Оценка радиационной обстановки
Приведение уровней радиации к одному времени после ядерного взрыва.
При решении задач по оценке радиационной обстановки обычно приводят уровни радиации на 1 час после взрыва. При этом могут встретиться два варианта: когда время взрыва известно и когда время неизвестно.
Когда время взрыва известно, уровень радиации определяют по формуле (1), где to = 1 час. Значение коэффициента Кt для пересчёта уровней радиации на различное время t после взрыва приведены в таблице №1.
Пример.
В 11 часов 20 минут уровень радиации на территории объекта составлял 5,3 Р/ч. Определить уровень радиации на 1 час после взрыва, если ядерный удар нанесён в 8 часов 20 минут.
Решение.
1. Определяем разность между временем замера уровня радиации и временем ядерного взрыва. Она равна 3 часам.
2. По таблице № 1 коэффициент для пересчёта уровней радиации через 3 часа после взрыва.
К3 = 0,267
3. Определяем по формуле (1) уровень радиации на 1 час после взрыва. Составляем соотношение:
Р/ч
P1 = 19,8 Р/ч.
Не установленное разведкой время взрыва можно определить по скорости спада уровня радиации. Для этого в какой-либо точке на территории объекта измеряют дважды уровень радиации. По результатам двух измерений уровней радиации через определённый интервал времени, используя зависимость (1), можно рассчитать время, прошедшее после взрыва.
По этим данным составляют таблицы, по которым определяют время, прошедшее после взрыва до первого или второго измерения.
Пример.
В районе нахождения разведывательного звена были измерены уровни радиации:
в 10 часов 30 минут P1 = 50 Р/ч,
в 11 часов 30 минут P2 = 30 Р/ч.
Определить время взрыва.
Решение.
1. Интервал между измерениями 1 час.
2. Для отношения уровней радиации P2/P1 = 30/50 = 0,6 и интервала между измерениями 60 минут по таблице № 2 находим время с момента взрыва до второго измерения. Оно равно 3 часам. Следовательно, взрыв был осуществлён в 8 часов 30 минут.
Определение возможных экспозиционных доз излучения.
Определение возможных экспозиционных доз излучения при действиях на местности, заражённой радиоактивными веществами. Для расчётов нужны сведения об уровнях радиации, продолжительности нахождения людей на зараженной местности и степени защищённости. Степень защищенности характеризуется коэффициентом ослабления экспозиционной дозы радиации Косл., значение которого для зданий и транспортных средств приведены в таблице №3 и могут быть рассчитаны по формуле:
(2)
где:
К –коэффициент ослабления одного защитного слоя;
Косл.– общий коэффициент защиты, состоящий из n-го количества слоёв различных материалов;
h – толщина слоя материала, см.;
dпол. – толщина слоя материала, ослабляющего излучение в два раза, см.
Экспозиционная доза радиации Д за время от t1 до t2 определяется зависимостью:
учитывая, что
получим
подставив значения ,
находим Д = 5P1t1– 5P1t1 (3)
Экспозиционная доза гамма-излучения Д¥, полученная за промежуток времени от t1 до полного распада радиоактивного вещества, когда P2®0, равна Д¥ = 5P1t1.
В штабах ГО имеются таблицы, по которым по уровню радиации, времени после взрыва и времени пребывания определяется экспозиционная доза излучения. В таблице № 4 приведены экспозиционные дозы излучения только для уровня радиации 100 Р/ч на 1 час после взрыва.
На практике для вычисления экспозиционных доз радиации часто используют упрощённые формулы:
(4)
Здесь
где:
Pн и Pк – уровни радиации в начале и конце излучения соответственно;
Т – время пребывания на заражённой местности.
Пример.
Рабочие прибыли в цех, расположенный в одноэтажном здании через 2 часа после взрыва. Уровень радиации на территории объекта через 1 час после взрыва составлял
P1 = 200 Р/ч. Определить экспозиционную дозу излучения которую получат рабочие в цехе, если работа продолжится 4 часа.
Решение.
1. По формуле (1) и таблице (1) определяем уровень радиации через 2 и 6 часов после взрыва (в начале и конце работы).
