Выполнил: студент СФ-2-5

Белосохов С.А

Приняла: Грибут

Елизавета Александровна

Цель работы: Выявить методом прогнозирования и оценить радиационную обстановку при авариях на радиационно-опасном объекте.

Краткая теоретическая часть

Радиационная обстановка - совокупность радиационных факторов и условий, формирующихся в результате применения ядерного оружия, а также в процессе эксплуатации радиационно-опасных объектов (РОО) и при возникновении на них аварий и разрушений.

Радиационно-опасный объект (РОО) - это объект, на котором хранят, перерабатывают или транспортируют радиоактивные вещества, при аварии или разрушении которого может произойти облучение ионизирующим излучением или радиоактивное загрязнение людей, сельскохозяйственных животных, растений, объектов экономики и окружающей природной среды.

К радиационно-опасным объектам относятся:

- предприятия ядерного топливного цикла (ЯТЦ): урановой и радиохимической промышленности, места переработки и захоронения радиоактивных отходов; - атомные станции (АС): атомные электрические станции (АЭС), атомные теплоэлектроцентрали (АТЭЦ), атомные станции теплоснабжения (ACT); - объекты с ядерными энергетическими установками (ЯЭУ): корабельными ЯЭУ, космическими ЯЭУ, войсковыми атомными электростанциями (ВАЭС); - ядерные боеприпасы (ЯБ) и склады для их хранения.

Потенциальная опасность радиационного объекта определяется его возможным радиационным воздействием на население и персонал при радиационной аварии.

Радиационная авария - потеря управления источником ионизирующего излучения, вызванная неисправностью оборудования, неправильными действиями персонала, стихийными бедствиями или иными причинами, которая привела к облучению людей и (или) радиоактивному загрязнению окружающей среды, превышающим величины, регламентированные для контролируемых условий. Радиационная авария на РОО сопровождаютеся выбросом радиоактивных веществ и формированием радиационных полей.

Потенциально более опасными являются радиационные объекты, в результате деятельности которых при аварии возможно облучение не только работников объекта, но и населения. Наименее опасными радиационными объектами являются те, где исключена возможность облучения лиц, не относящихся к персоналу.

По потенциальной радиационной опасности устанавливается четыре категории объектов:

? к I категории относятся радиационные объекты, при аварии на которых возможно их радиационное воздействие на население и могут потребоваться меры по его защите.

? во II категории объектов радиационное воздействие при аварии ограничивается территорией санитарно-защитной зоны.

? III категории относятся объекты, радиационное воздействие при аварии которых ограничивается территорией объекта.

? к IV категории относятся объекты, радиационное воздействие от которых при аварии ограничивается помещениями, где проводятся работы с источниками излучения.

Установление категории радиационного объекта базируется на оценке последствий аварий, возникновение которых не связано с транспортированием источников излучения за пределами территории объекта и гипотетическим внешним воздействием (взрывы в результате попадания ракеты, падения самолета или террористического акта). Категория радиационных объектов должна устанавливаться на этапе их проектирования. Для действующих радиационных объектов категории устанавливаются администрацией по согласованию с органами, осуществляющими государственный санитарно-эпидемиологический надзор.

Радиационная обстановка характеризуется масштабом (длиной и шириной зоны РЗ) и степенью радиоактивного загрязнения/заражения (мощностью дозы - уровнем радиации), а также его влиянием этого заражения на действия нештатных аварийно-спасательных формирований, работу объектов экономики и жизнедеятельности населения.

При авариях на РОО с выбросами радиоактивных веществ образуются зоны РЗ, характеризующиеся уровнем радиации на 1 ч после аварии (уровень радиации - величина дозы ионизирующего излучения, отнесенная к единице времени) и дозой облучения за год. Зоны подразделяются на:

М - зона радиационной опасности. Границы зоны на карты наносятся

красным цветом. Уровень радиации на 1 час после аварии

Р1 = 0,014 рад/ч на внешней границе зоны. Доза облучения за год составит 5 рад.

А - зона умеренного загрязнения. Границы зоны «А» наносятся на карты синим цветом. Уровень радиации на 1 час после аварии

Р1 = 0,14 рад/ч. Доза облучения за год равняется 50 рад.

Б - зона сильного загрязнения. Границы зоны «Б» наносятся на карты зеленым цветом. Уровень радиации на 1 час после аварии

Р1 = 1,4 рад/ч. Доза облучения за год составит 500 рад.

В - зона опасного загрязнения. Границы зоны «В» наносятся на карты коричневым цветом. Уровень радиации на 1 час после аварии

Р1 = 4,2 рад/ч. Доза облучения за год составит 1500 рад.

