараженного участка, м

Предварительные расчеты

Таблица 1

Сечение здания	Вес 1 м2 конструкции кгс/ м2	αстен = Sокон/Sстен	1- αстен	Приведенный вес, Gпр, кгс/м2	Суммарный вес против углов Gα, кгс/м2
А-А (вн)		8/59,4=0,13	1-0,13=0,87	413,25	413,25 α4
Б-Б		-	-	-	1266,92 α2
В-В		4/59,4=0,07	1-0,7=0,93	221,34
Г-Г		18/59,4=0,30	1-0,30=0,70	332,5
Д-Д		26/59,4=0,44	1-0,44=0,56	133,28
Е-Е		24/59,4=0,40	1-0,40=0,60	142,8
Ж-Ж (вн)		5/59,4=0,08	1-0,08=0,92
1-1 (вн)		4/62,1=0,06	1-0,06=0,94	446,5	879,66 α1
2-2		6/62,1=0,10	1-0,10=0,90	214,2
3-3		5/62,1=0,08	1-0,08=0,92	218,96
4-4		6/62,1=0,10	1-0,10=0,90	214,2	765,54 α3
5-5		20/62,1=0,32	1-0,32=0,68	161,84
6-6 (вн)		11/62,1=0,18	1-0,18=0,82	389,5

1) Месторасположение ПРУ - в одноэтажном здании

2) Материал стен – Кс (кирпич силикатный )

3) Толщина стен по сечениям:

- внешние 25 см (475) кгс/м ²

- внутренние 12 см (238) кгс/м²

4) Перекрытие – тяжелый бетон толщиной 13 см

5) Расположение низа оконных проемов - 1,5 м

6) Площадь оконных и дверных проемов (кв. м) против углов

- α₁ = 4/6/5

- α₂ = 5/24/26/18/4

- α₃ = 11/20/6

- α₄ = 8

7) Высота помещения – 2,7 м

8) Размеры помещения (МхМ) 6*6

9) Размеры здания (МхМ) 22*23(рис 4(приложение 1))

10) Ширина зараженного участка, м – 40

1)Определяем вес 1 м² конструкции (приложение 7)

- внешние 475 кгс/ м²

- внутренние 238 кгс/ м²

2) Находим площади стен, (м²):

Высота помещения – 2,7 м

Размеры здания (МхМ) 22*23

S_ст1 = 2,7*22=59,4 м²

S_ст2 = 2,7*23=62,1 м²

3)Рассчитываем суммарный вес против углов

G α₁ = 446,5+214,2+218,19=879,66 кгс/ м²

G α₂ = 1266,92 кгс/ м²

G α₃ =765,54 кгс/ м²

G α₄ = 413,25 кгс/ м²

4) Коэффициент защиты К_з для помещения укрытий в одноэтажном здании определяется по формуле:

К_з = ___________0,65 К₁*К_ст*К_{пер______________}

V₁*К_ст*К₁*+(1-К_ш)*(К_о*К_ст+1)*К_пер*К_м (37)

5) К₁ – коэффициент, учитывающий долю радиации, проникающей через наружную и внутреннюю стены, принимаемый по формуле:

К₁ = 360˚

36˚+Σα_i

Вычертим в масштабе 1:100 помещение размером 6*6 (м*м)

Размер помещения 6х6

Полученные величины углов подставим в формулу, без учета величин, суммарный вес против которых больше 1000 кгс/м²

6) Рассчитываем К_ст

К_ст – кратность ослабления стенами первичного излучения в зависимости от суммарного веса ограждающих конструкций

Gα₁ = 879,66 кгс/м² (800 + 79,66)

800 - 250

900 - 500

∆₁ = 900- 800= 100

∆₂ = 500 – 250 = 250

∆ = 250/100 = 2,5

К_ст1 = 250 + 79,66*2,5=449,15

Gα₃ = 765,54 кгс/м² (700+65,54)