P2 = P1×K2 = 200×0,435 = 87 Р/ч
P6= P1×K6 = 200×0,116 = 23,2 Р/ч
2. По формуле (3) вычисляем экспозиционную дозу излучения на открытой местности (Косл.= 1),полученную за время пребывания от 2 до 6 часов после взрыва.
Д = 5P2t2–5P6t6 = 5×87×2 – 5×23,2×6 = 174 р.
3. Для определения экспозиционной дозы, которую получат рабочие за 4 часа пребывания в одноэтажном производственном здании, необходимо найденную экспозиционную дозу для открытой местности разделить на коэффициент ослабления
Косл.= 7.
Д = 174/7 = 24,8р.
Решаем эту же задачу с помощью таблицы экспозиционных доз облучения для уровня радиации 100 Р/ч на 1 час после взрыва (таблица №4).
1. На пересечении вертикальной колонки “ Время начала облучения с момента взрыва, ч.” (2 ч.) и горизонтальной колонки ” Время пребывания “ (4 ч.) находим экспозиционную дозу для открытой местности.
Д = 85,8 Р.
2 При уровне радиации 200 Р/ч эта доза будет в 2 раза больше.
Д = 85,8×2 = 171,6 Р
3. Экспозиционная доза для одноэтажного производственного здания.
Д = 140,58/7 = 24,5 Р
где: 7 – коэффициент ослабления для одноэтажного производственного здания.
Решаем эту же задачу с помощью упрощённых формул.
;
Очевидно, результаты расчётов по формуле (4) могут давать существенную ошибку в сторону завышения экспозиционной дозы излучения.
Пример.
Грузчики начали работать на ж.д. платформах Косл= 1,5 через 3 часа после взрыва. Уровень радиации на территории разгрузочной станции в это время составлял 30 Р/ч.
Определить допустимую продолжительность пребывания рабочих, если им установлена экспозиционная доза излучения 40 Р/ч.
Решение.
1. Рассчитываем соотношение.
2. По таблице 5 находим допустимое время, оно равно 3 часам 13 минутам.
Пример.
На территории объекта уровень радиации на 1 час после взрыва составлял 135 Р/ч.
Определить время начала СиДНР, количество смен и продолжительность работы каждой смены, если известно, что первая смена должна работать не менее Т = 2 часов, а на проведение всех работ потребуется 12 часов. Экспозиционная доза излучения на первые сутки установлена Дзад = 50 р.
Решение.
1. Вычислим среднее значение уровня радиации на время проведения работ первой сменой.
Pср = Дзад / Т = 50/2 = 25 Р/ч
2. Определяем
3. Для Кср = Кt = 0,187 по таблице № 1 находим tср = 4 часа.
4. Время начала работ первой смены.
tн = tср – T/2 = 4– 2/2 = 3 часа.
5.5. Уровни радиации на начало (tн = 3 часа) и окончание (tк = 15 часов) работ равны:
P3= 135 ×0,267 = 36 Р/ч
P15= 135×0,039= 5,3 Р/ч
5.6. Суммарная экспозиционная доза по формуле 3:
Д = 5P1t1–5P2t2 = 5×36×3– 5×5,3×15 = 142,5 р.
5.7. При заданной экспозиционной дозе потребуется 3 смены.
Смена.
Проводит работы в течение 2 часов с 3 часов до 5 часов.
Смена.
Начинает работы через 5 часов после взрыва при уровне радиации
P5 = 135×0,145 = 19,6 Р/ч.
Продолжительность смены находим из таблицы №5 при отношении
Дзад/P5 =50/19,6 = 2,5 и времени начала работ 5 часов T = 3 часа 28 минут.
Смена.
Начинает работы через 8 часов 30минут после взрыва при уровне радиации
P8,5= 135 × 0,077 = 10,3 Р/ч
и оканчивает через 15 часов после взрыва при уровне радиации P15 = 5,3 Р/ч. За это время личный состав смены получит экспозиционную дозу излучения
Д = 5P1t1–5P2t2 = 5×10,3×8,5 – 5×5,3×15 = 40 Р.
Пример.
Спасательной команде ГО предстоит преодолеть заражённый участок местности при выдвижении к очагу поражения. Уровни радиации на 1 час после взрыва на маршруте движения составили:
в точке № 1 – 40 Р/ч,
в точке № 2 – 90 Р/ч,
в точке № 3 – 160 Р/ч,
в точке № 4 – 100 Р/ч,
в точке № 5 – 50 Р/ч.
