кейзер 9 вариант БЖЧ. Контрольная работа по курсу Безопасность жизнедеятельности человека

• Название: Контрольная работа по курсу Безопасность жизнедеятельности человека
• Дата: 15.05.2023
• Размер: 109.51 Kb.
• Имя файла: кейзер 9 вариант БЖЧ.docx
• Тип: Контрольная работа; #1131866

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ»

Институт информационных технологий

Специальность «Инфокоммуникационные технологии (сети инфокоммуникаций)»
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
По курсу «Безопасность жизнедеятельности человека»
Вариант № 9


Студент-заочник 3 курса

Группы № 063041

ФИО Кейзер Алексей Викторович

Адрес д. Боровляны

Ул. 40 лет Победы 29Б кв 23

Тел. [phone]

Минск, 2023

Содержание

Противопожарные мероприятия в зданиях и на территории предприятий 9

Понятие о ядерном реакторе и принципе его работы 13

Задача IX (1) 19

Задача XX (2) 20

ЛИТЕРАТУРА 21

9. Физические и экологические последствия загрязнения атмосферы. Основные направления охраны воздушного бассейна
Атмосфера Земли постоянно циркулирует: поднимающийся вверх теплый воздух у экватора замещается холодными воздушными потоками, движущимися от полюсов. Воздушные массы могут перемещаться потоками, параллельными поверхности Земли, а также вертикальными струями, которые возникают под действием тепловых градиентов. Механические и температурные перемещения наблюдаться могут одновременно. На содержание вредных веществ в атмосфере оказывают влияние их рассеивание турбулентными потоками, действие осадков или их оседание из-за наличия гравитационных сил.

Например, сжигание ископаемого топлива играет определяющую роль в загрязнении атмосферы. За счет газов антропогенного происхождения образуются кислотные осадки и смог. Попадая в озера, кислотные осадки нередко вызывают гибель рыб или всего животного населения. Они также могут вызывать повреждения листвы, а часто гибель растений, ускорять коррозию металлов и разрушение здания. Кислотные дожди большей частью наблюдаются в районах с развитой промышленностью.

Среди вредных веществ, содержащихся в воздухе городов, имеется большая группа, обладающая канцерогенной активностью. Это в первую очередь ароматические углеводороды, поступающие от котельных промышленных предприятий и с выхлопными газами автотранспорта.

Исследования канцерогенных веществ, содержащихся в воздушной среде, показывают, что возникновение раковых болезней у людей происходит, в частности, от постоянного суммирования небольших доз канцерогенов в течение длительного времени.

Неблагоприятное влияние на организм человека оказывают соединения свинца, имеющиеся в выхлопных газах автотранспорта. Присутствие свинца в крови человека возрастает с увеличением его содержания в воздухе, что приводит к снижению активности ферментов, участвующих в насыщении крови кислородом, к нарушению обменных процессов.

В атмосферном воздухе, в первую очередь промышленных центров и городов, в результате сложных химических реакций смеси газов, протекающих в нижних его слоях под действием солнечного света, образуются различные вещества, ядовитый туман. Такой ядовитый туман получил название "смог". Его возникновению способствуют определенные метеорологические условия: отсутствие ветра и дождя, а также температурная инверсия. Смог крайне вреден для живых организмов. Во время смога ухудшается самочувствие людей, резко увеличивается число легочных и сердечно-сосудистых заболеваний, возникают эпидемии гриппа.

С антропогенными изменениями атмосферы связано и разрушение озонового слоя, который является защитным экраном от ультрафиолетового излучения. Опасность истощения озонового слоя заключается в том, что может снизиться поглощение губительного для живых организмов ультрафиолетового излучения. Ученые считают, что основной причиной истощения озонового слоя является применение людьми хлорфторуглеродов (фреонов), которые широко используются в быту и производстве в виде аэрозолей, пенообразователей, растворителей и т.д. В нижних слоях атмосферы фреоны могут сохраняться в течение десятилетий. Отсюда они поступают в стратосферу, где в настоящее время их содержание ежегодно увеличивается на 5 %.

Быстрыми темпами растет в атмосфере содержание углекислого газа и метана. Эти газы обусловливают "парниковый эффект". Они пропускают солнечный свет, но частично задерживают тепловое излучение, испускаемое поверхностью Земли. Потепление может привести к интенсивному таянию ледников и повышению на 0,5-1,5 м уровня Мирового океана, при этом окажутся затопленными многие густонаселенные прибрежные районы. Однако при общем увеличении количества осадков в центральных районах материков климат может стать более засушливым.

