Главная Коллекция "Revolution" Безопасность жизнедеятельности и охрана труда Оценка радиационной обстановки при авариях на радиационно-опасных объектах

Оценка радиационной обстановки при авариях на радиационно-опасных объектах

Изучение единиц измерения радиоактивности, устройства и принципов работы АЭС. Расчет параметров химического заражения, характеризующих химическую обстановку при аварии на химически опасном объекте. Определение количества людей, подлежащих эвакуации.

Рубрика Безопасность жизнедеятельности и охрана труда
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 06.05.2015
Размер файла 68,0 K
рефераты на заказ со скидкой

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Тема: Оценка радиационной обстановки при авариях на радиационно-опасных объектах

Цель: изучить единицы измерения радиоактивности, устройство и принцип работы АЭС, научиться оценивать радиационную обстановку.

Вопросы:

1. Радиационно-опасные объекты. Принцип действия АЭС.

2. Единицы измерения радиоактивности.

3. Оценка радиационной обстановки при авариях на АЭС и радиационно-опасных объектах.

К радиационно-опасным объектам (РОО) относят атомные электростанции (АЭС), атомные станции теплоснабжения (АСТ), атомные теплоцентрали, предприятия радиохимической промышленности, объекты по переработке и захоронению радиоактивных отходов и др. При авариях на РОО в СНГ в зоне возможного радиоактивного заражения окажется территория с населением 60 млн. человек.

Объекты атомной энергетики относятся к наиболее радиационно-опасным объектам.

Для выработки электроэнергии в СНГ используют два типа ядерных энергетических реакторов (ЯЭР):

ВВЭР - водо-водяной энергетический реактор мощностью 440 и 1000 МВт;

РБМК - реактор большой многоканальной мощности (1000 и 1500 МВт).

Источник получения электроэнергии - управляемая реакция деления урана-235.

Принцип работы АЭС

Рис. 16.1 Принципиальная схема АЭС

Рассмотрим основные принципы работы АЭС.

Источником энергии является атомный реактор 1, снабженный экраном биологической защиты (бетон, сталь, полиэтилен, вода). В качестве замедлителя нейтронов в ЯЭР используются графитовые стержни 2 (реактор РБМК) или тяжелая вода (ВВЭР). Тепловая энергия, вырабатываемая реактором, передается через теплоноситель (расплав калия) парогенератору 3, в котором теплоноситель отдает тепло воде, превращая ее в пар. Перегретый пар вращает турбину 4, к которой присоединен генератор переменного тока 5. Обработанный пар поступает из генератора в конденсатор 6, а затем при помощи циркулярного насоса 7 обратно в парогенератор. Регулирование процесса осуществляется при помощи управляемых стержней 8.

Количество радиоактивного вещества оценивается его активностью (А).

Активность радиоактивного вещества - это число радиоактивных распадов ядер атомов в единицу времени. Системной единицей активности является Беккерель (Бк):

1 Бк - 1 распад в секунду - 2.7*10-11 Кu.

Внесистемной единицей активности является Кюри (Кu).

Кюри - это такое количество радиоактивного вещества, в котором происходит 37 миллиардов распадов ядер атомов в 1 секунду:

1 Ки = 3.7*10 распадов в секунду = 3.7*1010 Бк.

Активность вещества, отнесенная к единице массы или объема, называется удельной активностью и выражается в Бк/кг, Бк/м3, Ки/кг, Ки/л.

Активность вещества, отнесенная к единице поверхности, называется плотностью заражения и выражается в Бк/см2, Ки/км2.

Ионизирующая (разрушающая) способность радиоактивных излучений характеризуется дозой - энергией, передаваемой излучением облучаемой массе вещества. Различают экспозиционную (Дэксп) и поглощенную дозы излучения (Д0).

Экспозиционная доза излучения - это количественная характеристика гамма-излучения, выражаемая суммарным электрическим зарядом ионов одного знака, образованных в единице объема воздуха. Единицей экспозиционной дозы в системе СИ является кулон на килограмм (Кл/кг).

