tema4_4a (Лекции - Гражданская Оборона), страница 2

Замечание

Для населения, проживающего в зоне загрязнения длительное время (при уровнях не выше установленных действующими нормами), большую роль играет внутреннее облучение. Поэтому в качестве основного параметра, характеризующего степень опасности, используют не уровни радиации (при­годны только для расчетов внешнего облучения) , а активность радионук­лидов.

В частности, степень загрязнения местности характеризуют поверх­ностной активностью, выражаемой в Бк/м.кв., Ки/м.кв.,Ки/км.кв и т. п.. Таким образом возникает необходимость в переводе единиц активности в единицы мощности дозы.

2.Оценка радиационной обстановки по данным дозиметрического контроля и разведки.

Подготовительные операции

Определение скорости распада смеси радионуклидов n при известном времени аварии.

Оценка радиационной обстановки по результатам замеров, полученных при дозиметрическом контроле (разведке) местности, начинается с определения скорости распада смеси радионуклидов, что обеспечивает возможность использования основного выражения (1) при решении всех задач, решаемых при оценке обстановки.

Значение коэффициента n зависит от состава радионуклидов в аварийном выбросе, произошедшем на радиационно опасном объекте (РОО).

При аварийных выбросах из реактора радионуклидный состав будет зависеть от многих факторов - типа реактора, времени его работы до аварии, характера выброса и других, поэтому значение коэффициента n заранее неизвестно, но его можно определить по данным радиационного контроля после выпадения осадков.

Из выражения (1) следует:

(2)

где Р_I/Р_II - отношение уровней радиации при первом и втором измерениях, проведенных в одной и той же точке,

t_II/t_I - отношение времен второго и первого измерений, отсчитываемых от момента аварии.

Значение коэффициента по двум замерам при известном времени аварии может быть найдено расчетом по формуле (2) или с использованием данных, приведеных в табл.1 и табл.2 методического пособия 1993г.

Определение n при неизвестном времени начала отсчета.

В случаях, когда при аварии происходит несколько выбросов (например, при аварии на ЧАЭС произошло три крупных выброса с интервалом в несколько дней), ни одно из времен отдельного выброса или их среднее нельзя принимать за время начало отсчета (время аварии). Это связано с тем, что состав каждого отдельного выброса при этом учитываться не будет, поэтому использовать в таких случаях формулу (2) не представляется возможным. Для учета суммарного воздействия от всех выбросов следует произвести несколько замеров и по их результатам попытаться определить параметры осредненной (суммарной) кривой спада уровня радиации.

В такой ситуации воспользуемся следующим свойством выражения (1). Запишем выражение (1) в следующем виде

P_It_Iⁿ = P_IIt_IIⁿ = P_IIIt_IIIⁿ = const

где индексы _I, _II, _III относятся соответственно к первому, второму и третьему замерам. Обратим внимание на то, что это выражение можно прологарифмировать

ln P_I + n ln t_I = ln P_II + n ln t_II = ln const

Затем продифференцируем результат логарифмирования и перейдем к конечным разностям

Если проводить замеры через равные промежутки времени t , то для определения n будет достаточно трех замеров, для которых получим

и

Исключив из последнего выражения время получим формулу для расчета коэффициента n при нескольких выбросах

(3)

Замечание: при расчете необходимо учитывать для n не менее двух знаков после запятой.

После определения n появляется возможность определить необходимое для дальнейших расчетов условное время аварии - условную точку на оси времени, принимаемую при нескольких выбросах за начало отсчета.

Для определения времени отсчета используется формула для расчета интервала времени между условным временем аварии и первым произведенным замером:

(4)

где t - интервал между замерами.

Для удобства дальнейших расчетов целесообразно пользоваться третьей величиной, определяемой на предварительной стадии расчетов - уровнем радиации на время, равное одному часу после начала отсчета Р₁ , определяемо также из выражения (1) P_It_Iⁿ = P_IIt_IIⁿ = const = Р₁ :

(5)

(В дальнейшем следует быть внимательным: арабские индексы уровней обозначают время в часах, измеряемое от начала отсчета, а римские индексы - это номера замеров).

Пример 1.

Типичное условие задачи оценки обстановки после аварии на РОО начинается так:

Уровни радиации, замеренные в 11-00, 11-30 и 12-00 составили 1,5 Гр/ч, 1,35 Гр/ч, 1,24 Гр/ч.

Начинать решение следует с определения n и условного времени аварии, т.е. момента, принимаемого за начало отсчета.

1) Интервал между замерами t постоянный и равен 30 мин, значит для расчета n можем воспользоваться формулой (3):

= 0,45

2) Интервал времени между первым замером и условным временем аварии определим по формуле (4):

Следовательно временем отсчета в данном случае будет 11⁰⁰ - 2 = 9⁰⁰ часов.

