ОЦЕНКА ОБСТАНОВКИ ПРИ АВАРИИ НА РАДИАЦИОННО ОПАСНОМ ОБЪЕКТЕ. Лаб_раб_№13_рад_обст. Лабораторная работа 13 Расчет зоны поражения при аварии на Радиационно опасном объекте
 Скачать 97 Kb.
|
|
Лабораторная работа №13 Расчет зоны поражения при аварии на Радиационно опасном объекте Цель работы: освоить методику расчета последствий радиационной аварии, при которой произошел неконтролируемый выброс радиоактивных веществ в окружающую среду. Теоретическая частьОбеспечение безопасности, защиты населения и территорий при ЧС, вызванных стихийными бедствиями и др., является одним из главных направлений государственной политики РФ, которую призвано решать МЧС России. Для успешного решения такой задачи важно знать теоретические основы предмета и методики оценки обстановки в ЧС. Под инженерной обстановкой понимается совокупность последствий воздействия аварий, катастроф, стихийных бедствий и применения современных средств поражения, оказывающих влияние на жизнедеятельность рабочих, служащих объекта экономики, населения и устойчивую работу объектов экономики. Оценка инженерной обстановки производится с целью определения объема и характера разрушений (зоны ЧС) и расчета необходимых сил и средств для проведения аварийно-спасательных и других неотложных работ, т.е. ликвидации последствий ЧС. Она включает: − определение масштаба (зоны ЧС), степени разрушения объекта и его элементов; − анализ влияния разрушений и других негативных воздействий ЧС на население и устойчивость функционирования объекта экономики − разработку предложения по организации и ведению аварийно-спасательных и других неотложных работ. Под радиационно-опасными понимаются объекты, использующие в технологических процессах или имеющие на хранение радиоактивные вещества, которые в случае аварии вызывают опасные для здоровья людей и окружающей среды загрязнения. К радиационно-опасным относятся: атомные станции различного назначения; предприятия по регенерации отработанного топлива и временному хранению радиоактивных отходов; научно-исследовательские организации, имеющие исследовательские реакторы или ускорители частиц; морские суда с энергетическими установками; хранилища ядерных боеприпасов; полигоны, где проводятся испытания ядерных зарядов. Из перечисленных радиационно-опасных объектов наибольшим количеством радиоактивности обладают работающие ядерные реакторы. Чем больше мощность реактора, тем большее количество продуктов деления накапливается в нем за одно и то же время работы. Их суммарная радиоактивность зависит также от времени работы реактора в период между его остановками для очередной (плановой) профилактики. Величину этой радиоактивности можно вычислить теоретически. Например, в аварийном реакторе Чернобыльской АЭС накопленная радиоактивность на день аварии составила 2 000 МКи. Объектом повышенной радиационной опасности являются атомные электростанции. В России действует 7 АЭС с 25 реакторами, кроме того, в городах Воронеже и Нижнем Новгороде построены 2 станции теплоснабжения для обеспечения населения горячей водой и теплом, 113 исследовательских ядерных установок находятся в научных учреждениях. Радиационная авария - авария с выбросом радиоактивных веществ в окружающую среду, атмосферу, водоемы, которая может привести к облучению населения за пределами санитано-защитной зоны предприятия в течение 1 года с момента аварии свыше установленных дозовых критериях при его нормальной деятельности. Радиационные аварии подразделяются на 3 типа: Локальные— нарушение в работе РОО, при котором не произошел выход радиоактивных продуктов или ионизирующих излучений за предусмотренные границы оборудования, технологических систем, зданий и сооружений в количествах, превышающих установленные для нормальной эксплуатации предприятия значения; Местная— нарушение в работе РОО, при котором произошел выход радиоактивных продуктов в пределах санитарно-защитной зоны и в количествах, превышающих установленные нормы для данного предприятия; Общая — нарушение в работе РОО, при котором произошел выход радиоактивных продуктов за границу санитарно-защитной зоны и в количествах, приводящих к радиоактивному загрязнению прилегающей территории и возможному облучению проживающего на ней населения выше установленных норм. К типовым радиационно опасным объектам относятся: атомные станции, предприятия по изготовлению ядерного топлива, по переработке отработанного топлива и захоронению радиоактивных отходов, научно-исследовательские и проектные организации, имеющие ядерные реакции, ядерные энергетические установки на транспорте. Причины аварий, как правило, связаны с нарушением барьеров безопасности, предусмотренными для каждого атомного реактора, в процессе его эксплуатации. Причиной ядерной аварии может быть также образование критической массы при перегрузке, транспортировке и хранении тепловых входящих элементов. В тяжелых случаях нарушения контроля и управления цепной ядерной реакцией могут произойти тепловые и ядерные взрывы. Тепловой