700 – 120

800 – 250

∆₁ = 800-700 = 100

∆₂ = 250-120 = 130

∆ = 130/100 = 1,3

К_ст2 =120 + 65,54*1,3 = 205,202

Gα₃ =413,25 кгс/м² (400 + 13,25)

400 – 16

450 – 22

∆₁ = 450 - 400 = 50

∆₂ = 22 - 16 = 6

∆ = 6/50 = 0,12

К_ст3 =16+13,25*0,12 = 17,59

К_ст.общ.= (38)

7) Рассчитываем К_пер (коэффициент, учитывающий кратность ослабления перекрытием первичного излучения)

Перекрытие – тяжелый бетон, 13 см – вес конструкции - 312 кгс/ м²

312 (300+12)

300 – 6

350 – 8,5

∆₁ =350-300=50

∆₂ = 8,5- 6=2,5

∆ = 2,5/50= 0,05

К_пер=6+12*0,05=6,6

8) V₁ – коэффициент, зависящий от высоты и ширины помещения (по табл.9)

Размер помещения 6*6 м*м

Высота помещения 2,7 м

2,7=2+0,7

2-0,16

3-0,9

∆₁ =3-2=1

∆₂ = 0,09-0,16=-0,07

∆ = -0,07/1=-0,07

V₁=0,16+0,7*(-0,07)=0,111

9) К_о – коэффициент, учитывающий проникание в помещение вторичного излучения.

К_о = 0,15*а

а = S_o/S_п

S_o – площадь оконных и дверных проемов

S_n – площадь пола укрытия

S_o=28м²

S_п=22*23=506 м²

а=28/506=0,055

К_о=0,15*0,055=0,008

10) К_м – коэффициент, учитывающий снижение дозы радиации в зданиях, расположенных в районе застройки, от экранирующего действия соседних строений.

Ширина 40 м

К_м=0,8

11)К_ш – коэффициент, зависящий от ширины здания

Размер здания 22*23 м*м

22=18+4

18 – 0,38

48 – 0,5

∆₁ =48-18=30

∆₂ = 0,5- 0,38=0,12

∆ =0,12/30=0,004

К_ш =0,38+4*0,004=0,396

12) Рассчитаем коэффициент К_з для помещений укрытий в одноэтажных зданиях.

К_з = (37)

Так как К_з = 29,627 и он меньше 50, то здание не соответствует нормативным требованиям и не может быть использовано в качестве противорадиационного укрытия. С целью дополнительного повышения защитных свойств здания необходимо провести мероприятия, предусмотренные пунктом 2.56 СНиП:

1) укладка мешков с грунтом у наружных стен здания;

2) уменьшение площади оконных проемов;

3) укладка дополнительного слоя грунта на перекрытия.

Дополнительные расчеты

Таблица 2

Сечение здания	Вес 1 м2 конструкции кгс/ м2	αстен = Sокон/Sстен	1- αстен	Приведенный вес, Gпр, кгс/м2	Суммарный вес против углов Gα, кгс/м2
А-А (вн)		(8-1,6)/59,4 =0,12	0,88		α4
Б-Б		-	-	-	3062,17 α2
В-В		4/59,4=0,07	0,93	221,34
Г-Г		18/59,4=0,30	0,70	332,5
Д-Д		26/59,4=0,44	0,56	133,28
Е-Е		24/59,4=0,40	0,60	142,8
Ж-Ж (вн)		(5-1)/59,4 =0,07	0,93	1232,25
1-1 (вн)		(4-0,8)/62,1 =0,05	0,95	1258,75	1691,91 α1
2-2		6/62,1=0,10	0,90	214,2
3-3		5/62,1=0,08	0,92	218,96
4-4		6/62,1=0,10	0,90	214,2	1515,54 α3
5-5		20/62,1=0,32	0,68	161,84
6-6 (вн)		(11-2,2)/62,1 =0,14	0,86	1139,5

1) Рассчитываем вес 1 м² грунта, для этого объема массы грунта умножим на ширину мешка в метрах