Уровень радиации на один час после аварии, т.е. на 10-00 будет равен:

= 1,5 2^0,45 = 2,05 Гр/ч

Пример 2.

Определить уровни радиации на 1 час после аварии, если n = 0,6 , а уровень , замеренный через 35 часов равен 0,03 Гр/ч.

Из (5) получаем

P₁ = P₃₅ (35/1)^0,6 =0,25 Гр/ч.

Решение задач по оценке обстановки после аварии на РОО рекомендуется начинать с расчета величин n, t_I , P₁ .

Определение уровней радиации на загрязненной местности на заданное время (Приведение уровней радиации к одному времени после аварии).

При проведении дозиметрического контроля местности в различных ее точках фиксируются уровни радиации в определенные, произвольно складывающиеся, моменты времени. Для удобства нанесения зон загрязнения на карту и решения задач по оценке обстановки уровни радиации целесообразно приводить к конкретному времени: на 1 час после аварии, на 2, 3 и т. д. часа.

Перерасчет уровня радиации в данной точке местности на требуемое время производится с использованием выражения (1):

откуда

(6)

Пример 3.

Определить уровень радиации на 100 часов после аварии, если на 10часов он равен 0,40 Гр/ч , а n = 0,7.

Из (6) получаем

P₁₀₀ = P₁₀ (10/100)^0,7 =0,08 Гр/ч.

Определение доз облучения, полученных за время пребывания на загрязненной местности.

В соответствии с принятым положением о том, что уровень радиации может быть принят равным мощности поглощенной дозы, интегрированием получаем выражение для расчета доз:

; (7)

Пример 4.

Уровень радиации на 3 часа после аварии равен 0,035 Гр/ч. Определить дозу облучения, которую могут получить спасатели, если они начнут работы через 5 часов, а закончат через 10 часов после аварии. Коэффициент n =0,3.

Сначала определим уровни на 5 и на 10 часов после аварии :

Р₅ = 0,035 · (3/5)^0,3 = 0,0296 ~ 0,03 Гр/ч

Р₁₀ = 0,035 · (3/10)^0,3 = 0,0243 ~ 0,025 Гр/ч

Теперь можем рассчитать дозу (7)

D =(0,025 · 10 - 0,03 · 5)/(1-0,3) = 0,143 Гр

Пример 5.

Уровни радиации, замеренные в 12.30, 13.00 и в 13.30 соответственно равны 0,20 Гр/ч, 0,18 Гр/ч и 0,165 Гр/ч.

Определить дозу облучения, которую могут получить люди, находящиеся в противорадиационном укрытии (ПРУ) с К_осл = 100 за период времени с 70 ч по 100 ч после аварии:

1).Определяем коэффициент n по формуле (3):

= 0,5

2).Определяем время аварии (4):

3).Определяем Р₇₀ и Р₁₀₀ (6):

Р₇₀ = 0,20 (2/70)^0,5=0,0343 Гр/ч

Р₁₀₀ = 0,20 (2/100)^0,5 = 0,0286 Гр/ч .

4). Дозу определяем по формуле (7)

D = (0,0286 · 100 - 0,0343 · 70 ) = 0,399/50 = 0,00798 Гр

Определение допустимого времени пребывания людей в зоне радиоактивного загрязнения.

Преобразованием (7) можно получить выражение для времени выхода из зоны облучения, при котором полученная за время пребывания доза не превысит допустимое значение:

(8)

где Р_вх - уровень радиации в момент времени t_вх .

Время пребывания

Пример 6.

Уровень радиации в месте проведения работ на 1 час после аварии Р₁ = 0,0645 Гр/ч.

Определить допустимую продолжительность работы при следующих условиях:

-коэффициент n = 0,5,

-коэффициент ослабления К_осл = 1,

-начало работы через 10 часов после аварии,

-заданная доза облучения 0,10 Гр.

Уровень радиации при n=0,5 на 10 часов после аварии, т.е. на время входа :

Р₁₀ = 0,0645 (1/10)^0,5 = 0,02 Гр.

По формуле (8) :

t_вых =10 ((0,5 · 10)/(0,02 · 10)+1)^0,5 = 15,6 ч.

Продолжительность работы:

T = t_вых - t_вх = 15,6 - 10 = 5,6 ч.

Определение допустимого времени начала работ.

Преобразованием формулы (8) можно получить:

(9)

По выражению (9) построенa таблица (см. Приложение), где входами являются величины t_вх/T и n , а величина b равна

(10)

При определении допустимого времени начала работ в качестве дозы используется значение D_доп .