Державний вищий навчальний заклад
Скачать 4.63 Mb.
|
Тема: Виявлення шляхом прогнозу та оцінка обстановки в осередку ураження, що виникає при зруйнуванні об’єкту, небезпечного в радіоактивному відношенні. Навчальна та виховна мета. 1. Ознайомити студентів з основами методики виявлення та оцінки обстановки на об’єкті господарювання при загрозі виникнення (виникненні) надзвичайної ситуації, джерелом якої є об’єкт, небезпечний в радіоактивному відношенні. 2. Пробудити у студентів, як у майбутніх керівників колективів працівників, почуття відповідальності за забезпечення безпеки життя та діяльності людей в умовах надзвичайної ситуації. Навчально-матеріальне забезпечення. Література: 1. Панкратов О.М., Ольшанська О.В. Безпека життєдіяльності людини у надзвичайних ситуаціях. Практикум. – К.: КНЕУ, 2010. – 199 с. 2. Методичні вказівки з курсу „Цивільної оборони”. – К.: КНЕУ, 1997. – 135 с. 3. Шоботов В.М. Цивільна оборона: Навчальний посібник. – Київ: ”Центр навчальної літератури”, 2004. – 439 с. 4. Панкратов О.М., Міляєв О.К. Безпека життєдіяльності людини у надзвичайних ситуаціях: Навчальний посібник. – К.: КНЕУ, 2005. – 232 с. Наочні матеріали та технічні засоби:
Підготовка студентів до заняття. Головною метою практичного заняття слід вважати усвідомлення студентами ролі і місця виявлення та оцінки радіаційної обстановки у комплексі заходів захисту населення та територій від надзвичайної ситуації як результату зруйнування радіаційно небезпечного об’єкту. Самостійна робота студентів під час підготовки до практичного заняття починається з отримання завдання. Після його усвідомлення студенти вивчають матеріали лекцій та працюють з рекомендованою літературою. Вони знайомляться з теорією радіоактивності, її уражаючою дією на організм живих істот, величин, що характеризують ступінь цієї небезпеки, з практикою утворення та поширення у навколишньому середовищі специфічних факторів ураження. Підготовка студентів до практичного заняття окрім вивчення теоретичних положень щодо методик виявлення та оцінки радіаційної обстановки, включає написання змісту, плану або тез доповіді за тематикою, що вивчається, опрацювання відповідних наукових видань та підготовку їх аналітичних оглядів, рефератів. В часи самостійної роботи студенти знайомляться з методиками виявлення радіаційної обстановки в осередку ураження, способами її відображення на картах (схемах) місцевості. Вони оволодівають знаннями щодо критеріїв оцінки ступені небезпеки зон радіоактивного зараження. Основну увагу під час підготовки до опрацювання змісту першого навчального питання студенти повинні приділити методиці прогнозування радіаційної обстановки, а саме: комплексу вихідної інформації (джерелам, шляхів предачі, достовірності та оперативності отримання), алгоритму проведення розрахунків параметрів зон радіоактивного зараження та їх динаміки у часі, порядку відображення зон радіоактивного зараження на картах та схемах. В процесі підготовки до опрацювання змісту другого навчального питання студенти набувають теоретичної підготовки з питань розробки пропозицій щодо запровадження режимно-обмежувальних та захисних заходів у зоні надзвичайної ситуації. Вони знайомляться з переліком завдань, що вирішуються з метою оцінки наслідків переопромінювання людей, визначення раціональних дій щодо скорочення тривалості та послаблення інтенсивності опромінювання. Студенти готують доповіді на навчальні питання із застосуванням наочних матеріалів − презентацій, схем, певних розрахунків, висновків та обґрунтувань. Тривалість доповіді (виступу) не повинна перевищувати 5 − 7 хв., а реферативна доповідь − 10 хв. Структура доповіді (виступу) включає короткий вступ, основну – змістову та заключну частини. На занятті студенти мусять бути готовими до написання письмової летючки (тривалістю до 10 хв.) з метою поточного контролю знань фронтальним методом. Підготовка до практичного заняття повинна бути закінчена за 1−2 доби до його