Г - зона чрезвычайно опасного загрязнения. Границы зоны «Г» наносятся на карты черным цветом. Уровень радиации на 1 час после аварии

Р1 = 14 рад/ч. Доза облучения за год составит 5000 рад.

Таблица 1 - Радиационные характеристики зон РЗ местности при авариях на РОО

Зоны радиоактивного загрязнения местности наносим соответствующим цветом в виде правильных эллипсов на карту (план, схему) с пояснительной надписью и метеоданными (рис. 1).

Рисунок 1 - Прогнозирование радиационной обстановки в случае аварии на радиационно-опасном объекте (РОО)

При ядерных взрывах источниками заражения местности являются продукты деления ядерного взрыва (радионуклиды), излучающие бета-частицы и гаммалучи Они представляют собой смесь множества изотопов различных химических элементов, образовавшихся в процессе деления ядерного заряда и радиоактивного распада этих изотопов. При делении ядер урана-235 и плутония-239 образуется около 200 изотопов 36 различных элементов средней части таблицы Менделеева. Из множества радионуклидов наиболее опасными являются изотопы йода, цезия, стронция; радиоактивные вещества непрореагировавшей части ядерного заряда (урана235, плутония-239), излучающие альфа-, бета-частицы и гамма-лучи; радиоактивные вещества, образовавшиеся в грунте под воздействием нейтронов (наведенная радиоактивность). В частности, находящиеся в почве атомы кремния, натрия, магния становятся радиоактивными и излучают бета-частицы и гаммалучи. Однако химические элементы грунта с наведенной радиацией и радиоактивные вещества непрореагировавшей части ядерного заряда составляют незначительную часть всех радиоактивных веществ, образовавшихся при взрыве.

Местные выпадения формируют, в отличие от аварии на РОО, четыре зоны радиоактивного заражения (рис. 2).

Заражение местности радиоактивными веществами характеризуется мощностью дозы (уровнем радиации) и экспозиционная доза облучений до полного распада

Рисунок 2 - Схема радиоактивного заражения местности в районе взрыва и по следу движения облака

Уровень радиации показывает дозу облучения, которую может получить живой организм в единицу времени на зараженной местности. В условиях военного времени местность считается зараженной при уровне радиации 0,5 Р/ч и выше. Степень заражения радиоактивными веществами поверхности отдельных объектов в полевых условиях измеряют в единицах уровней радиации по гамма-излучению в миллирентгенах в час (мР/ч) или микрорентгенах в час (мкР/ч) или соответственно мрад/ч, мЗв/ч или мкрад/ч, мкЗв/ч.

При движении облака по направлению ветра из него выпадают радиоактивные вещества (РВ). Вначале выпадают наиболее крупные частицы с высокой степенью их активности, по мере удаления от места взрыва - более мелкие, а уровень радиации при этом постепенно снижается. В поперечном сечении следа уровень радиации уменьшается от оси следа, к его краям (рис. 3).

Рисунок 3 - Схема распределения уровней радиации на местности по следу наземного ядерного взрыва

На местности, подвергшейся радиоактивному заражению при ядерном взрыве, образуются два участка: район взрыва и след облака.

Причиной заражения местности в районе взрыва являются оседание осколков деления и образование наведенной активности; плотность заражения местности, уровни радиации на ней и дозы до полного распада радиоактивных веществ на границах зон заражения убывают с удалением от центра взрыва. Радиус заражения района взрыва не превышает 2 км.

Границы зон радиоактивного заражения с разной степенью опасности для людей можно характеризовать как мощностью дозы излучения на 1 ч после взрыва (Р1), так и дозой до полного распада радиоактивных веществ . По степени опасности зараженную местность по следу облака взрыва принято делить на следующие четыре зоны:

Зона А - умеренного заражения - характеризуется дозой излучения до полного распада радиоактивных веществ на внешней границе зоны , на внутренней границе .

Если ее площадь составляет 70-80 % площади всего следа.

Зона Б - сильного заражения.Дозы излучения на границах равны соответственно и . На долю этой зоны приходится примерно 10 % площади радиоактивного следа.

Зона В - опасного заражения характеризуется дозами излучения на границах и . Эта зона занимает примерно

8-10 % площади следа облака взрыва

Зона Г - чрезвычайно опасного заражения - и в середине зоны.

Таблица 2 -Радиационные характеристики зон РЗ местности при ядерном взрыве

Уровни радиаций на внешних границах этих зон через 1 час после взрыва составляют соответственно: 8, 80, 240, 800 рад/ч., а через 7 часов в 10 раз меньше. Характеристика зон заражения представлена в табл. 3.

Таблица 3 - Характеристика зон заражения

Масштабы и степень радиоактивного заражения местности (РЗМ) зависят от количества ядерных ударов, их мощности, вида взрывов (от типа ядерного реактора атомных электростанций), времени, прошедшего с момента ядерного взрыва (аварии), расстояния и метеоусловий.