Нужно учитывать и высокую опасность для здоровья людей насыщения воздуха диоксидом углерода. При высоких концентрациях в атмосферном воздухе СО₂ наступают отравления, первыми симптомами которых являются головные боли, тошнота, чувство слабости. Установлено, что загрязнение атмосферы оказывает отрицательное воздействие на животных, сельскохозяйственные культуры.

Также огромную опасность представляет радиоактивное и химическое загрязнение атмосферы и биосферы в результате деятельности человека. Все острее встает проблема складирования и хранения радиоактивных отходов военной промышленности и атомных электростанций, хранения химического оружия.

Нужно учитывать и то, что загрязняющие вещества переносятся воздушными потоками на большие расстояния, создавая тем самым опасность загрязнения территорий других стран.

Современное промышленное производство загрязняет атмосферу не только газообразными и твердыми примесями, но и тепловыми выбросами, электромагнитными полями, ультрафиолетовыми, инфракрасными, световыми излучениями и другими физическими факторами. Наиболее распространенным видом физического воздействия на атмосферу в городах и крупных поселках является шум, возникающий при работе транспортных средств, оборудования промышленных и бытовых предприятий, вентиляционных и газотурбинных установок, реактивных самолетов при взлете и посадке. Величину звуковых давлений измеряют и нормируют в децибелах (дБ). Уровень шума в 20-30 дБ практически безвреден для человека, является естественным шумовым фоном. У людей же, живущих и работающих в неблагоприятных акустических условиях (80 дБ и более), имеются признаки изменения функционального состояния центральной нервной и сердечно-сосудистой систем.

В настоящее время уровень электромагнитных полей (ЭМП), созданных человеком и "загрязняющих" атмосферу, в сотни раз превышают средний уровень естественных диапазонов. Электромагнитные поля оказывают влияние на нервную и эндокринную системы, на репродуктивную функцию, на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Наиболее высока чувствительность организмов к многократным воздействиям электромагнитных полей.
Основные направления охраны воздушного бассейна.
Качество атмосферного воздуха рассматривается как совокупность присущих ему свойств, которые определяют степень воздействия химических, физических и биологических факторов на окружающую среду. Нормирование качества атмосферного воздуха осуществляется с целью установления обоснованных предельно допустимых нормативов воздействия на атмосферный воздух, гарантирующих безопасность здоровья населения и окружающей среды. На территории Республики Беларусь действуют единые нормативы предельно допустимых концентраций (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и уровней вредных физических и иных воздействий на него.

Качество атмосферного воздуха регулируется также нормативами:

1. 
   предельных объемов образования загрязняющих веществ при эксплуатации технологического и другого оборудования, сооружений и объектов;
   
2. 
   потребления атмосферного воздуха для производственных нужд;
   
3. 
   содержания загрязняющих веществ в отработанных газах и вредных физических и иных воздействий передвижных источников на атмосферный воздух;
   
4. 
   удельных выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух.
   

Наблюдение и контроль за состоянием воздушного бассейна страны осуществляется в рамках Национальной системы мониторинга Республики Беларусь. Наблюдение за состоянием атмосферного воздуха по химическим, физическим, биологическим и другим показателям проводят органы гидрометеорологической и санитарно-эпидемиологической служб.

Защита атмосферного воздуха от загрязнений предусматривает систему мероприятий.

Группа санитарно-технических мероприятий: установка газопылеочистного оборудования, герметизация технологического и транспортного оборудования, сооружение сверхвысоких дымовых труб. Одна из основных мер предотвращения загрязнения атмосферного воздуха  строительство газоочистных сооружений и устройств. Наиболее распространены сухие инерционные золоулавливатели (батарейные циклоны) и электрофильтры. В мокрых инерционных золоулавливателях процесс осаждения частиц летящей золы осуществляется с участием воды.

При невозможности или нецелесообразности использования пылегазоулавливающих устройств применяют прием рассеивания загрязняющих веществ через высокие и сверхвысокие дымовые трубы. Этот метод не позволяет защищать воздушную среду от поступления токсичных примесей, но дает возможность существенно снизить их приземную концентрацию до уровня ПДК. Сущность метода заключается в том, что мощные потоки дымовых газов, двигаясь в трубе с высокой скоростью за счет естественной тяги, рассеиваются на значительном расстоянии от источника загрязнения.

Группа технологических мероприятий: улучшение технологии производства и сжигания топлива; создание новых технологий, основанных на частично или полностью замкнутых циклах, при которых исключаются выбросы вредных веществ в атмосферу. В то же время решается важная задача — утилизация и возвращение в производство ценных продуктов, сырья и материалов.