Кулон на килограмм - это экспозиционная доза рентгеновского или гамма-излучения, при которой в 1 кг сухого воздуха образуются ионы, несущие заряд 1 Кл электричества каждого знака.

1 Кл/кг = 3876 Р.

Внесистемной единицей экспозиционной дозы гамма-излучения является Рентген (Р).

Рентген - это доза гамма-излучения, при котором в 1 см3 сухого воздуха при 0 градусов и 760 мм рт. ст. образуется 2 миллиарда пар ионов, каждый из которых несет заряд равный заряду электрона.

.

Производные Рентгена:

мР = 10-3 Р (миллиРентген);

мкР = 10-6 Р (микроРентген);

1 Кu/км2 = 10 мкР/час.

Дозе 1 Рентген соответствует поглощение 1 граммом воздуха 83 эргов энергии, а 1 граммом биологической ткани - 93 эргов.

Мощность экспозиционной дозы - это экспозиционная доза излучения, отнесенная к единице времени.

Единица измерения (Дэксп) в системе СИ является кулон на килограмм в секунду:

1 Кл/(кг*с) = 3876 Р/с.

Несистемной единицей мощности (Дэксп) является Рентген в час, Рентген в секунду:

1 Р/ч = 7,16*10-8 Кл/(кг/с).

Мощность экспозиционной дозы, измеренная на расстоянии 1 метр от поверхности зараженного объекта, называется уровнем радиации.

Для характеристики воздействия ионизирующих излучений на биологические объекты введено понятие поглощенная доза (Д).

Поглощенная доза - это энергия любого вида излучений, поглощенная 1 граммом вещества.

Единицей поглощенной дозы в системе СИ является Грей (Гр).

Грей - поглощенная доза излучения, при которой вещество массой в 1 кг передается 1 Дж энергии:

1 Гр = 1 Дж/кг = 100 рад = 10000 эргов.

Внесистемной единицей поглощенной дозы является рад.

Рад - поглощенная доза, при которой в вещество массой в 1 грамм передается 100 эргов энергии ионизирующего излучения:

1 рад = 100 эрг/г = 0,01 Гр.

Производные рада:

1 миллирад (мрад) = 10-3 рад;

1 микрорад (мкрад) = 10-6 рад.

Мощность поглощенной дозы - поглощенная доза в единицу времени.

Единица мощности поглощенной дозы в системе СИ - это Грей в секунду:

1 Гр/с = 1 Дж/(кг*с) = 100 рад/с.

Единица мощности поглощенной дозы несистемная - рад в секунду:

1 рад/с = 0,01 Дж/(кг*с) = 0,01 Гр/с.

Единицей эквивалентной дозы в системе СИ является Зиверт (Зв).

Зиверт - это эквивалентная доза любого вида излучений, поглощенная 1 килограммом биологической ткани, создающая такой же биологический эффект, как и поглощенная доза в 1 Грей гамма-излучения:

Внесистемной единицей эквивалентной дозы является бэр.

Бэр - поглощенная доза любого вида излучений, которая при хроническом облучении вызывает такой же биологический эффект, что и 1 рад рентгеновского или гамма-излучения:

.

Радиационная обстановка - это масштабы и степень радиационного заражения местности (РЗМ) и атмосферы, оказывающего воздействие на жизнедеятельность населения и условия проведения спасательных и др. неотложных работ.

Существуют различные методики оценки РО. Мы рассмотрим оценку радиационной обстановки на АЭС.

Оценка радиационной обстановки состоит в определении характеристик радиоактивного заражения местности и приземного слоя атмосферы и влияния их на жизнедеятельность населения.

К характеристикам радиоактивного заражения относятся:

уровни радиации;

дозы внешнего гамма облучения;

дозы внутреннего облучения при ингаляционном поступлении РВ;

доза внешнего облучения при преодолении следа облака;

суммарная доза облучения;

доза облучения щитовидной железы;

плотность заражения местности;

время формирования следа РО облака;

границы зон РЗМ.

Для оценки влияния этих характеристик на жизнедеятельность населения определяют:

возможные потери людей, сельскохозяйственных животных и соответствующие режимы защиты;

допустимое время начала работ на загрязненной территории;

допустимое время пребывания на загрязненной территории.