проведення. В цей період студенти працюють з викладачем у часи, що відведені на консультації. Короткі теоретичні відомості. До потенційно небезпечних об‘єктів з ядерними компонентами відносять атомні електростанції (АЕС), підприємства ядерного паливного циклу, транспорти з ядерним паливом та опроміненими тепловиділяючими елементами (ТВЕЛами). На АЕС найнебезпечнішими в радіаційному відношенні об’єктами є ядерні реактори. Ядерні реактори – це пристрої, що призначені для організації керованої ланцюгової реакції ділення ядер атомів урану з метою вироблення електроенергії або тепла. На Україні розташовані АЕС з двома типами реаторів: РБМК – реакторы большой мощности канальные та ВВЕР – водо-водяні енергетичні реактори. Ядерні реактори є потужними джерелами штучних радіоактивних ізотопів хімічних елементів. Характерними з них такі: Sr – 89 та Sr – 90; I – 131 та I – 133; Cs – 134 та Cs – 137, а також Pu – 239. Вони небезпечні тим, що мають великий період напіврозпаду, в наслідок чого обумовлюється значна тривалість зараження ними навколишнього середовища. Руйнування ядерного реактора на АЕС призводить до виникнення двох основних факторів ураження: радіоактивної хмари, що формується при миттєвому викиді радіоактивних речовин (РР) та наступному їх витіканні у продовж тривалого часу; тривалого радіоактивного зараження місцевості. У зв‘язку з цим, доза опромінювання рецептора буде складатися із доз зовнішнього опромінювання від хмари РР та зараженої РР місцевості, а також дози, що формується РР, які потрапили у нутро організму. Умовно, забруднену радіоактивними речовинами територію та об’єкти, які на ній знаходяться, поділяють на п’ять зон (додаток 2.3.2, табл. 1 додаток 2.3.4): зону радіоактивної небезпеки (позначається буквою «М»), зону помірного радіоактивного забруднення (позначається буквою «А»), зону сильного радіоактивного забруднення (позначається буквою «Б»), зону небезпечного радіоактивного забруднення (позначається буквою «В») і зону надзвичайно небезпечного радіоактивного забруднення (позначається буквою «Г»). Визначення впливу наслідків аварії (зруйнування) на ядерному реакторі з викидом у навколишнє середовище радіоактивних речовин на життєдіяльність персоналу і населення, вибору та обґрунтування оптимальних режимів їх перебування на зараженій радіоактивними речовинами території, виконання заходів запобігання дії факторів ураження та планування захисту реалізується через виявлення та оцінку радіаційної обстановки. Виявлення радіаційної обстановки здійснюється шляхом прогнозу та за даними радіаційної розвідки і заключається у визначенні параметрів зон радіоактивного зараження та нанесенні їх на схему (карту) місцевості. Радіаційна розвідка проводиться спеціальними дозорами на транспортних засобах або пішим порядком та потребує певного часу. Наприклад, для радіаційної розвідки аеропорту дозору РХБ розвідки на автомобілі потрібно понад 60 хв. Тому при оперативній необхідності виявлення радіаційної обстановки здійснюється шляхом прогнозування. Зони зараження наносяться на карти та схеми у вигляді еліпсів для найбільш імовірного напрямку вітру. При нестійкому вітрі вони можуть мати вигляд кола.Наземна радіаційна обстановка характеризується такими елементами як масштаб, ступінь, характер та початок зараження, ступінь небезпеки для людей зараженої території. Прогнозування елементів радіаційної обстановки частіше всього здійснюється детермінованим методом з використанням графічно розрахункового способу нанесення зон зараження на карти та схеми. Після виявлення радіаційної обстановки здійснюється її оцінка. Вона включає:
Розглянемо зміст методики прогнозування наземної радіаційної обстановки на об‘єкті господарювання в межах зон радіоактивного зараження. Вихідні дані: 1. Інформація про АЕС:
2. Метеорологічна ситуація:
3. Додаткова інформація:
І. Визначення поверхневої активності (щільності) радіоактивного зараження місцевості на сліді хмари − Аs (Кu/м2). Порядок виконання завдання:
tз=Tз – Tав;
якщо tзt, то заданий час Тз настав до початку формування сліду радіоактивної хмари в районі об’єкту і Аs = 0; при tз t, за допомогою табл. 11 – 12 (додаток 2.3.4) визначається величина коефіцієнту (Кt), який враховує спад потужності дози випромінювання у часі;
Kw= 10–4·n·W·;
As= РX.1·Ky·Kt·Kw·Kзагр. ІІ. Визначення довжини та ширини зон радіоактивного зараження. Порядок виконання завдання:
2) вздовж осі сліду як на більшій вісі еліпсів будуються зони радіоактивного зараження (див. додаток 2.3.1): зону М – червоним; А – синім; Б – зеленим; В – коричневим, Г − чорним кольорами). Параметри зон (еліпсів) як функції типу ядерного енергетичного реактору, його потужності W, , ступеня вертикальної стійкості атмосфери, швидкості вітру на висоті 10 м, знаходять у табл. 4 (додаток 2.3.4). ІІІ. Визначення дози опромінення рецептора (рецептор – це об’єкт живої чи неживої природи, що знаходиться в зоні дії іонізуючих випромінювань): 1) дозу опромінювання, що отримує населення чи персонал на відкритій місцевості визначається за допомогою формули: , де Рк, tк та Рп, tп – потужності дози та час, на який вони визначалися, що пройшов після викиду радіоактивних речовин із зруйнованого реактору, відповідно закінчення та початку опромінювання; 2) за допомогою табл. 11 – 12 (додаток 2.3.4) для заданого значення tп знаходять Кt, який множать на Ру1, отримуючи Рn: Рп= Ру1 Кt ; 3) за допомогою табл. 11 – 12 (додаток 2.3.4) для заданого значення tк знаходять Кt та множать його на Ру1, отримуючи Рк: Рк= Ру1. Кt. 4) визначив значення Рп та Рк, розраховується доза опромінювання без урахування захищеності рецептора (тобто дозу, яку отримав би рецептор, якщо опромінювався на відкритій місцевості) за допомогою формули: . 5) якщо рецептор захищений від дії іонізуючого випромінювання, то здійснюється процедура корегування дози з урахуванням коефіцієнту ослаблення захисної споруди (об’єкту) − Косл, для цього: Dкорег. = D/Косл. Приклад прогнозування радіаційної обстановки на об’єкті. Вихідні дані: 1. Інформація про АЕС: тип ядерного енергетичного реактору (ЯЕР) − ВВЕР; електрична потужність ЯЕР – W = 1 000, МВт; кількість аварійних ЯЕР – n = 1; координати ЯЕР – ХАЕС = 0 км, YАЕС = 0 км (початок прямокутної системи координат суміщений з центром АЕС, а вісь ОХ вибирається в напрямку вітру); астрономічний час аварії – Тав = 12.00 год.; частка викинутих з ЯЕР радіоактивних речовин – = 50 %. 2. Метеорологічні умови: швидкість вітру на висоті 10 м – u10 = 5 м/с; напрям вітру на висоті 10 м – 10, град = 0; стан хмарного криву небозводу – напівпохмуро, тобто 5 балів. 3. Додаткова інформація: час, на який визначається поверхнева активність − ТЗ = 17.00 год..; координати об‘єкту – X = 20 км, Y = 2 км; час початку опромінювання – tпоч= 17.00 год.; тривалість опромінювання – Tоп= 4 год.; захищеність людей – Косл = 2. Порядок прогнозування. І. Визначення поверхневої активності (Аs) в заданій точці на сліді хмари, Кu/м2:
As=Рx1·Ky·Kt·Kw·Kзагр = 0,945·0,09·0,63·5·0,13 = 0,035 Кu\м2. ІІ. Визначення дози опромінювання людей: 1) дозу опромінювання, що отримає населення на відкритій місцевості визначається за допомогою формули: , де Рк, tк та Рп, tп – потужності доз та час її виміру, що пройшов після викиду радіоактивних речовин з реактору, відповідно закінчення та початку опромінювання: 2) у табл. 11 – 12 (додаток 2.3.4) для заданого значення tп = 5 год. (17.00 – 12.00) знаходять Кt , який дорівнює 0,63 та множать його на Ру1, отримуючи Рn: Рп= 0,945·0,09·0,63 = 0,053 рад/год.; 3) у табл. 11 – 12 (додаток 2.3.4) для заданого значення tк = 9 (21.00 – 12.00) знаходять Кt, який дорівнює 0,46 та множать його на Ру1, отримуючи Рк: Рк = 0,945·0,09·0,46 = 0,039 рад/год. 4) розраховують дозу опромінювання, що отримують люди на відкритій місцевості: D = 1,7 (0,039·9 – 0,053·5) = 0,146 рад; 5) здійснюють корегування визначеної у п. 4 дози: в автомобілях люди отримають