Группа планировочных мероприятий: оптимальное расположение промышленных предприятий с учетом "розы ветров", создание санитарно-защитных зон вокруг промышленных предприятий, вынос наиболее токсичных производств за черту города, рациональная планировка городской застройки, озеленение городов.

При проектировании, строительстве, реконструкции городов и других населенных мест необходимо учитывать "розу ветров", состояние атмосферного воздуха и прогноз его изменения. В городах не разрешается размещать промышленные предприятия, распространяющие пылевидные и газообразные выбросы и тем самым сильно загрязняющие атмосферный воздух. С учетом преобладания западных и северо-западных ветров в городах Беларуси промышленные предприятия размещаются преимущественно на восточных и юго-восточных окраинах.

Размещение, проектирование, строительство, ввод в эксплуатацию новых и реконструируемых промышленных и сельскохозяйственных комплексов, предприятий, сооружений и других объектов должно обеспечить сохранение нормативов качества атмосферного воздуха. Совокупность выбросов, а также вредных физических и других воздействий от проектируемых и действующих предприятий не должна приводить к превышению нормативов ПДК загрязняющих веществ в атмосферном воздухе. Субъекты хозяйствования, деятельность которых связана с выбросами загрязняющих веществ, должны оснастить источники выбросов сооружениями, оборудованием и аппаратурой для очистки этих выбросов, а также средствами контроля за количественным и качественным составом выбрасываемых веществ.

Планировочные мероприятия по оздоровлению окружающей среды включают также приемы застройки и озеленения территории города, функциональное ее зонирование, учет местных природно-климатических факторов, сооружение транспортных развязок, кольцевых дорог, использование подземного пространства и др. С целью охраны атмосферного воздуха на территориях населенных мест при размещении новых объектов и реконструкции действующих устанавливаются санитарнозащитные зоны. Санитарно-защитная зона — это территория вокруг предприятия, где возможно превышение ПДК для одного или нескольких загрязняющих веществ. Проживание людей в такой зоне не предусматривается, однако в крупных городах это правило часто не выполняется. Размер зоны определяется в зависимости от класса (токсичности) загрязнителя, типа промышленного предприятия и его производственной мощности. Санитарнозащитная зона должна быть озеленена газоустойчивыми древесно-кустарниковыми породами.

Большое значение для защиты атмосферного воздуха имеют мероприятия по озеленению городов и пригородных зон. Газозащитный эффект зеленых насаждений зависит от характера посадки, видового состава деревьев и кустарников, времени года.

Учитывая важную роль зеленых насаждений, в Беларуси последовательно проводится принцип озеленения населенных мест. В проектах застройки городских поселений отражается система мероприятий по созданию, сохранению и использованию зеленых насаждений для улучшения условий жизни населения, оздоровления воздушного бассейна, рационального использования природного ландшафта.

Состояние воздушной среды крупных и средних городов во многом обусловлено наличием пригородной зеленой зоны, занятой преимущественно лесами, лесопарками и другими зелеными насаждениями.

58. Пожарная безопасность. Системы, обеспечивающие пожарную безопасность.
Пожарная безопасность определяется как состояние объекта, при котором максимально исключается возможность пожара, а в случае его возникновения предотвращается воздействие на людей опасных факторов пожара и обеспечивается защита материальных ценностей.

Таким образом, пожарная безопасность обеспечивается комплексом мероприятий, предотвращающих возникновение пожара и системой пожарной защиты, обеспечивающей успешную борьбу с возникшим пожаром или последствиями взрыва.

Предотвращение пожара достигается комплексом профилактических мер, исключающих образование горючей среды, источников зажигания, поддержание температуры горючей среды ниже максимально допустимой до горючести и давления в горючей среде ниже максимально допустимого до горючести и др.

Предотвращение образования горючей среды обеспечивается регламентацией допустимых концентраций горючих газов, паров и взвесей в воздухе, а также кислорода или других окислителей.

Предотвращение образования в горючей среде источников поджигания достигается соответствующим исполнением, применением и режимом эксплуатации машин и механизмов, материалов и изделий, могущих явиться источником зажигания горючей среды, применением соответствующего электрооборудования и технологического процесса, устройством молниезащиты зданий и сооружений, регламентацией допустимой температуры нагрева поверхностей оборудования, допустимой энергией искрового разряда, ликвидацией условий для теплового, химического и микробиологического самовозгорания обращающихся веществ, материалов и изделий.

