Выявление и оценка радиационной обстановки на объекте при загрязнении радиоактивными веществами после аварии на атомной электростанции (АЭС).

МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ

Севастопольский национальный технический университет

Выявление и оценка радиационной обстановки на объекте

При загрязнении радиоактивными веществами

после аварии на атомной электростанции (АЭС)

Методические указания

К расчетно-графической работе

по дисциплине “Гражданская защита”

Для студентов всех специальностей

Дневной формы обучения

Севастополь

УДК_________

Выявление и оценка радиационной обстановки на объекте при загрязнении радиоактивными веществами после аварии на атомной электростанции (АЭС).

Методические указания к расчетно-графической работе.

Разработал преподаватель цикла ГО Журавский М.С.

- Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2012г. -24 стр.

Цель методических указаний:

1. Выработать практические навыки при проведении расчетов по оценке радиационной обстановки после аварии на АЭС, загрязнении местности и атмосферы радиоактивными веществами.

2. Уметь оценивать устойчивость работы объекта при радиоактивном загрязнении, разрабатывать мероприятия по защите рабочих и служащих при чрезвычайных ситуациях.

Методические указания рассмотрены и утверждены на заседании цикла гражданской обороны.

Протокол № ______ от_________ 2012 г

Рецензент:ст. преподаватель цикла ГО Зубарев В.В.

Ответственный за выпуск - ст. преподаватель цикла ГО Зубарев В.В.

Содержание

1. Вводная часть 4

2. Расчетная часть 8

3. Мероприятия по защите рабочих и служащих 12

4. Защитные мероприятия по снижению радиационного

воздействия на персонал и население при радиационных

катастрофах 13

5. Библиография 14

6. Справочные таблицы 15

7. Исходные данные23
Вводная часть

Значение ядерной энергетики на современном этапе развития общества неуклонно увеличивается. В настоящее время в мире действует более 440 ядерных реакторов.

Среди потенциально опасных производств особое место занимают радиационно-опасные объекты (РОО). Они представляют собой особую опасность для людей и окружающей среды и требуют постоянного контроля за их работой и защитой.

Особенностью является то, что человек может определить наличие загрязнения среды только специальными приборами.

К радиационно-опасным объектам относятся:

- атомные электростанции (АЭС)

- предприятия по производству и переработке ядерного топлива

- научно-исследовательские и проектные организации, связанные с ядерными реакторами

- ядерные энергетические установки на транспорте.

По количеству реакторов и их суммарной мощности Украина занимает десятое место в мире и пятое место в Европе. Годом рождения украинской атомной энергетики принято считать 1977 г. Тогда был введен в промышленную эксплуатацию первый энергоблок Чернобыльской АЭС с реактором РБМК – 1000 (1000Мвт).

На территории Украины в настоящее время работают 4 АЭС (Запорожская АЭС, Южно-Украинская АЭС, Ровненская АЭС и Хмельницкая АЭС)

В эксплуатации находится 15 ядерных реакторов, из них 13 ВВЭР-1000 2 ВВЭР-440 (нового поколения), которые вырабатывают около 50% электроэнергии в стране.

Для проведения исследовательских работ функционируют 2 ядерных реактора в Киеве и Севастополе. В Украине работают более 8 тысяч предприятий и организаций, которые используют различные радиоактивные вещества, а так же хранят и перерабатывают радиоактивные отходы.

Развитие отечественной ядерной энергетики велось на основе строительства реакторов на тепловых нейтронах, позволяющих использовать в качестве топлива слабообогащенный природный уран (U-238).

К таким реакторам относятся:

- реакторы большой мощности, канальные (РМБК-1000, РМБК-1500), замедлителем в них служит графит, а теплоносителем – кипящая вода, циркулирующая снизу вверх по вертикальным каналам, проходящим через активную зону. Они размещаются в наземной шахте и содержат 192 тонны слабообогащенной двуокиси урана – 238, а под ними находится железобетонный бункер для сбора радиоактивных отходов при работе реактора;

- водо-водяные энергетические реакторы (ВВЭР-440, ВВЭР-1000), в которых вода служит одновременно теплоносителем и замедлителем – наиболее распространены.