Величина, используемая для оценки степени воздействия ионизирующего излучения на любые вещества, живые организмы и их ткани - доза облучения. Доза облучения является важнейшей дозиметрической характеристикой радиационного воздействия, критерием, определяющим меру его опасности для человека.

Человеческий организм поглощает энергию ионизирующих излучений, причем от количества поглощенной энергии зависит степень лучевых поражений. Для характеристики поглощенной энергии ионизирующего излучения единицей массы вещества используют понятие поглощенной дозы.

Поглощенная доза - это количество энергии, поглощенной облучаемым веществом на единицу массы данного вещества. Единица измерения поглощенной дозы в Международной системе единиц (СИ) - грей (Гр). . Для оценки поглощенной дозы используется также внесистемная единица - рад:

; .

Для оценки радиационной обстановки на местности, в помещении, обусловленной воздействием рентгеновского или г-излучения, используют экспозиционную дозу. Экспозиционной дозы единицы измерения в СИ единица - кулон на килограмм (). На практике применяют внесистемную единицу - рентген (Р). . Поглощенной дозе 1 рад соответствует экспозиционная доза, примерно равная 1Р, т.е. ;

; .

При облучении живых организмов возникают различные биологические эффекты, разницу между которыми при одной поглощенной дозе объясняется разными видами облучения. Принято сравнивать биологические эффекты, вызываемые любыми ионизирующими излучениями, с эффектами от рентгеновского и г-излучения, т.е. вводится понятие об эквивалентной дозе.

Эквивалентная доза представляет собой поглощенную дозу, в которой учтена разница эффективностей биологического воздействия данного вида излучения и гамма-излучения. Этот учет происходит за счет коэффициента качества излучения, который показывает, во сколько раз данный вид излучения эффективней при биологическом воздействии, чем гамма-излучения (при одинаковой поглощенной дозе в тканях тела). В системе СИ единица эквивалентной дозы - зиверт (Зв), внесистемная единица - бэр (биологический эквивалент рентгена) - это такая поглощенная доза любого излучения, которая вызывает такой же биологический эффект, что и 1 рентген при гамма-излучении. , 1 бэр = 1 рад

Коэффициент, показывающий во сколько раз оцениваемый вид излучения биологически опаснее, чем рентгеновское и г-излучение при одинаковой поглощенной дозе, называется коэффициентом качества излучения (). Для рентгеновского и г-излучения К=1.

, т.е.

Эффективная эквивалентная доза применяется при расчете индивидуальной дозы облучения и представляет собой эквивалентную дозу, умноженную на коэффициент радиационного риска для разных органов человека. Другими словами, органы и ткани человека имею разную восприимчивость к радиационному облучению. Наиболее восприимчивы к радиации красный костный мозг, легкие, гонады. Менее подвержены излучению щитовидная железа, мышцы и другие органы. Просуммировав эквивалентные дозы, умноженные на соотв. коэффициенты радиационного риска органов, получим эффективную эквивалентную дозу, измеряемую также в бэрах и зивертах.

При прочих равных условиях доза ионизирующего излучения тем больше, чем больше время облучения, т.е. доза накапливается со временем. Доза, отнесенная к единице времени, называется мощностью дозы. Так мощность экспозиционной дозы г-излучения 1 Р/ч - это значит, что за 1 ч облучения человек получит дозу, равную 1 Р.

Ионизирующее излучение возникает в результате ядерных превращений, радиоактивного распада атомов. С этим связано понятие активность радиоактивного источника (радионуклида). Активность - физическая величина, характеризующая число радиоактивных распадов в единицу времени. В качестве единицы активности принят беккерель (Бк) - один распад в секунду. радиационный авария ядерный взрыв

В РФ допустимые уровни ионизирующего облучения принципы радиационной безопасности регламентируются «Нормами радиационной безопасности» НРБ-99/2009 (СанПин 2.6.1.2523-09); «Основными санитарными правилами обеспечения радиационной безопасности» ОСПОРБ-99/2010 (Санитарные правила и нормативы СП 2.6.1.2612-10). В соответствии с этими документами, нормы облучения установлены для следующих категорий населения: Категория А - лица, работающие с техногенными источниками излучения; Категория Б - лица, работающие на радиационном объекте или на территории его санитарно-защитной зоны и находящиеся в сфере воздействия техногенных источников;

Категория В - население страны.

Для категорий облучаемых лиц устанавливаются два класса нормативов: -основные пределы доз (ПД), приведены в табл.2;

-допустимые уровни монофакторного воздействия (для одного радионуклида, пути поступления или одного вида внешнего облучения), являющиеся производными от основных пределов доз: пределы годового поступления (ПГП), допустимые среднегодовые объемные активности (ДОА), среднегодовые удельные активности (ДУА) и другие.