К профилактическим мерам также относятся: применение негорючих и трудногорючих веществ и материалов; ограничение количества горючих веществ; предотвращение распространения пожара за пределы очага; применение конструкций объектов с регламентированными пределами огнестойкости и горючести; создание условий для эвакуации людей; применение средств защиты людей и системы противодымной защиты; применение средств пожарной сигнализации и средств извещения о пожаре; организация пожарной охраны объекта и др.

Ограничение количества горючих веществ достигается регламентацией их количества (массы, объема), наличием аварийного слива, периодической очисткой помещений, коммуникаций и аппаратуры от горючих отходов, регламентацией рабочих мест, на которых используются пожароопасные вещества и др.

Изоляция горючей среды обеспечивается максимальной механизацией и автоматизацией технологических процессов, применением для пожароопасных веществ герметизированного оборудования и тары.

Предотвращение распространения пожара обеспечивается устройством противопожарных преград (стен, зон, поясов, защитных полос, занавесов и т.п.), применением средств, предотвращающих или ограничивающих розлив и растекание жидкостей при пожаре и др.

Профилактические меры по предотвращению пожаров условно можно разделить на организационные, эксплуатационные, технические и режимные.

Организационные мероприятия по обеспечению пожарной безопасности включают в себя:

• 
  организацию обучения персонала и граждан правилами пожарной безопасности;
  
• 
  разработку норм и правил по пожарной безопасности, инструкций о порядке работы с пожароопасными веществами и материалами, поведении людей при возникновении пожара и др.
  

Эксплуатационные мероприятия предусматривают соответствующую эксплуатацию оборудования, содержание зданий и территорий.

Технические меры заключаются в соблюдении противопожарных норм при сооружении зданий, устройстве отопления и вентиляции, выборе и монтаже оборудования, устройстве грозозащиты и защиты от статического электричества.

Режимные мероприятия направлены на ограничение или запрещение разведения огня, производства электро- и газосварочных работ, а также курение в неустановленных местах и др.

Система пожарной безопасности в Республике Беларусь состоит из комплекса экономических, социальных, организационных, научно-технических и правовых мер, а также сил и средств, направленных на предупреждение и ликвидацию пожаров.

Противопожарные мероприятия в зданиях и на территории предприятий

К противопожарным мероприятиям на промышленных предприятиях и в зданиях, применяемых с целью ограничения распространения и расширения пожара, относятся: зонирование территории предприятия; устройство противопожарных разрывов; устройство различных противопожарных преград (брандмауэры, перегородки, двери, ворота, люки, тамбуры, шлюзы, противопожарные зоны, водяные завесы и др.).

Зонирование территории предполагает группирование производственных объектов предприятия, родственных по функциональному назначению и признаку пожарной опасности в отдельные комплексы. С учетом рельефа местности и розы ветров объекты с повышенной пожарной опасностью располагают с подветренной стороны по отношению к объектам с меньшей пожарной опасностью.

Противопожарные разрывы между зданиями устанавливают для предупреждения распространения пожара с одного здания на другое. При их определении учитывают степень огнестойкости зданий.

При проектировании зданий предусматриваются пути эвакуации людей: эвакуационные выходы, пожарные лестницы, огнестойкие лестничные клетки, специальные балконы, площадки и переходы.

Для удаления дыма и газов из горящих помещений предусматриваются специальные дымовые люки, которые устанавливаются в подвальных помещениях, в перекрытиях складских и бесфонарных производственных зданиях.

98. Цепная реакция деления тяжелых ядер, условия ее протекания. Методы получения радиоактивного топлива для АЭС.

Одним из видов ядерных реакций является деление тяжелого атомного ядра ( и др.) на осколки под действием тепловых нейтронов.

Схему реакции деления ядра урана-235 при воздействии тепловым нейтроном можно представить следующим образом:



где и – осколки деления (дочерние ядра);

К – количество нейтронов, высвободившихся в процессе деления (равное 2 или 3);

Q – выделившаяся энергия.

Время, в течение которого происходит распад одного ядра с выделением осколков деления, нейтронов и энергии называют первым актом деления или первым поколением.

Дальнейшие исследования показали, что ядро урана в большинстве случаев делится несимметрично. При этом наиболее вероятным является деление на осколки, массы которых относятся как 2:3.

Удельная энергия связи для ядер средней массы, как известно, больше, чем у тяжелых ядер. Поэтому деление ядра урана должно сопровождаться выделением энергии, равной:



Следовательно, при делении ядра урана освобождается огромная энергия и подавляющая ее часть выделяется в виде кинетической энергии осколков деления.