Эксплуатация ядерных реакторов сопровождается утечкой радиоактивных веществ, их выбросами во внешнюю среду, что наносит значительный политический, экологический и психологический ущерб всему человечеству. За последнее время в мире было зарегистрировано более 150 крупных аварий на объектах ядерной энергетики. Авария на Чернобыльской АЭС по своим долговременным последствиям явилась крупнейшей катастрофой современности. Были и другие аварии связанные с атомной энергетикой (авария на АЭС Фукусима – Япония в 2011 году).

При халатном обращении с ядерной энергетикой происходят значительные разрушения на объектах хозяйственной деятельности и большие потери среди населения. Этот факт обращает на себя большое внимание общественности и государства. В связи с этим возникает необходимость заблаговременно принимать соответствующие меры по защите населения от последствий чрезвычайных ситуаций на радиационноопасных объектах, обеспечение устойчивой работы объектов хозяйственной деятельности, что составляет суть основных задач гражданской защиты.

При аварии на АЭС с выбросом радионуклидов необходимо быстро выявить радиационную обстановку методом прогнозирования, а затем уточнить ее по данным разведки.

Прогнозирование радиационной обстановки.

При авариях на АЭС выделяются 5 зон радиоактивного загрязнения, которые наносят на карты по направлению ветра на 1 час после аварии (Рис. 1)

Рис. 1 Прогнозируемые зоны радиоактивного загрязнения

Зона радиационной опасности (М) – представляет собой участок загрязненной местности, в пределах которой доза излучения на открытой местности составляет от 5 до 50 рад. в год. На внешней границе этой зоны уровень радиации через 1 час после аварии составляет 0,014 рад/час.

В пределах зоны «М» целесообразно ограничить пребывание людей, не привлекаемых непосредственно к работам по ликвидации последствий радиационной аварии.

Зона умеренного загрязнения (А) – представляет собой участок загрязненной местности, в пределах которой доза излучения может составлять от 50 до 500 рад в год. На внешней границе этой зоны уровень радиации через 1 час после аварии составляет 0,14 рад/час. Действие формирований в зоне «А» необходимо осуществлять в защитной технике с обязательной защитой органов дыхания.

Зона сильного загрязнения (Б) доза излучения составляет от 500 до 1500 рад в год. На внешней границе этой зоны уровень радиации через 1 час после аварии составляет 1,4 рад/час. Действие формирований в зоне «Б» необходимо осуществлять в защитной технике с размещением в защитных сооружениях.

Зона опасного загрязнения (В) доза излучения составляет от 1500 до 5000 рад в год. На внешней границе этой зоны уровень радиации через 1 час после аварии составляет 4,2 рад/час. Действие формирований возможно только в сильно защищенных объектах и технике. Время нахождения в зоне – несколько часов.

Зона чрезвычайно опасного загрязнения (Г) – доза излучения может составлять больше 5000 рад в год. На внешней границе этой зоны уровень радиации через 1 час после аварии составляет 14 рад/час. В зоне нельзя находиться даже кратковременно.

При ликвидации аварии на АЭС должны выполняться основные мероприятия: радиационный и дозиметрический контроль, защита органов дыхания, профилактический прием йодсодержащих препаратов, санитарная обработка людей, дезактивация обмундирования и техники.

Оценка радиационной обстановки при аварии на АЭС сводится к определению методом прогноза доз излучения и выработке оптимальных режимов деятельности людей при нахождении их в прогнозируемой зоне загрязнения.

При расчетах необходимо руководствоваться допустимой дозой облучения, установленной по НРБ-99 для различных категорий населения, оказавшегося в зоне радиоактивного загрязнения при аварии на АЭС.

1. Население, рабочие и служащие, не привлекаемые в мирное время к работе с радиоактивными веществами – 1 мЗв в год (0,1 бэр в год).

2. Население, рабочие и служащие, персонал, привлекаемые в мирное время к работе радиоактивными веществами – 2 мЗв в год (0,2 бэр в год).

3. Рабочие и служащие, постоянно работающие с источниками ионизирующих излучений – 20 мЗв в год (2 бэр в год).