Оценка радиационной обстановки осуществляется с целью определения влияния РЗ на деятельность объектов экономики и населения, выбора и обоснования оптимальных режимов их деятельности, исключающих или максимально уменьшающих лучевые поражения людей, животных и растений.

Все расчеты, связанные с оценкой РО, выполняются службами противорадиационной и противохимической защиты с привлечением специалистов заинтересованных служб и служб ГЗ.

На основе дозовых пределов, установленных нормами радиационной безопасности (НРБ-99 (СП 2.6.1.758-99)) установлено следующее зонирование на восстановительной стадии радиационной аварии (по мощности дозы):

1 зона -- зона радиационного контроля -- от 1 мЗв до 5 мЗв;

2 зона -- зона ограниченного проживания населения -- от 5 мЗв до 20 мЗв;

3 зона -- зона отселения-- от 20 мЗв до 50 мЗв;

4 зона -- зона отчуждения -- более 50 мЗв.

Кроме того, при обнаружении локальных, радиоактивных загрязнений существуют уровень исследования источника (от 0,01 до 0,3 мЗв/год), при котором требуется выполнить исследование источника с целью уточнения оценки величины годовой эффективной дозы и определения величины дозы, ожидаемой за 70 лет, и уровень вмешательства (более 0,3 мЗв/год), при котором требуется проведение защитных мероприятий с целью ограничения облучения населения. Решение о необходимости таких мероприятий, а также о характере, объеме и очередности последних принимается органами Госсанэпиднадзора.

Решение задачи по оценке радиационной обстановки при аварии на АЭС

Исходные данные: 5 вариант

Lx = 20 км; Ly = 2 км; n = 0.3; Kz =1; Кзагр = 0.17; Кнагр =1; tизм =1час;

СВУВ = изотермия; Vветра = 20 км/час; tаварии = 4,00; Тдоклада (или Тзад) = 9.00; Тэвакуации = 19.30

Задание:

Оценить радиационную обстановку

Решение:

1. По значениям степени вертикальной устойчивости воздуха (СВУВ) и скорости ветра по таблице 16.1 определяем апроксимационные коэффициенты А, B, С.

2. Определяем единый информационный параметр «m1» по формуле:

3. Определяем коэффициент учета изменения «m» в поперечном сечении радиоактивного следа (Ку):

, где ,

где г - коэффициент учета изменения СВУВ для конвекции, равный 0,06;

, где ;

4. Определяем уровень радиации Ризм на время tизм;

Ризм1=m1·Ky·Kz=0,9725*0,1234*1= 0,12 рад/час.

5. Определяем коэффициент учета спада радиоактивности во времени (Кt):

tзад=Тзад-(Тав+tпути)=9-(4+1)=4 часа, где tпути=Lх/ветра;

.

6. Определяем уровень радиации Рзад на заданное время (tзад=4 часа):

Рзад=Ризм1· Kt=0,12*0,6598= 0,0792 рад/ч.

7. Определяем плотность загрязнения местности (Аs):

Аs=Р·Кзагр=0,0792*0,17= 0,0135 Ки/м2.

8. Определяем коэффициент накопления дозы излучения во времени (Кд):

где tn=tаварии + tпути.

9. Определяем дозу излучения на местности на данное время:

Дм=Ризм1·Кд=0,12*7,4266= 0,9012 рад.

10. Определить активность радиоактивных веществ, ингаляционно поступивших в организм (Аинг);

а) по таблице находим соответствующие коэффициенты А, В, С.

б) определяем новый параметр (m2):

;

в) определяем новое значение Ризм2:

Ризм2=m2·Ky·Kz= 0,0234*0,1234= 0,0029 рад/час;

г) определяем коэффициент Кобл:

Кобл=tобл/240=15,5/240=0,0646;

tобл=tэв-tав=19,5-4=15,5 часов;

д) определение Аинг:

Аинг= Ризм2· Кобл· Kz·Кнагр= 0,0029*0,0646*1*1= 0,00017516 Кu.