Определить допустимое время начала преодоления заражённого участка при условии, что экспозиционная доза излучения за время преодоления не превысит 6 Р. Преодоление участка будет осуществляться на автомашине (Косл=2) со скоростью 30 км/ч. Длина маршрута 15 км.
Решение.
Определяем средний уровень радиации:
Р/ч
При продолжительности движения через заражённый участок в течение Т=0,5 ч (15/30) личный состав команды получит экспозиционную дозу излучения:
Р
Коэффициент пересчёта уровней радиации пропорционален измен изменению уровню радиации во время после взрыва, а следовательно, и изменению экспозиционной дозы излучения. Поэтому личный состав получит экспозиционную дозу излучения 6 Р, когда:
Кt = Дзад /Д = 6/22 = 0,27
Коэффициент Кt=0,27 (табл. 1) соответствует времени, прошедшему после взрыва – 3 ч. Таким образом, личный состав отряда может преодолевать участок через 3 часа после взрыва. Это время с момента взрыва до пересечения формированием середины участка заражения. Весь путь займёт 0, ч, следовательно, формирование пройдёт весь участок заражения за время после взрыва в период от 2 ч 45 мин до 3 ч 15 мин.
Пример.
Расчётами было определено, что при действии команды в очаге поражения, в зоне радиоактивного заражения в течение 4 суток личный состав получил дозу 125 Р.
Определить возможные радиационные потери личного состава.
Решение.
По табл. 7 определяем, что при однократном облучении дозой 125 Р возможен выход из строя 10% личного состава (при этом половина людей выйдет из строя сразу после набора дозы, а вторая половина – в течении 1÷2 недель равными долями).
Задания к самостоятельной работе.
Для усвоения пройденного материала решите следующие задачи:
Задача №1.
В 18 часов уровень радиации на территории объекта составил Рt (Р/ч). Определить уровень радиации на 1 час после взрыва, если ядерный удар нанесён во время to (ч).
| Вариант | Уровень радиации Рt, Р/ч | Время to, ч |
Задача №2.
На территории объекта были измерены уровни радиации:
- в 13 часов 30 минут уровень радиации составил P1 (Р/ч);
- в 14 часов 30 минут уровень радиации составил P1 (Р/ч).
Определить время взрыва.
| Вариант | P1, Р/ч | P2, Р/ч |
Задача №3.
Рабочие прибыли из укрытия в административное здание через время t (ч) после взрыва. Уровень радиации на территории объекта через 1 час после взрыва составлял P (Р/ч). Определить экспозиционную дозу излучения, которую получат рабочие, если работа продолжается время Δt (ч). Решить тремя способами.
| Вариант | Время после взрыва t, ч | Уровень радиации P, Р/ч | Продолжительность работы Δt, ч |
Задача № 4.
Рабочие начали восстановительные работы в цехе через время t (ч) после взрыва. Уровень радиации на территории цеха в это время составлял P (Р/ч). Определить, пользуясь таблицей № 5, допустимую продолжительность пребывания рабочих, если им установлена экспозиционная доза излучения Д (Р).
| Вариант | Время после взрыва t, ч | Уровень радиации P, Р/ч | Экспозиционная доза излучения Д, Р |
| 0,5 | |||
Задача №5.
На территории объекта уровень радиации на 1 час после взрыва составлял P (Р/ч). Определить время начала СиДНР, количество смен и продолжительность работы каждой смены, если известно, что первая смена должна работать не менее 2 часов, а на проведение всех работ потребуется t (ч). Экспозиционная доза излучения на первые сутки установлена Дзад :
| Вариант | Уровень радиации P, Р/ч | Время проведения работ t, ч | Экспозиционная доза излучения Дзад, Р |
| 12,5 | |||
| 9,5 | |||
Задача №6.
