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 t_н t_к 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 (t_изм).

4. Находим время взрыва:

t_взр = t₂ – t_изм. (5)

5. По табл. 3 определяем коэффициент пересчета К на время t_изм.

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:

Х_в = 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 Х_в, бэр (8)

4. Эквивалентная доза облучения в производственных помещениях, полученная людьми, рассчитывается по формуле:

Н_П = Н/К_ОСЛ , бэр (9)

Значение коэффициента ослабления дозы радиации (К_ОСЛ), 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, Х_ЗАД; коэффициент ослабления радиации зданиями, сооружениями, транспортными средствами и др., К_ОСЛ.

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 Н_зад = 0,96Х_ЗАД и коэффициент К_осл 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 (К_ОСЛ =1 – для открытой местности);

· ранее полученная эквивалентная доза Н_РП (из таблицы 6);

· время, прошедшее после предыдущего облучения, в неделях (из таблицы 6);

· остаточная эквивалентная доза Н_ОСТ, 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 (Н_РП), то какие радиационные потери могут быть при выполнении ими работ на открытой местности (К_ОСЛ = 1)?

1. По табл..8 определяем % остаточной эквивалентной дозы от ранее полученной, в зависимости от времени прошедшего после первого облучения (недели). Значения Н_рп и времени прошедшего после облучения указаны в исходных данных (таблица 6).

Н_ОСТ = (12)

2. Определяем суммарную эквивалентную дозу Н_å

Н_å = Н + Н_ОСТ ,(13)

где значение Н берем по результатам решения задачи № 2.

3. По табл. 9 по значению Н_åв столбце "всего пораженных"находим %ВП людей от всех облученных. Конкретное количество пораженных (потерявших трудоспособность) людей N_ПТ находят по формуле:

N_ПТ = , чел (14)

где N_ЧЕЛ 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 Н_å разделить на К_ОСЛ 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