дозу опромінювання меншу у Косл разів. У нашому випадку Косл = 2. Тоді остаточна доза буде: Dавто = 0,146 / 2 = 0,073 рад. Висновок: доза опромінювання людей становитиме 0,073 рада. ІІІ. Оцінка радіаційної обстановки на об’єкті. З нанесенням зон радіоактивного зараження на схему (карту) місцевості та визначення параметрів поля іонізуючого випромінювання на території об’єкту господарювання завершується процес виявлення радіаційної обстановки. В подальшому вона оцінюється шляхом рішення низки завдань, типовими з яких є такі: 1. Визначити, які наслідки перебування людей на зараженій радіоактивними речовинами території слід очікувати, якщо не здійснювати заходи радіаційного захисту? Приклад постановки завдання. Через 4 години після зруйнування ядерного реактору рівень радіації на території об’єкту становив 50 рад/год. Визначити величину поглиненої дози опромінювання, яку отримує рецептор (об’єкт опромінювання) у необмежений час. Порядок проведення розрахунків. Доза опромінення у необмежений час визначається за допомогою формули: D ≈ 5Р1; де D – доза опромінення до повного розпаду радіоактивних речовин, рад; Р1 = Кt·Рt, рівень радіації через годину після аварії, рад/год.; Кt – коефіцієнт, значення якого обирається у табл. 11, 12 (додаток 2.3.4) залежно від часу, що пройшов після аварії; Рt – рівень радіації на заданий час, рад/год. Отже, оскільки після зруйнування ядерного реактору пройде 4 години, коефіцієнт Кt = 1,43, відповідно рівень радіації Р1 становитиме 1,43·50 = 71,5 (рад/год.). Тоді поглинена доза опромінення, яку отримає рецептор (об’єкт опромінення) до повного розпаду радіоактивних речовин, буде: D ≈ 5·71,5 = 357,5 рад. Висновок: поглинена доза опромінення, яку отримає рецептор (об’єкт опромінення) до повного розпаду радіоактивних речовин – 357,5 рад. 2. Визначити, яку дозу опромінювання, а відповідно й ступінь ураження, отримають працівники, що діють за певних умов захищеності на зараженій радіоактивними речовинами місцевості. Приклад постановки завдання. За умовами завдання 1 визначити поглинену дозу опромінювання, яку можуть отримати працівники об’єкту за перші 8 годин, якщо з початку зараження вони протягом 6 годин знаходилися у протирадіаційному укритті, а потім 2 години працювали на відкритій місцевості. Коефіцієнт ослаблення протирадіаційного укриття обумовлюється конструкцією його перекриття. Воно виконано з трьох шарів: шар бетону – 11,4 см; шар цегли – 8,1 см і шар ґрунту – 8,1 см. Порядок проведення розрахунків. Поглинена доза опромінювання яку можуть отримати робітники об’єкту розраховується за формулою: D = DПРУ + DВМ , де DПРУ, DВМ – дози, які отримують люди у протирадіаційному укритті та на відкритій місцевості відповідно. Приймають: РПРУср, РВМср – середній рівень радіації за час перебування людей в протирадіаційному укритті – tПРУ і на відкритій місцевості – tВМ; КОСЛ – коефіцієнт ослаблення іонізуючого випромінювання протирадіаційним укриттям. Рівень радіації на відкритій місцевості через годину після аварії на АЕС становив: Р1 = 1,43·50 = 71,5 рад/год. Визначають рівні радіації на відкритій місцевості Р4 через 4, Р10 через 10 та Р12 через 12 годин після аварії на АЕС: Р4 = 50 рад/год – див. завдання 1. Р10 = Р1·Кt10 = 71,5·0,52= 37,18 рад/год. Р12 = Р1·Кt12 = 71,5·0,48= 34,32 рад/год. Розраховують РПРУср та РВМср : РПРУср = = (50+37,18)·0,5 = 43,59 рад/год.; РВМср = = (37,18+34,32)·0,5 = 35,75 рад/год. Визначають коефіцієнти ослаблення іонізуючого випромінювання перекриттям протирадіаційного укриття КОСЛпру,як найтоншого шару матеріалу, що перешкоджає поширенню гамма-квантів у бік людей: КОСЛ пру = КОСЛ бетону · КОСЛ цегли · КОСЛ ґрунту. КОСЛ = 2Х/h0,5, тут Х – товщина шару захисного матеріалу; h0,5 – товщина шару половинного ослаблення даним матеріалом гамма-випромінювання. Тоді, використовуючи дані табл. 14 (додаток 2.3.4), отримуємо: КОСЛ бетону = 4; КОСЛ цегли = 2; КОСЛ ґрунту = 2; КОСЛ пру = 16; КОСЛ вм = 1. Отримав необхідні дані, визначають поглинену дозу опромінювання працівників об’єкту: D = DПРУ + DВМ= (РПРУср·6)/16 + (РВМср·2)/1 = 43,59·6/16 + 35,75·2/1 = 16,3 + 71,5 = 87,8 рад. Висновок: поглинена доза опромінення, яку можуть отримати працівники об’єкту становить 87,8 рада. Втрати людей не очікується. Можливі одиничні випадки прояви симптомів первинної реакції організму на опромінювання у легкій формі. 