Формированию ГО предстоит преодолеть заражённый участок местности при выдвижении к очагу поражения. Уровни радиации на 1 час после взрыва на маршруте движения составили Рi (Р/ч). Определить допустимое время начала преодоления заражённого участка при условии, что экспозиционная доза излучения за время преодоления не превышает Д (Р). Преодоление участка будет осуществляться на автомашине со скоростью V (км/ч). Длина маршрута S (км).
| Вариант | P1 (точ.№1), Р/ч | P2 (точ.№2), Р/ч | P3 (точ.№3), Р/ч | P4 (точ.№4), Р/ч | P5 (точ.№5), Р/ч | P6 (точ.№6), Р/ч | Д, Р | V, км/ч | S, км |
| – | |||||||||
| – | |||||||||
| – | |||||||||
| – | |||||||||
| – | |||||||||
| – | – | – | |||||||
| – | |||||||||
| – |
Задача №7.
Расчётами определено, что при действии в зоне радиоактивного заражения в течение N суток личный состав получил дозу Д . Определить возможные радиационные потери личного состава.
| Вариант | N, сут. | Д, Р |
Приложения.
Таблица №1
Значения коэффициента Кt для пересчёта уровней радиации на различное время после взрыва.
| t , ч. | Кt | t , ч. | Кt | t , ч. | Кt |
| 0,5 | 2,3 | 0,072 | 0,031 | ||
| 0,063 | 0,027 | ||||
| 0,435 | 0,056 | 0,024 | |||
| 0,267 | 0,051 | 0,022 | |||
| 0,189 | 0,046 | 0,020 | |||
| 0,145 | 0,042 | 0,018 | |||
| 0,116 | 0,039 | 0,015 | |||
| 0,097 | 0,036 | 0,013 | |||
| 0,082 | 0,033 | 0,01 |
Таблица №2
Время, прошедшее после взрыва до первого
или второго измерения уровня радиации.
| Отношение уровня радиации при втором измерении к уровню радиации при первом измерении P2/P1 | Время между измерениями, минут. | ||
| Время, прошедшее после взрыва до второго измерения уровней радиации | |||
| 0,9 | 3 ч 00 мин | 6 ч 00 мин | 12 ч 00 мин |
| 0,8 | 1 ч 30 мин | 3 ч 00 мин | 6 ч 00 мин |
| 0,7 | 1 ч 00 мин | 2 ч 00 мин | 4 ч 00 мин |
| 0,6 | 0 ч 45 мин | 1 ч 30 мин | 3 ч 00 мин |
| 0,5 | 0 ч 35 мин | 1 ч 10 мин | 2 ч 20 мин |
| 0,4 | – | 0 ч 55 мин | 1 ч 50 мин |
| 0,3 | – | – | 1 ч 35 мин |
| 0,2 | – | – | 1 ч 20 мин |
Таблица №3
Коэффициенты ослабления экспозиционной дозы облучения различными факторами.
| Наименование укрытий и транспортных средств | Косл. |
| Открытое расположение на местности | |
| Транспортные средства | |
| Автомобили и автобусы | |
| Железнодорожные платформы | 1,5 |
| Крытые вагоны | |
| Пассажирские вагоны, локомотивы | |
| Жилые каменные дома | |
| Одноэтажные | |
| Подвал | |
| Двухэтажные | |
| Подвал | |
| Трёхэтажные | |
| Подвал | |
| Пятиэтажные | |
| Подвал | |
| Промышленные одноэтажные здания | |
| Производственные одноэтажные здания (цеха) | |
| Производственные и административные трёхэтажные здания | |
| Жилые деревянные дома | |
| Одноэтажные | |
| Подвал | |
| Двухэтажные | |
| Подвал | |
| В среднем для городского населения | |
| В среднем для сельского населения |
Таблица№4
Экспозиционные дозы облучения для уровня радиации 100 Р/ч на 1 час после взрыва.
| Время начала облучения с момента взрыва t, ч. | Время пребывания | ||||||||
| Экспозиционные дозы излучения Д получаемые на открытой местности при уровне радиации 100 Р/ч на 1час после взрыва. | |||||||||
| 0,5 | |||||||||
| 64,8 | 98,8 | ||||||||
| 34,0 | 56,4 | 72,8 | 85,8 | ||||||
| 16,4 | 29,4 | 40,2 | 49,2 | 63,4 | 74,7 | 83,8 | 91,6 | ||
| 10,6 | 19,4 | 27,0 | 33,8 | 45,0 | 54,2 | 62,0 | 68,7 | 96,6 | |
| 7,7 | 14,4 | 20,4 | 25,6 | 34,8 | 42,6 | 49,3 | 55,1 | 80,5 | |
| 6,0 | 11,2 | 16,0 | 20,4 | 28,2 | 34,9 | 40,7 | 46,0 | 69,8 | |
| 4,8 | 9,2 | 13,2 | 17,0 | 23,7 | 29,5 | 34,8 | 39,6 | 60,8 | |
| 2,2 | 4,3 | 6,3 | 8,3 | 12,0 | 15,8 | 18,5 | 21,4 | 35,1 |
Таблица № 5
Допустимое время пребывания на заражённой местности.