При делении каждого ядра урана высвобождается несколько нейтронов. Относительное количество нейтронов в тяжелых ядрах заметно больше, чем в легких. Поэтому образовавшиеся осколки оказываются сильно перегруженными нейтронами. При этом большинство нейтронов испускается мгновенно, но часть их (около 0,8%), получившая название запаздывающих, испускается медленно. На каждый акт деления ядра урана приходится 2- 3 выделившихся нейтрона. Испускаемые при делении ядер вторичные нейтроны вызывают новые акты деления, т.е. цепную реакцию деления. Минимальное условие поддержания цепной реакции состоит в том, чтобы в среднем при делении каждого ядра возникал хотя бы один нейтрон, вызывающий деление следующего ядра.

Выход нейтронов в ядерной реакции деления характеризуют коэффициентом размножения нейтронов. Коэффициент размножения нейтронов К – это отношение числа нейтронов N_i i-го поколения к числу нейтронов предшествующего поколения N_i-1, т.е.



Скорость нарастания реакции определяется величиной коэффициента размножения нейтронов и средним временем жизни одного поколения нейтронов. Время жизни одного поколения 10^-7 … 10^-8 секунды.

Система, в которой К=1, называется критической системой. В этом случае цепная реакция идет с постоянным числом нейтронов, что имеет место при нормальной работе атомного реактора.

Если К<1, то система называется подкритической. Цепная реакция в ней нарастает или затухает при запуске или остановке реактора, что соответствует запуску или остановке атомного реактора.

При К>1 система называется надкритической. В ней идет цепная реакция с нарастающим числом нейтронов. При этом, из-за малого значения времени жизни одного поколения, число нейтронов увеличивается очень быстро, и реакция принимает взрывной характер, что характерно для ядерного взрыва.

При рассмотрении цепной реакции деления необходимо учитывать, что ядра различных элементов с различной вероятностью захватывают нейтроны, имеющие одинаковую энергию.

Однако такое представление о цепной реакции является идеализированным, так как в любой реальной системе возможен выход вторичных нейтронов из лавины вследствие следующих процессов: вылета нейтронов из зоны реакции через поверхность; захвата нейтронов ядрами примесей, продуктами реакции и т.д.; захвата нейтронов ядрами урана, которые, тем не менее, не приводят к реакции деления.

Ядерная цепная реакция может протекать при выполнении ряда условий:

1. 
   Уран-238 должен быть, по возможности, очищен от примесей с целью уменьшения захвата нейтронов и образования ядер плутония-239.
   
2. 
   В случае цепной реакции на быстрых нейтронах необходимо обогащение естественного урана-238 изотопом урана-235 (≈ 15%).
   
3. 
   Если цепная реакция планируется на тепловых нейтронах, то:
   
   1. 
      увеличивают процент обогащения урана-238 (более 20 %);
      
   2. 
      применяют замедлители, которые преобразуют быстрые нейтроны в тепловые. Это происходит за счет отбора кинетической энергии у быстрых нейтронов до энергии тепловых. В качестве замедлителей применяются вещества, имеющие малую плотность. Такими веществами являются тяжелая вода Д₂О (двуокись дейтерия) и углерод С (в виде графита).
      
4. 
   Необходимое понижение вероятности радиационного захвата нейтронов, достигается тем, что вместо однородной смеси урана и замедлителя (гомогенная система) применяются чередующиеся блоки этих веществ (гетерогенная система). При ее использовании, образовавшийся в уране быстрый нейтрон успевает уйти в замедлитель до достижения им резонансной энергии. Там он становится тепловым, после чего возвращается обратно в уран, где вступает в цепную реакцию. В гомогенной системе цепная реакция в естественном уране может протекать только при использовании самого дорогого замедлителя  тяжелой воды. В гетерогенной системе она идет в том случае, когда замедлителем служит более дешевый графит.
   
5. 
   Для осуществления цепной реакции наиболее выгодна система, форма которой близка к сферической. Для такой системы утечка нейтронов через поверхность будет минимальной.
   
6. 
   Цепная реакция будет протекать лишь в том случае, когда ядерного топлива будет достаточно. Минимальная масса топлива, при которой еще протекает ядерная реакция, называется критической массой. Значение критической массы зависит от геометрии ядерного топлива, ее структуры и материала отражателя нейтронов. Например, для сферы из чистого урана-235 критическая масса равна 9 кг. Но если тот же уран прослоен тонкими полиэтиленовыми пленками и окружен бериллиевым отражателем, то критическая масса снижается до 240 г. Отражатель служит для возвращения нейтронов в зону реакции.
   