11. Определяем Динг - ингаляционную поглощенную дозу:

Динг = 3300·Аинг = 3300·0,00017516= 0,5780 рад.

12.Определяем дозу облучения от проходящего облака (Д`обл):

а) по таблице находим новые коэффициенты А, В, С.

б);

в) Ризм3 = m3·Ky·Kz = 2,5476*0,1234*1= 0,3144рад/час;

г) Д`обл = Ризм3·Кобл·Кz = 0,3144*0,0646*1= 0,0203рад.

13. Определяем суммарную дозу облучения (УДобл):

УДобл=Дм+Динг+Д`обл=0,9012+0,5780+0,0203=1,4995рад.

Тема: Оценка химической обстановки при авариях на химически опасных объектах

Цель: рассчитать параметры химического заражения, характеризующие химическую обстановку при аварии на химически опасном объекте (ХОО).

Вопросы:

1.Аварийно химически опасные вещества.

2.Химическая обстановка при аварии на ХОО.

Ядовитые вещества промышленного происхождения, в том числе кислоты и щелочи

Все химически опасные вещества (ГОСТ 22.9.05.-95) подразделяются на отравляющие вещества (ОВ), аварийно химически опасные вещества (АХОВ) (сильнодействующие ядовитые вещества (СДЯВ) по старой терминологии) - это химическое вещество, применяемое в хозяйственных целях, которое при разливе или выбросе, происходящем в результате аварии или разрушении ХОО (химического опасного объекта), может приводить к заражению воздуха с поражающими концентрациями и фитотоксикантами.

В группу АХОВ выделяют вещества, заражающие воздух в опасных концентрациях и способные вызывать массовые поражения людей.

Классифицировать эти вещества можно по физическим и по химическим свойствам.

Основного характера: Кислотного характера:

NH3 (аммиак) - пары кислот

RNH2, R2NH (амины) - ангидриды кислот SO2, NO2 и др.

пиридин и др. - хлорангидриды кислот

- H2S (сероводород)

- Cl (хлор)

- COCl (фосген)

- фенол и др.

Нейтрализаторами веществ основного характера являются вещества кислого характера: - растворы кислот: борной, лимонной, щавелевой; 2-5% раствор HCl и CH3COOH; ацетилсалициловая кислота, аскорбиновая кислота.

Нейтрализаторами веществ кислого характера служат вещества основного характера, а именно: 2-5% раствор гидрокарбоната натрия (NaHCO3 (пищевая сода)), суспензия карбоната кальция (CaCO3 (мел, зубная паста)), (Ca(OH)2) гашеная известь, (K2CO3) зола, мочевина (H2NCONH2 (моча)) и др.

Химические вещества по опасности и токсичности воздействия на организм человека делят на 4 класса в соответствии с ГОСТ 12.1.0007-76, с изменением № 1 от 01.01.82 год:

1. Чрезвычайно опасные (ПДК менее 0,5 г/м3);

2. Высоко опасные (до 5 г/см3);

3. Умеренно опасные (до 50 г/см3);

4. Мало опасные (более 5 г/см3).

Все опасные химические вещества делят на быстро- и медленно действующие. При поражении быстродействующими, картина отравления развивается практически немедленно, а при медленнодействующими - летальный период - несколько часов.

Заражение местности зависит от стойкости химических веществ, определяется температурой кипения вещества. Нестойкие имеют Ткип ниже 130С, стойкие - выше 130С. Нестойкие заражают местность на минуты или десятки минут, а стойкие - от нескольких часов до нескольких месяцев.

Например:

1. Нестойкие быстродействующие - аммиак, угарный газ;

2. Нестойкие медленнодействующие - фосген, азотная кислота;

3. Стойкие быстродействующие - анилин, фосфорно-органические;

4. Стойкие медленно действующие - диоксин, тетраэтилсвинец.

Химическая обстановка складывается в зоне химического заражения, возникающей при аварии на химически опасном объекте (ХОО) или разрушении этого объекта.

Оценить химическую обстановку это значит определить масштаб химического заражения (глубину и площадь зоны заражения), его продолжительность и опасность.