| Время, прошедшее с момента взрыва до начала облучения | |||||||||||||
| 0,5 | |||||||||||||
| Допустимое время пребывания на местности, заражённой РВ, ч. – мин. | |||||||||||||
| 0,2 | 0-15 | 0-14 | 0-13 | 0-12 | 0-12 | 0-12 | 0-12 | 0-12 | 0-12 | 0-12 | 0-12 | 0-12 | 0-12 |
| 0,3 | 0-22 | 0-22 | 0-20 | 0-19 | 0-19 | 0-19 | 0-19 | 0-18 | 0-18 | 0-18 | 0-18 | 0-18 | 0-18 |
| 0,4 | 0-42 | 0-31 | 0-26 | 0-26 | 0-25 | 0-25 | 0-25 | 0-25 | 0-25 | 0-25 | 0-25 | 0-24 | 0-24 |
| 0,5 | 1-26 | 0-42 | 0-35 | 0-34 | 0-32 | 0-32 | 0-32 | 0-31 | 0-31 | 0-31 | 0-31 | 0-31 | 0-30 |
| 0,6 | 2-05 | 0-54 | 0-44 | 0-41 | 0-39 | 0-39 | 0-38 | 0-38 | 0-37 | 0-37 | 0-37 | 0-37 | 0-37 |
| 0,7 | 2-56 | 1-08 | 0-52 | 0-49 | 0-47 | 0-46 | 0-45 | 0-45 | 0-44 | 0-44 | 0-44 | 0-44 | 0-43 |
| 0,8 | 4-09 | 1-23 | 1-02 | 0-57 | 0-54 | 0-53 | 0-52 | 0-51 | 0-51 | 0-51 | 0-50 | 0-50 | 0-49 |
| 0,9 | 5-56 | 1-42 | 1-12 | 1-05 | 1-02 | 1-00 | 0-59 | 0-58 | 0-57 | 0-57 | 0-57 | 0-57 | 0-55 |
| 1,0 | Без ограничений | 2-03 | 1-23 | 1-14 | 1-10 | 1-08 | 1-06 | 1-05 | 1-05 | 1-04 | 1-04 | 1-03 | 1-02 |
| 2,0 | 11-52 | 4-06 | 3-13 | 2-46 | 2-35 | 2-29 | 2-24 | 2-20 | 2-18 | 2-16 | 2-13 | 2-06 | |
| 2,5 | 31-00 | 6-26 | 4-28 | 3-48 | 3-28 | 3-16 | 3-08 | 3-03 | 2-59 | 2-55 | 2-51 | 2-40 | |
| 3,0 | Без ограничений | 9-54 | 6-09 | 5-01 | 4-28 | 4-10 | 3-58 | 3-49 | 3-43 | 3-38 | 3-30 | 3-14 | |
| 4,0 | 23-43 | 11-05 | 8-12 | 6-57 | 6-16 | 5-50 | 5-33 | 5-19 | 5-10 | 4-58 | 4-25 | ||
| 6,0 | 93-19 | 35-35 | 19-48 | 14-43 | 12-19 | 10-55 | 10-02 | 9-24 | 8-57 | 8-19 | 7-08 | ||
| 10,0 | – | – | 124-0 | 59-18 | 39-34 | 30-39 | 25-42 | 22-35 | 21-32 | 17-52 | 13-18 |
Таблица №6
Варианты режимов производственной деятельности для объектов, имеющих защитные сооружения с коэффициентом ослабления радиации К1=25÷50 и К2≥1000
| Уровень радиации на 1 ч после взрыва, Р/ч | Характеристика режима | Общая продолжительность соблюдения режима, сутки | |||||
| Время непрерывного пребывания людей в защитных сооружениях, ч | Продолжительность работы объекта с использованием защитных сооружений, ч | Продолжительность режима с ограниченным пребыванием на открытой местности (до 2 ч в сутки), ч | |||||
| К1=25÷50 | К2≥1000 | К1=25÷50 | К2≥1000 | К1=25÷50 | К2≥1000 | К1 – К2 | |
| до 3 ч | можно не использовать | до 10 ч | |||||
| 1,5 | |||||||
| Защита не обеспечивается | Защита не обеспечивается | Защита не обеспечивается | Защита не обеспечивается |
ЕДИНИЦЫ РАДИОАКТИВНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ
| Внутрисистемные единицы | Единицы в международной системе единиц (СИ) |
| Рентген – единица экспозиционной дозы рентгеновского или гамма излучения. Это доза, действием которой в 1 см3 сухого воздуха при температуре 00С и давлении 360 мм рт. ст. создается 2 млрд. 80 млн. пар ионов 1P=2.58´10-4 Кл/кг | Кулон на килограмм (Кл/кг) – равен экспозиционной дозе гамма и рентгеновского излучения, при которой сумма электрических зарядов всех ионов, созданных электронами в облучаемом воздухе массой в 1 кг, равна 1 Кл 1Кл= 3876 Р или 3900 Р |
Таблица 7
Возможные радиационные потери рабочих, служащих,