Таким образом, цепную реакцию деления можно осуществить с использованием разных видов топлива и замедлителя:

1. естественного и слабообогащенного урана с тяжеловодным или графитовым замедлителем на тепловых нейтронах;

2. сильнообогащенного урана или искусственного ядерного топлива (плутония) без замедлителя на быстрых нейтронах.

Понятие о ядерном реакторе и принципе его работы

Ядерный реактор – это устройство, в котором осуществляется управляемая ядерная цепная реакция деления, сопровождающаяся выделением тепла и используемая для производства электроэнергии.

Атомные реакторы классифицируются по двум основным признакам: по взаимному расположению ядерного топлива и замедлителя (гетерогенные или гомогенные); виду нейтронов, участвующих в реакции деления (реакторы, работающие на тепловых или быстрых нейтронах).

Активная зона представляет собой цилиндрическую кладку, состоящую из отдельных, собранных в вертикальные колонны графитовых блоков, выполняющих роль замедлителя. В графитовых колонах проходит 1660 вертикальных технологических каналов, предназначенных для кассет с ядерным топливом. Ядерное топливо представляет собой таблетки черного цвета диаметром около 1 см и высотой – 1,5 см. Они содержат 2% изотопа 235 и 98% урана-238. Во всех случаях при таком составе ядерного топлива ядерный взрыв произойти не может, так как для лавинообразной стремительной реакции деления, характерной для ядерного взрыва, требуется концентрация урана-235 более 60%.

Двести таблеток ядерного топлива загружаются в трубки длиной 3,5 м, диаметром 1,35 см, изготовленной из циркониевого сплава. Такая трубка называется тепловыделяющим элементом (ТВЭЛ). Тепловыделяющие элементы собираются в кассеты, называемые «сборками».

Общая масса топлива, загружаемого в РБМК, составляет 190 т. В процессе работы реактора ТВЭЛы охлаждаются потоками теплоносителя, проходящими по технологическим каналам. В качестве теплоносителя используется обыкновенная вода.

Активную зону реактора окружают отражателем нейтронов, способствующим уменьшению утечки нейтронов из активной зоны путем их отражения обратно в зону.

Для управления ядерной реакцией, происходящей в ТВЭЛах, в специальные каналы вводятся регулирующие стержни, которые могут свободно перемещаться по специальным каналам.

Вокруг активной зоны реактора располагается биологическая защита от мощных потоков нейтронов, а также от альфа-, бета- и гамма-излучений. В качестве многометрового слоя биологической защиты используется углеродистая сталь, песок, бетон, галька и вода.

Принцип работы реактора типа РБМК состоит в следующем. В результате деления ядер урана-235 вторичные быстрые нейтроны выходят из ТВЭЛов и попадают в графитовый замедлитель. Проходя по замедлителю, они теряют часть своей энергии и, уже являясь тепловыми, вновь попадают в ТВЭЛы и участвуют в дальнейшем процессе деления ядер урана-235. Энергия цепной ядерной реакции выделяется в виде кинетической энергии осколков деления, вторичных нейтронов, альфа- и бета-частиц, гамма-квантов и некоторых других элементарных частиц. В результате этого происходит разогрев ТВЭЛов и графитовой кладки замедлителя. Теплоноситель, в качестве которого используется вода, двигаясь в технологических каналах снизу вверх под давлением 70 атм, охлаждает активную зону реактора. В результате происходит нагрев теплоносителя до 284 ˚С. При этом происходит частичное превращение теплоносителя в пар.

Пароводяная смесь попадает по трубопроводам в сепаратор, который служит для отделения воды от пара (рис. 3.1).



Рис. 3.1. Принципиальная схема АЭС с РБМК: 1 – активная зона реактора; 2 – поток теплоносителя; 3 – сепаратор; 4 – паровая турбина; 5 – генератор электрического тока; 6 – технологический конденсатор; 7 – циркуляционный насос.

Насыщенный пар под давлением попадает на лопасти турбины, связанной с генератором электрического тока. Оставшийся пар направляется в технологический конденсатор, конденсируется, смешивается с теплоносителем, поступающим из сепаратора, и под давлением, создаваемым циркуляционным насосом, вновь поступает в технологические каналы активной зоны реактора.

Состояние реактора с точки зрения критичности (способности к поддержанию цепной реакции деления) характеризуют реактивностью . На реактивность реактора большое влияние оказывают температура и образование новых радиоактивных ядер. При этом наблюдается очень сложное изменение реактивности при нагреве реактора, которое называют температурным эффектом и характеризуют температурным коэффициентом реактивности (α_т). Температурный коэффициент показывает изменение реактивности реактора при нагреве ядерного топлива на 1˚К.