Расчетная часть

Типовая задача по оценке радиационной обстановки

на объекте после аварии на АЭС

Оценить радиационную обстановку на территории объекта и выработать предложения по защите рабочих и служащих, оказавшихся в зоне радиоактивного загрязнения после аварии на АЭС по следующим исходным данным:

- тип реактора РБМК-1000;

- мощность реактора 1000МВт;

- количество аварийных реакторов - n = 1;

- доля выброса радиоактивных веществ в процентах

(выход активности)- h = 50%;

- дата аварии -15.10;

- время аварии - Тав. = 10.00 час;

- начало работы после аварии - Тнач = 2 час;

- продолжительность работы - Траб. = 12 часов;

- коэффициент ослабления мощности дозы - Косл. = 5;

- метеоусловия:

- скорость ветра на высоте 10 м – V₁₀ = 4 м/с;

- направление ветра - в сторону объекта;

- облачность - 4 балла;

- расстояние от объекта до АЭС - Rx = 24 км;

- допустимая доза облучения за время работы - Dyст. = 5 бэр

- обеспеченность убежищами (СИЗ) - 100%

Решение

1. По таблице 1 определяем категорию устойчивости атмосферы, соответствующую погодным условиям и заданному времени суток. По условию: облачность средняя (4б.), скорость приземного ветра V_I0= 4 м/с. Согласно таблицы 1 - категория устойчивости D (изотермия).

2. По таблице 2 определяем среднюю скорость ветра Vcp в слое распространения радиоактивного облака. Согласно таблицы 2 для категории устойчивости D и скорости приземного ветра V₁₀= 4 м/с средняя скорость ветра Vcp = 5 м/с.

3. Для заданного типа ЯЭР (РБМК-1000), по категории устойчивости, средней скорости ветра и доли выброса РВ (таблицы 3,4,5,6) определяем требуемую таблицу, а в ней размеры прогнозируемых зон загрязнения местности и наносим их в виде правильных эллипсов. Для нашего примера это таблица 4.

	М L = 583 км. A L = 191 км. Б L = 47,1 км В L = 23,7 км

Рис. 2. Зоны радиоактивного загрязнения.

4. Исходя из заданного расстояния от объекта (Rx = 24 км.) до аварийного реактора с учетом образующихся зон загрязнения устанавливаем, что объект оказался на внутренней границе зоны «Б».

5. По таблице 7 определяем время начала формирования следа радиоактивного загрязнения (t_ф) после аварии (время начала выпадения радиоактивных осадков на территории объекта).

Для Rx=24 км., категории устойчивости D и средней скорости ветра Vcp - 5 м/с, t_ф - 1,2 часа. Следовательно, объект через t_ф = 1,2 часа после аварии окажется в зоне загрязнения, что потребует дополнительных мер по защите рабочих и служащих.

6. Используя таблицы 8, 9, 10, 11 для загрязнения с учетом времени начала работы после аварии (Тнач=?) и продолжительности работы (Траб=?) определяем дозу облучения, которую получают рабочие и служащие объекта при открытом расположении в середине зоны. Для нашего примера это таблица 10, (Тнач=2ч) и (Траб=12ч). На пересечении этих значений находим, что Дзоны =17,1 бэр. Расчет дозы с учетом внешней или внутренней границы производим по одной из формул:

Для объектов расположенных на внутренней границе зоны:

(1)

Для объектов расположенных на внешней границы зоны:

(2)

Кзоны выбираем из примечания к каждой зоне (М, А, Б, В). (Таблицы 8, 9, 10, 11).

Если объект находится в середине зоны, то Кзоны = 1.

Для нашего примера:

Косл = 5 (по исходным данным).

Кзоны = 1,7 (примечание к таблице 10).

Дзоны =17,1 бэр (таблица 10)

Расчет показывает, что рабочие и служащие объекта за 12 часов работы в зоне «Б» могут получить дозу 5,8 бэр, которая является выше установленной по исходным данным (Дуст = 5 бэр).

7. Для нашего примера используя данные таблицы 10 и формулу (1) определим допустимое время работы рабочих и служащих объекта после аварии на АЭС при условии получения дозы облучения не более Дуст=5 бэр. Для этого определим Д’зоны - коэффициент, учитывающий дозу зоны с учетом установленной:

Для объектов расположенных на внутренней границе зоны:

(3)

Для объектов расположенных на внешней границе зоны:

(4)

Для нашего примера