населения и личного состава формирования.
| Продолжительность облучения, сутки | Выход людей из строя при облучении в процентах, при суммарной экспозиционной дозе внешнего облучения Д, Р | ||||||||||
| до 4 | |||||||||||
| до 10 | |||||||||||
| до 20 | |||||||||||
| до 30 |
Примечание: В среднем половина людей выходят из строя сразу после набора дозы,
другая половина – в течение 1-2 недель равными долями.
Оценка радиационной обстановки
в чрезвычайной ситуации
Под оценкой радиационной обстановки понимается решение основных задач по различным вариантам действий формирований, а также производственной деятельности объекта в условиях радиационного заражения, анализу полученных результатов и выбору наиболее целесообразных вариантов действий, при которых исключаются радиационные потери. Оценка радиационной обстановки производится по результатам прогнозирования последствий применения ядерного оружия и по данным радиационной разведки.
Степень опасности и возможное влияние последствий радиационного заражения оценивается путём расчёта экспозиционных доз излучения, с учётом которых определяю:
– возможные радиационные потери;
– допустимая продолжительность пребывания людей на заражённой местности;
– время начала и продолжительность проведения СиДНР на заражённой местности;
– допустимое время начала преодоления зон (участков) радиоактивного заражения;
– режимы защиты рабочих, служащих и производственной деятельности объектов и т.д.
Основные исходные данные для оценки радиационной обстановки:
– время ядерного взрыва, от которого произошло радиоактивное заражение;
– уровни радиации и время их измерения;
– значение коэффициентов ослабления радиации и допустимые дозы излучения;
– поставленная задача и срок её выполнения.
При выполнении расчётов, связанных с выявлением и оценкой радиационной обстановки, использовать аналитические, графические и другие зависимости.
Примечание.
Зная уровень радиации и время, прошедшее после взрыва, можно рассчитать уровень радиации на любое заданное время проведения работ в зоне радиоактивного заражения. Изменение уровня радиации на заражённой местности, в следствие процессов непрерывного распада радиоактивных продуктов, может быть определено по тому же закону, по которому изменяется гамма-активность радиоактивных изотопов:
или (1)
где Pt – уровень радиации (Р/ч) на время t, который надо определить;
Pо – уровень радиации (Р/ч) в момент времени tо;
tо и t – время в часах после взрыва;
– коэффициент для пересчёта уровней радиации на различное время после взрыва.
Решая уравнение (1), находим, что уровень радиации снижается в 10 раз при семикратном увеличении времени. Так, если через 1 ч. после взрыва принять уровень радиации равным 100 Р/ч., то через 7 ч. он составит 10 Р/ч., через 49 ч. – 1 Р/ч. и т. д.. Пользуясь закономерностью спада уровня радиации во времени после взрыва, можно с достаточной точностью решать основные задачи по оценке радиационной обстановки.
Для удобства нанесения обстановки на карту (схему) измеренные уровни радиации, полученные в различных точках заражённой местности в различное время, приводят к одному времени после взрыва.