Работа реактора в стационарном и переходном режимах устойчива при отрицательном температурном коэффициенте α_т. В этом случае реактор является саморегулирующимся, т.е. способным при температурных возмущениях приходить в стабильное состояние без включения системы регулирования.

В реакторах с положительным α_т случайное повышение температуры вызывает рост мощности реактора и требуется ее регулировка.

Во время работы реактора состав активной зоны значительно изменяется за счет появления новых радионуклидов, разнообразных радиоактивных превращений. Эти процессы приводят к снижению реактивности реактора. Если снижение реактивности обусловлено появлением в активной зоне нуклидов, хорошо поглощающих нейтроны, то такое снижение реактивности называют отравлением реактора. Если в реакторе появляются нуклиды, сравнительно слабо поглощающие нейтроны, то образуются шлаки, а сопутствующий процесс снижения реактивности называют шлакованием.

Процессы отравления и шлакования непосредственно связаны с дополнительной потерей нейтронов в активной зоне, поэтому для компенсации происходящего снижения реактивности необходимо увеличить начальную загрузку ядерного топлива по сравнению с критическим значением.

Оперативное изменение коэффициента размножения нейтронов, удержание реактора в критическом и подкритическом режимах осуществляется системой управления и защиты (СУЗ), которая выполняет три основные функции:

1. 
   компенсацию избыточной реактивности;
   
2. 
   изменение мощности реактора, включая его пуск и остановку, а также поддержание мощности при случайных колебаниях параметров;
   
3. 
   аварийную защиту реактора (быстрое и надежное гашение цепной реакции деления).
   

В соответствии с функциями СУЗ поглощающие стержни разделяют на три группы: стержни автоматического регулирования, компенсирующие стержни и стержни аварийной защиты.

Стержни автоматического регулирования предназначены для регулировки тепловой мощности реактора. Если температурный коэффициент становится положительным, тогда стержни автоматической регулировки вводятся в активную зону.

Компенсирующие стержни предназначены для компенсации избыточной реактивности в реакторе. Во время работы реактора эти стержни введены в активную зону и по мере его эксплуатации выводятся из нее. Полностью будут выведены из зоны после того, когда ядерное топливо потеряет реактивность и необходима будет его замена.

Стержни аварийной защиты вводятся в активную зону с максимальной скоростью для остановки реактора в аварийной ситуации.

Достоинством реактора РБМК является возможность замены ТВЭЛов без остановки реактора и возможность поканального контроля его состояния. К недостаткам реактора РБМК следует отнести низкую стабильность работы на малых ядерных уровнях мощности; недостаточное быстродействие системы управления и использование одноконтурной схемы.

Задача (II тип). Рассчитать ИЗВ, степень разбавления сточных вод, сбрасываемых в водоемы и водотоки, используемые для рыбохозяйственных целей. Исходные данные приведены в табл. 2.1., 2.2. и 2.3
Таблица 2.1

Исходные гидрологические данные

Номер варианта	Расход воды в русле реки, м3/с	Средняя глубина Н, м	Vср, м/с	Коэфф. извилистости
1	1,05	0,85	0,45	1,06

Таблица 2.2

Данные для расчета ИЗВ

Наименование показателей, мг/дм3	Варианты	ПДК, мг/дм3
	1
	Расход сточных вод, м3/с
	0,015
	Концентрация загрязняющих веществ в выпускаемых сточных водах, мг/дм3/ до вы
1. Растворенный кислород	0,03	6,0
2. БПК (биохимическое потребление кислорода)	1,8	3,0
3. Азот аммонийный	0,11	0,39
4. Азот нитратный	0,01	0,08
5.Фосфор фосфатный	0,2	0,89
6. Нефтепродукты	-	0,05

Таблица 2.3

Данные для расчета степени разбавления п сточных вод

Наименование показателей, мг/дм3	Варианты	ПДК, мг/дм3
	1
	Расход сточных вод, м3/с
	0,015
	Концентрация загрязняющих веществ в выпускаемых сточных водах, мг/дм3/ до вы до выпуска, мг/дм3
Cульфат меди (СuSO4)	5,5/0,05	0,5

Решение:

1. 
   Рассчитываем значение ИЗВ, по формуле 
   

Делаем вывод, что вода умеренно загрязненная.

2. 
   Для определения степени разбавления nсточных вод, сбрасываемых в непроточные водоемы, используется уравнение:
   

где – концентрация загрязняющего вещества в выпускаемых сточных водах;

 и (С = ПДК) – концентрация загрязняющих веществ в водоеме до и после выпуска соответственно.