3. Визначити тривалість робіт за певних умов захищеності, якщо відомий рівень радіації в районі об’єкту та максимальна доза, яку працівники можуть отримати за час роботи. Приклад постановки завдання. Якої тривалості повинен бути робочий день у працівників, що виконують обов’язки за призначенням в офісі підприємства (Косл = 7) і на відкритій місцевості, якщо роботи почнуться через 4 години після зруйнування ядерного реактору, а середній рівень радіації на цей час становитиме P = 20 рад/год. Максимальна доза, яку працівники можуть отримати за час роботи у добу Dекв = 7 бер. Порядок проведення розрахунків. В зв’язку з тим, що опромінювання працівників класифікується як зовнішнє і здійснюється від джерел, які викинуті із зруйнованого ядерного реактору, тобто бета-частинками та гамма-квантами, то можна вважати, що одиниці виміру максимальної дози опромінювання та дози, яка визначається розрахунками, еквівалентні за номіналами (коефіцієнт якості випромінювання для бета-частинок та гамма-квантів дорівнює одиниці). Тоді, визначають допустиму тривалість робіт на підприємстві − Тпр, за допомогою формули: Тпр = = = 2,45 год. Для визначення допустимої тривалості робіт на відкритій місцевості виконують такі розрахунки: Твм = = = 0,35 год. Висновок: допустима тривалість робіт в офісі підприємства – 2,45 год., на відкритій місцевості – 0,35 год. 4. Визначити, яку дозу опромінювання, а відповідно й ступінь ураження, отримають працівники, що діють за певним режимом захищеності на зараженій радіоактивними речовинами місцевості. Приклад постановки завдання. Визначити, яку дозу, а відповідно й ступінь ураження, може отримати людина за добу, у рік, якщо потужність експозиційної дози становить 0,011 мР/год., а режим діяльності на протязі доби такий: відпочинок в домашніх умовах − 9 год., робота в приміщенні адміністративних будинків− 8 год., користування транспортними засобами: автотранспортом – 2 год., електропотягом – 1 год., прогулянка на відкритій місцевості – 4 год. Примітка: житлові будинки – цегляні п’ятиповерхові, а потужність експозиційної дози − const. Розв’язання завдання. Доза, яку отримує людина у добу визначається за допомогою формули: . Якщо припустити, що потужність дози (Р) на протязі доби залишається постійною, а людина перебуває у цей час на відкритій місцевості, в будинках, на транспорті і в інших умовах, то ступінь її захищеності можна оцінити середньодобовим коефіцієнтом захищеності Кз, який розраховується за формулою: К3 =24/ (t + t1 / К1 + t2 /К2 + ... + tn / Кn ), де t− час перебування людини на відкритій місцевості, год; t1, t2, t3, ... tn – час доби, протягом якого людина опромінюється в умовах відмінних від відкритої місцевості, год.; К1, К2, K3, ... Кn − коефіцієнти ослаблення іонізуючого випромінювання об’єктів, в яких перебуватиме людина на протязі доби (табл. 15 додаток 2.3.4). Тоді, за умов завдання середньодобовий коефіцієнт захищеності буде: К3 = 24 (2+8 / 6 + 11 / 27 + 2 / 2+ 1 /3) ≈ 4,73; а отримана людиною за добу доза становитиме: = мР. Нескладно визначити і річну дозу опромінювання, для чого добову дозу треба помножити на число діб у року: Dрічна=Dдоба·365=0,056·365 = 20,44 мР. Висновок: отримана людиною за добу доза становитиме 0,056 мР; річна доза складе 22,44 мР. ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ЕКОНОМІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ імені ВАДИМА ГЕТЬМАНА Кафедра регіональної економіки З В І Т про виконання завдання на практичному занятті з навчальної дисципліни: „Безпека життєдіяльності”. |