Для обеспечения условий, при которых радиационное воздействие будет ниже допустимого, с учетом достигнутого в организации уровня радиационной безопасности, администрацией организации дополнительно устанавливаются контрольные уровни (дозы, уровни активности, плотности потоков и др.).

Предел дозы (ПД) - значение эффективной или эквивалентной дозы техногенного облучения населения и персонала за счет нормальной эксплуатации радиационного объекта, которое не должно превышаться.

Предел годового поступления (ПГП) - уровень поступления данного радионуклида в организм в течение года, который при монофакторном воздействии приводит к облучению условного человека ожидаемой дозой, равной 20 мЗв для персонала группы А, 5 мЗв для персонала группы Б и 1 мЗв для населения.

Степень радиационной безопасности населения характеризуют следующие значения эффективных доз облучения от всех основных природных источников излучения:

- менее 5 мЗв/год - приемлемый уровень облучения населения от природных источников излучения;

- свыше 5 до 10 мЗв/год - облучение населения является повышенным;

- более 10 мЗв/год - облучение населения является высоким.

Таблица 4 - Основные пределы доз (СанПин 2.6.1.2523-09).

Выявление прогнозируемой радиационной обстановки заключается в предварительном (до начала РЗМ) определении размеров зон заражения и отображении наиболее вероятного положения этих зон на карте. При оповещении населения об угрозе радиоактивного заражения необходимо учитывать возможные отклонения следа от его положения, нанесенного на карту (план местности). Выявляется обстановка двумя методами: методом прогноза на основе модельных представлений о протекающих процессах и явлениях (вероятностная обстановка) и по данным разведки (фактическая обстановка).

Исходными данными для выявления прогнозируемой радиационной обстановки являются координаты центров взрывов (аварий), мощность, вид и время взрыва (аварии), направление и скорость среднего ветра (метеоусловия).

Под оценкой радиационной обстановки понимается решение задач по различным вариантам действий нештатных аварийно-спасательных формирований (НАСФ), а также производственной деятельности объектов экономики и населения в условиях радиоактивного загрязнения/заражения, анализ полученных результатов и выбор наиболее целесообразного варианта действий, при котором исключается радиационное поражение людей. Оценка радиационной обстановки производится по результатам прогнозирования и по данным радиационной разведки.

Методика расчета

На радиационно-опасном объекте произошла авария с массой радиоактивного выброса (кг); масса радиоактивного выброса в запроектной аварии на РОО (кг); расстояние от эпицентра выброса до населенного пункта N - (км); метеоусловия определяются степенью вертикальной устойчивости приземного слоя воздуха, скоростью ветра (м/с) и скорость переноса облака (км/ч).

Определить:

1. Геометрические размеры (длина L км, ширина В, км) зон радиационного загрязнения при радиационной аварии на РОО рассчитывается по формуле:

,

1,83

2.Зону радиационного загрязнения, в которой находится населенный пункт N. Зона М

3.Время подхода радиоактивного облака к населенному пункту N рассчитывается по формуле:Размещено на http://www.allbest.ru/

,

Задание № 2.Приведение измеренных на местности уровней радиации к различному времени после аварии на РОО.

Уровни радиации с течением времени, вследствие распада РВ, уменьшаются при аварии на РОО согласно зависимости:

,

Задание № 3.Расчет ожидаемых доз облучения при действии людей на заражённой местности при авариях на РОО

=36=20,8,

определить дозу излучения при аварии на РОО на открытой местности:

,

Дозу, которую получат рабочие и служащие на радиоактивно зараженной местности в производственных зданиях объекта за время работы , если облучение началось через часов после аварии на РОО и уровень радиации к этому времени составил

,

Задание № 4.Определение допустимой продолжительности пребывания людей на заражённой местности при аварии на РОО

=

Пребывания людей на РЗ местности при аварии на РОО-3ч

Задание № 5.Режимы радиационной защиты персонала при аварии на РОО

Определить дозу излучения за 1-е сутки (время после аварии меньше 3-х месяцев, ):

Уровень радиации на границе зоны принять

==2,43

Определить коэффициент безопасной защищённости

,

Определить коэффициент суточной защищенности.

,

Определить максимально допустимое время работы при:

,

Ответ: Время подхода радиоактивного облака к населенному пункту=0,43;

Уровни радиации с течением времени, вследствие распада РВ, уменьшаются :Pt1=20,8 Дозу, которую получат рабочие и служащие на радиоактивно зараженной местности=15; Пребывания людей на РЗ местности при аварии на РОО-3ч; максимально допустимое время работы при=6

Размещено на Allbest.ru