Найдем степень разбавления nсточных вод, сбрасываемых в непроточные водоемы:



Разбавление сточных вод, сбрасываемых в водотоки, определяется по формуле:



где Q  расход воды в водотоке, м³ / с,

q – расход сбрасываемых сточных вод, м³/с,

а – коэффициент смешения сточных вод с водой водотока, который рассчитывается по формуле:



где  коэффициент, учитывающий гидравлические факторы смешения сточных вод с водой водотока, определяется по формуле:



где  коэффициент извилистости водотока, равный отношению расстояний между выпуском и контрольным створом по фарватеру и по прямой,

 коэффициент, принимаемый в зависимости от типа выпуска ( при береговом и при русловом выпуске),

E коэффициент турбулентной диффузии, определяемый по формуле:



где V_СР – средняя скорость течения воды, м/с;

H_СР – средняя глубина водотока на участке между выпуском сточных вод и контрольным створом, м.

Найдем коэффициент турбулентной диффузии E:



Найдем коэффициент , учитывающий гидравлические факторы смешения сточных вод с водой водотока:



Найдем коэффициент а смешения сточных вод с водой водотока:



Найдем степень разбавления сточных вод, сбрасываемых в водотоки:



Ответ: степень разбавления nсточных вод, сбрасываемых в непроточные водоемы, равна 273,5;

степень разбавления n сточных вод, сбрасываемых в водотоки, равна 35,153.

Задача IX (1)

Определите нормируемые параметры микроклимата в рабочей зоне производственного помещения при следующих исходных данных:

Вид работы: обработка экспериментальных данных;

Период года: холодный.

Решение:

1. 
   Нормируемые показатели микроклимата определяются по Санитарным нормам и правилам «Требования к микроклимату рабочих мест в производственных и офисных помещениях» (Постановление Министерства здравоохранения Республики Беларусь 30 апреля 2013 № 33).
   
2. 
   Обработку экспериментальных данных можно отнести к категории Iа: работы с интенсивностью энергозатрат до 120 ккал/час (до 139 Вт), производимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением.
   
3. 
   Обработку экспериментальных данных можно отнести к работам операторского типа, связанную нервно-эмоциональным напряжением. Следовательно, в помещении должны создаваться оптимальные микроклиматические условия.
   
4. 
   Таким образом, значения оптимальных показателей микроклимата в холодный период года:
   

1. 
   температура воздуха t = 22-24 ˚C;
   
2. 
   относительная влажность  = 40–60%;
   
3. 
   скорость движения воздуха V = 0,1 м/с.
   

Ответ: значения оптимальных показателей микроклимата в холодный период года:

4. 
   температура воздуха t = 22-24 ˚C;
   
5. 
   относительная влажность  = 40–60%;
   
6. 
   скорость движения воздуха V = 0,1 м/с.
   

Задача XX (2)

Начальная активность A₀ радия ²²⁶Ra составляет Бк. Рассчитать активность этого вещества через 1400 лет.

Решение:

1. 
   Из приложения 5 задачи XIX типа находим период полураспада радия ²²⁶Ra. Он равен 1600 лет.
   
2. 
   Определяем активность этого вещества через 1400 лет из выражения:
   

Ответ: активность радия ²²⁶Ra через 1600 лет составляет 0,5∙10⁹ Бк.

ЛИТЕРАТУРА

1. 
   Михнюк, Т.Ф. Охрана труда. Учебник (с грифом Министерства образования Республики Беларусь) / Т.Ф. Михнюк.  Минск: «ИВЦ МинФина», 2009. – 365 с.
   
2. 
   Асаенок И.С. Радиационная безопасность: Учеб. пособие / И.С. Асаенок, А.И. Навоша. – Минск: Бестпринт, 2004. – 105 с.
   
3. 
   Санитарные нормы и правила «Требования к микроклимату рабочих мест в производственных и офисных помещениях» (Постановление Министерства здравоохранения Республики Беларусь 30 апреля 2013 № 33).
   
4. 
   Асаенок, И.С. Оценка ионизирующих излучений и методы защиты от них: методическое пособие к практическим занятиям / И.С. Асаёнок. – Минск: БГУИР, 2003.  41 c.
   
5. 
   Бражников, М. М. «Водные ресурсы и их использование»: метод. пособие для практич. занятий / М.М. Бражников, А.С. Калинович, П.И. Кирвель. – Минск: БГУИР, 2011. – 26 с.