Оценка химической обстановки по данным прогноза

Исходными данными для прогнозирования химической обстановки являются:

1) Тип и общее количество СДЯВ на ХОО, их размещение в емкостях и технологических трубопроводах.

2) Количество СДЯВ, выброшенных в атмосферу (Q0) и характер их разлива па подстилающей поверхности ("свободно", "в поддоне", "в обваловку").

3) Для определения количественных характеристик выброса СДЯВ необходимо определить их эквивалентные значения.

Для определения масштаба (глубина и площадь) заражения при аварии на ХОО прежде всего рассчитывается глубина зоны химического заражения. Полная глубина зоны заражения (Г, кг), обусловленная воздействием первичного и вторичного облака СДЯВ, определяется по формуле:

Г = Г/ + 0,5 · Г//, (5)

где Г//- наименьший;

Г/ наибольший из размеров Г1 и Г2.

Полученное значение Г сравнивается с предельно возможным значением глубины переноса воздушных масс (Гп, км), определяемым по формуле:

Гп = N ·, (6)

где N - время начала аварии, ч;

- скорость переноса переднего фронта зараженного воздуха при данных скорости ветра и степени вертикальной устойчивости воздуха, км/ч.

Сравнивая значения полной глубины зоны заражения Г и предельно возможного значения глубины переноса воздушных масс, Гп для дальнейших расчетов выбирают наименьшее значение.

Исходные данные 5 вариант:

На ХОО произошло разрушение обвалованной емкости со 250 т сероводорода. Высота обваловки 2,0 м. Метеоусловия: инверсия, скорость приземного ветра 1 м/с, температура воздуха 0°С. Плотность населения 2 тыс. чел, на 1 км2. Обеспеченность противогазами 50%. Диаметр= 0,964 г/см3, расчетное время 4 часа.

Задание:

Произвести оценку химической обстановки.

Решение:

Поскольку один из вспомогательных коэффициентов, в частности k6 определяется после нахождения времени поражающего действия (или времени испарения) СДЯВ, (Т, ч), целесообразно начать расчет времени поражающего действия СДЯВ по формуле (10):

,

где h - толщина слоя СДЯВ. при свободном разливе СДЯВ=0,05м d - плотность СДЯВ, г/см3 (см. табл. 17.1),

Вспомогательные коэффициенты:

k2, k7 - (см. табл. 17.1)

k4 - (см. табл. 17.9)

h = (Н - 0,2) м, где Н - высота обваловки.

k7 определяем по табл. 17.1, берем значение по знаменателю, так как стойкость определяется вторичным облаком.

ч.

Время оценки обстановки ограничено 4 часами (т.е. N - 4 часа после аварии). После четырех часов - уже прогноз.

2. Определяем эквивалентное количество вещества по первичному облаку (Qэ1, т) по формуле 3:

Qэ1=k1·k3·k5·k7·Q0,

где Q0 - количество СДЯВ, выброшенное при аварии, т,

k1, k3, k7- вспомогательные коэффициенты (см. табл. 17.1);

k5- вспомогательный коэффициент (см. табл. 17.2).

Qэ1= 0,27*0,036*1*1*250= 2,43 т.

3. Определяем эквивалентное количество вещества по вторичному облаку (Qэ2, т) по формуле 7:

Qэ2 = (1- k1 ) ·k2·k3·k4·k5·k6·k7·.

Значение k6 можно взять и из табл. 17.3:

Qэ2 = (1 - 0,27) · 0,042 · 1· 1 · 1 · 3,03 · 1 · т.

4. По табл. 17.10 для 2,43 т сероводорода (Qэ1) интерполированием находим глубину зоны заражения первичным облаком СДЯВ (Г1, км):

20 т сероводорода...................... 29,56 км

2,43 т сероводорода ……………X км

1 т сероводорода ………………4,75 км

В общем виде:

Г1= Гмин +(Гмакс - Гмин) · (Qэкв1 - Qэкв мин)/(Qэкв макс - Qэкв мин)

В частном виде:

км.