может возникнуть тогда, когда вследствие быстрого неуправляемого развития реакции резко возрастает мощность и происходит накопление энергии, приводящей к разрушению реактора со взрывом. По причинам возникновения аварии на АС подразделяются на проектные и запроектные. Авария, исходные события (причины) которой устанавливается действующей нормативно-технической документацией, а обеспечение безопасности при этом предусмотрено проектом АС, называется проектной. Причинами проектных аварий, как правило, являются исходные события, связанные с нарушением барьеров безопасности, предусмотренные проектом каждого реактора. Запроектной называют аварию, развитие которой отклоняется от протекания возможных проектных аварий и обеспечение безопасности при которой не могло быть предусмотрено проектом. Наибольшую опасность как для обслуживающего персонала, так и для населения, проживающего вблизи АЭС, представляет авария с разрушениями активной зоны, при которой происходит массовый выброс радиоактивных веществ во внешнюю среду. Основным поражающим фактором при аварии на АЭС является радиоактивное загрязнение местности, источником которой является ядерный реактор, содержащий ядерное топливо 238U+235U(2-5%). В активной зоне реактора: 1) Под действием нейтронов происходит деление ядер урана 238U с образованием большого количества радиации и около 300 изотопов 35 химических элементов. 2) Под действием нейтронов ядра 238U распадаются с образованием трансурановых -активных элементов 239Pu, 241Am, 242Ku, 243Ku. 3) Под действием потока нейтронов в результате наведенной энергии образуются изотопы Fe, Mn, Co Фазы аварий на радиационно опасных объектах1. Начальная – период времени предшествующий выбросу радиоактивных веществ в окружающую среду. Период обнаружения возможности облучения населения за пределами санитано защитной зоны предприятия. В случае быстротечности аварии начальная фаза может отсутствовать. 2. Ранняя (фаза острого облучения). Период выброса радиоактивных веществ в окружающую среду. Период формирования обстановки непосредственно под влиянием выброса в местах проживания населения. Длится от нескольких минут до нескольких суток. 3. Промежуточная. Период времени, в течение которого отсутствует дополнительное поступление радиоактивных веществ в окружающую среду. Формируется граница загрязненной территории. Продолжается от нескольких часов до нескольких недель. Для разовых выбросов радиоактивных веществ эту фазу прогнозируют от 7 до 10 дней. 4. Поздняя (фаза восстановления) фаза. Период возврата к нормальным условиям жизнедеятельности людей. Длится от нескольких недель до десятков и сотен лет. Длительности поздней фазы зависит: - Мощности выброса радиоактивных веществ; - Радионуклидного состава выброса - Характера и размера загрязненного района - Эффективности мер радиационной защиты Барьеры безопасности для работы АЭС Для обеспечения надежной работы АЭС и радиационной безопасности персонала и населения, проектами предусматриваются соответствующие системы безопасности. Например, на АЭС с водно-паровым энергетическим реактором имеется пять барьеров безопасности. Это независимые друг от друга препятствия на пути ионизирующих излучений от топлива до окружающей среды. Первым барьером является само ядерное топливо. Оно изготавливается в виде таблеток, удерживающих в себе большую часть продуктов деления. Второй защитный барьер — герметичные оболочки ТВЭлов, способные длительное время противостоять давлению газообразных продуктов деления. Третий барьер — корпус реактора, изготовленный из стали и имеющий толщину несколько десятков миллиметров. Четвертый барьер — бетонная шахта гермопомещения реактора. Пятый барьер — защитный корпус станции. На атомных станциях теплоснабжения дополнительным барьером служит страховочный корпус. В результате ослабления ионизирующих излучений барьерами безопасности облучение населения, проживающего вблизи от АЭС типа ВВЭР при ее безаварийной работе, не превышает 0,2 мбэр в год. Практическая частьПроведите оценку последствий радиационной аварии, используя алгоритм представленный в Приложении. Исходные данные для расчетов представлены в таблицах 1-3. Студент выбирает себе вариант, номер которого соответствует последней цифре зачетной книжки (студенческого билета). ЗАДАНИЕ: Оценить опасность проистекающую от предложенного радиационно опасного объекта с точки зрения гражданской обороны. Сценарий чрезвычайной ситуации. Произошла радиационная авария на предприятии, относящемуся к категории радиационно опасного объекта с выбросом в окружающую среду (атмосферу) радиоактивных веществ, количество которых не установлено. Необходимо Рассчитать уровень радиации на каждый час после аварии в течение А часов. Определить максимальное время пребывания персонала РОО в убежище (tЗС) при заданном уровне экспозиционной дозы (Dзад1). Определить время начала аварийно-восстановительных работ (TАВР) в зоне радиоактивного заражения. Определить число рабочих смен (N) до конца выполнения аварийно-восстановительных работ. Определить время начала преодоления зоны радиоактивного заражения подразделением ГОЧС (tГОЧС). Составить выводы о тактике проведения аварийно-восстановительных работ и возвращению РОО к реживу нормальной хозяйственной деятельности. Алгоритм расчета1) Уровень радиации на каждый час после аварии в течение А часов рассчитывается с использованием закона изменения уровней радиации на радиоактивно зараженной местности:  где P0 - уровень радиации в рассматриваемый момент времени t0 после аварийного выброса РВ (ядерного взрыва); Pt - уровень радиации в рассматриваемый момент времени t после аварийного выброса РВ (ядерного взрыва); n - показатель степени, характеризующий величину спада радиации во времени и зависящий от изотопного состава радионуклидов (при ядерном взрыве n = 1.2; при аварии на Чернобыльской АЭС (ЧАЭС) n = 0.4). Повторяя операцию расчета А раз необходимо получить прогноз радиационной обстановки на ближайшее после аварии время (12 или 24 часа). 2) Для определения максимального времени пребывания персонала РОО в убежище (tЗС) при заданном уровне экспозиционной дозы (Dзад1) необходимо воспользоваться правилом интегрального воздействия радиоактивного излучения на живой организм, а именно, уровень радиационного поражения полученный человеком за предыдущий час нужно сложить с тем уровнем, который будет получен за следующий. Операцию сложения повторять до тех пор пока не наберется Dзад1 уровень облучения (и потребуется срочная эвакуация персонала из защитного сооружения). При оценке следует напомнить, что персонал укрыт в защитном сооружении и уровень радиации в нем в Косл1 раз меньше чем на открытой местности. 3) Для определения времени начала работ (tАВ) числа смен (N) до конца выполнения аварийно-восстановительных работ при заданном уровне радиации (Dзад2) командиру подразделения необходимо принять решение о времени работы 1-ой рабочей смены (обычно не более 30 минут и не менее 10-15 минут). Рассчитать время начала работ, исходя из заданной величины уровня радиактивного облучения Dзад2 установленной для персонала рабочих смен. Следует напомнить, что персонал может осуществлять работы как на открытой местности (в этом случае Косл2=1) и в закрытых помещениях или на производственных участках с некоторым уровнем защиты от внешнего облучения. Если персонал осуществляет работы при коэффициенте ослабления Косл2 более единицы, то уровень радиации на данном участке в Косл2 раз меньше чем на открытой местности. Затем зная общее время отведенное на выполнение всех работ рассчитать число рабочих смен, учитывая, что уровень радиации на местности изменяется с течением времени, а величина Dзад2 остается постоянной. 4) Для определить времени начала преодоления зоны радиоактивного заражения подразделением ГОЧС (tГОЧС). Для этого необходимо (а) рассчитать время, которое сотрудники ГОЧС будут находиться в движении из населенного пункта на РОО, для этого расстояние от населенного пункта до РОО необходимо разделить на среднюю скорость движения; (б) учитывая величину Dзад3 полученную за время движения по пропорции пересчитать на 1 час (экспозиционная доза всегда рассчитывается на 1 час, изменением уровня радиации на местности в течение одного часа пренебрегают) рассчитать какую дозу облучения получат сотрудники подразделения ГОЧС во время своего движения; (в) если движение осуществляется на автомобильном транспорте, то важно учесть Косл3 транспортного средства, таким образом, что в самом транспортном средстве уровень радиоактивного облучения в Косл3 раз меньше, чем на открытой местности; (г) заражение местности радиоактивными веществами осуществляется неравномерно, поэтому движение будет осуществлено по нескольким участками с различным уровнем заражения:
РОО подразделение ГОЧС НП т.е. весь путь движения состоит из четырех участков, на которых уровень заражения снижается в два раза по отношению к предыдущему участку, если движение занимает меньше одного часа, то уровень радиоактивного облучения полученный сотрудниками ГОЧС усредняется Рср. Получив величину Рср. необходимо вычислить истинную величину радиоактивного заражения местности выведя ее из следующего выражения  ; (д) определить на какой час после ЧС на радиационно опасном объекте подразделение ГОЧС сможет преодолеть зону заражения и оказать помощь персоналу РОО в ликвидации последствий ЧС.По окончании моделирования необходимо составить выводы о сложившейся на РОО обстановке и порядке действий персонала РОО и подразделений ГОЧС. Таблица 1. Исходные данные
Таблица 2. Исходные данные
Таблица 3. Исходные данные
Вопросы к лабораторной работе 1. Что такое радиационно опасный объект? Дайте определение приведите примеры. 2. Какую опасность представляет собой РОО? 3. Что такое радиационная авария? 4. Классификация радиационных аварий. 5. Типы радиационных аварий. 6. Поражающие факторы радиационных аварий. 7. Фазы радиационных аварий. 8. Барьеры безопасности РОО. |