1700кгс/м² * 0,5 м =850кгс/м²

2) Уменьшаем площадь оконных проемов на 20% и считаем α_ст

4*0.8=3,2 сечение 1-1 α_ст= 0,05

5*0,8=4 сечение Ж-Ж α_ст=0.07

11*0,8=8,8 сечение 6-6 α_ст=0,14

8*0,8=6,4 сечение А-А α_ст=0,12

Рассчитываем суммарный вес против углов:

G α₁ = 1258,75+214,2+218,96=1691,91 кгс/м²

G α₂ = 221,34+332,5+133,28+142,8+1232,25=3062,17 кгс/м²

G α₃ = 214,2+161,84+1139,5=1515,54 кгс/м²

G α₄ = 1166 кгс/м²

3) Рассчитываем коэффициент К₁: в данном случае число углов с суммарным весом менее 1000 равняется нулю.

К₁=

4) Для расчета К_ст выбираем наименьший из суммарных весов

G α4=1166=1100+66

1100 – 2000

1200 – 4000

∆₁=1200-1100=100

∆₂=4000-2000= 2000

∆=2000/100=20

149*10=1490

К_ст=2000+66*20=3320

5) На перекрытие укладываем слой грунта толщиной 20 см = 0,2 м

Определяем вес 1 м²

1700*0,2 = 340 кгс/м²

Определяем вес 1 м² грунта и перекрытия и вычислим К_пер:

340+312=652 кгс/м²

652=650+2

650-50

700-70

∆₁=700-650=50

∆₂=70-50=20

∆=20/50=0,4

К_пер=50+0,4*2=50,8

6)V₁ остается прежним - 0,111

7)К_о – коэффициент, учитывающий проникание в помещение вторичного излучения.

К_о = 0,15*а

а = S_o/S_п

S_o = 28*0,8=22,4м²

S_п=506 м²

а=22,4/506=0,0044

К_о=0,15*0,0044=0,0066

К_м = 0,8 (не меняется)

К_ш = 0,396 (не меняется)

8) Рассчитаем коэффициент К_з для помещений укрытий в одноэтажных зданиях.

(37)

Вывод: после проведения комплекса дополнительных мероприятий: укладки мешков с грунтом вдоль внешних стен здания; уменьшения площади оконных проемов; укладки дополнительного слоя грунта на перекрытия, коэффициент защиты стал равен 258,089 (> 50), следовательно, здание соответствует нормативным требованиям и может быть использовано в качестве противорадиационного укрытия.

Заключение

После воздушного взрыва мощностью 5 кт радиус разрушения будет равен 1,918 км и площадь зоны разрушения равна 11,551 км² (рис.1(приложение 1)).

После воздушного взрыва мощностью 5000 кт радиус разрушения будет равен 19,259 км и площадь зоны разрушения равна 1164,65 км² (рис.2(приложение 1)).

После радиационной аварии спад уровня радиации происходит медленнее, чем после взрыва(рис.3 (приложение 1)).

После радиационной аварии величина эквивалентной дозы (D_эквив.) больше, чем после ядерного взрыва.

После проведения комплекса дополнительных мероприятий: укладки мешков с грунтом вдоль внешних стен здания; уменьшения площади оконных проемов; укладки дополнительного слоя грунта на перекрытия, коэффициент защиты стал равен 258,089 (> 50), следовательно, здание соответствует нормативным требованиям и может быть использовано в качестве противорадиационного укрытия.

Список используемой литературы

1. Безопасность жизнедеятельности. Безопасность в чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера: Учеб. пособие/В.А. Акимов, Ю.Л. Воробьев, М.И. Фалеев и др. Изд. 2-е, перераб. – М.: Высш. Шк., 2007. – 592 с.: ил.

2. СНиП 11-11-77. Защитные сооружения гражданской обороны/Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1987. – 60 с.

3. Безопасность жизнедеятельности. Учебник для вузов/С.В. Белов., А.В. Ильинская, А.Ф. Кузьяков и др.; под общ. ред. С.В. Белова. – 5-е изд., испр. и доп. – М.: Высшая школа, 2005.