5. Аналогично по табл. 17.10 для 12,0461 т сероводорода (Qэ2) интерполированием находим глубину зоны заражения вторичным облаком СДЯВ Г2 (км):

20 т сероводорода..................... 29,56 км

12,0461 т........................... Х км

1 т сероводорода..................... 4,75 км

км.

6. Определим максимальную полную глубину заражения Г(км) по формуле 9:

Г = Г ' + 0,5 · Г ",

где Г - наибольшая, а Г ' наименьшая величина из размеров Г 'и Г".

Г= 19,1739+0,5*6,6173= 22,4826 км.

7. Определим предельное значение глубины переноса воздушных масс Гп (км) по формуле 6:

Гп = N · ,

где N - время после аварии, ч (в нашем случае N=4 ч),

- скорость переноса переднего фронта облака зараженного воздуха (км/ч) (см. табл. 17.7)

Гп = 4*5= 20 км,

За расчетную глубину заражения принимается 20км, как наименьшая из сравниваемых величин (Г) и (Гп).

8. Нанесение зоны заражения на схему:

а) поскольку скорость приземного ветра равна 1 м/с то угловой размер зоны (см. табл. 17.5) равен 180;

б) при скорости ветра 1 м/с зона заражения имеет вид сектора.

Радиус сектора равен глубине зоны заражения Г. Точка О соответствует источнику заражения. Биссектриса сектора совпадает с осью следа облака и ориентирована по направлению ветра.

9. Определяем площадь зоны возможного заражения Sв (км2) по формуле (7): Sв = 0,00872 · · Г2,

где 0,00872 - расчетный коэффициент.

Г - полная глубина зоны заражения, км.

Sв = 0,00872 · 202 · 180 = 627,84 км2.

10. Определяем площадь зоны фактического заражения Sв (км2) по формуле (8):

Sф = k8 · Г2 ·,

где k8 - коэффициент, зависящий от степени вертикальной устойчивости воздуха (СВУВ) (см. табл. 17.2);

Г - полная глубина зоны заражения, км;

N - время после начала аварии, ч;

Sф = 0,081 · 202 · = 42,7518 км2.

11. Определение числа людей, подлежащих эвакуации.

Количество людей подлежащих эвакуации (Nэ тыс. чел.) определяется по формуле:

Nэ= А · Sв,

где А - плотность населения, тыс. чел/км2;

Sв - площадь зоны возможного заражения, км2.

Nэ = 2 · 627,84= 1255,68 тыс. чел.

радиоактивность заражение авария эвакуация

12. Определение потерь:

а) потери населения Nэ (тыс.чел.) в регионах, областях, городах определяют по формуле (11):

,

где Sф - площадь фактического заражения, км2;

b - процент потерь на открытой местности и в укрытии в зависимости от обеспеченности населения противогазами.

тыс. чел.

тыс.чел.

Структура потерь определяется согласно примечанию (табл. 17.8):

а)Открытая местность:

- легкой степени (25%) - 8,5504 тыс.чел.;

- средней и тяжелой степени (40%) - 13,6806 тыс.чел.;

- со смертельным исходом (35%) - 11,9705 тыс.чел.

Укрытие:

- легкой степени (25%) - 4,7027 тыс.чел.;

- средней и тяжелой степени (40%) - 7,5243 тыс.чел.;

- со смертельным исходом (35%) - 6,5838 тыс.чел.

б)Потери населения в условиях объекта агропромышленного производства определяются по формулам:

Nп(о.м.) = N(о.м.) · П(о.м.)

где Nп(о.м.) - потери людей на открытой местности, чел.;

N(о.м.) - количество людей на открытой местности, чел.;

П(о.м.)- процент потерь на открытой местности (табл. 17.8).

Nп(о.м.) = 34,2014*40= 1368,056

Nп(о.м.) =1369 чел.

Nп(укр) = N(укр.) · П(укр.)

где Nп(укр) - потери людей в укрытиях, чел.;

N(укр.) - количество людей в укрытиях, чел.;

П(укр.) - процент потерь в укрытиях (табл. 17.8).

Nп(укр) =18,8108*22= 413,8376

Nп(укр) =414 чел.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены