4.2. Оцінка радіаційної обстановки у районі дійневоєнізованих формувань ЦО при аварії на АЕС

магниевый скраб beletage

Оцінку радіаційної обстановки можна здійснювати ме-тодом прогнозування і за даними розвідки, враховуючи джереларадіоактивного зараження.

Визначення розмірів зон радіоактивного зараження здійсню-ється за даними розвідки, отриманими за допомогою вимірюва-льних приладів, які дозволяють встановлювати рівні радіації намісцевості і ступінь забруднення радіоактивними речовинами по-верхонь.

Визначення розмірів зон радіоактивного забруднення радіоак-тивними речовинами необхідно прогнозувати для прийняття за-хисних заходів.

Величина активності продуктів ділення може досягати 109 Кі.Основна активність (99,9 %) зосереджена в самому ядерному па-ливі. Розміщення реактора потужністю 1000 МВт за загальнимвиходом довгоживучих радіонуклідів і зараженню місцевості (поцезію-137) еквівалентне вибуху близько 50 ядерних боєприпасівпотужністю в 1 Мт.

Радіоактивне зараження при аварії АЕС може відбуватися зарахунок викиду парогазової фази (аварія без руйнування активноїзони).

Можлива висота викиду — 150—200 м, час викиду 20—30 хв.Склад радіоактивних ізотопів: ксенон, криптон, йод.

Більш серйозною аварією є викид продуктів ділення з реакто-ра (аварія з руйнуванням активної зони). При цьому радіоактивніпродукти миттєво викидаються на висоту до 1 км з наступнимвиходом струменів радіоактивного газу на висоту до 200 м. Бі-льша частина активності припадає на вихід газів. Викид триваєдо повної герметизації реактора.

Визначення рівнів радіаційного забруднення на місцевості маєвирішальне значення для проведення аналізу його впливу нажиттєдіяльність і для вибору найбільш доцільних варіантів дій,при яких виключається радіаційне ураження людей.

Вимірювання рівнів радіації характеризується закономірністю

/ \-nt

Pt = P)f ,          (1)

V t0 )

де P0 — початковий (вихідний) рівень радіації на момент часу to,Pt — рівень радіації на момент часу t.

Дози випромінювання, які отримують люди на забрудненій РРтериторії при перебуванні там з моменту часу t„ після аварії дочасу tK, розраховуються за формулою

tK

Д _ JP(t)dt.

При аварії на АЕС n = 0,4, звідси:

( Л-0,4t

Pt _ P0

V t0 )

д _ 1,7(-PKtK P„^-„ ) (2)

ко

^осл

Наведена формула обчислення дози випромінювання в ЗРЗ(2) справедлива для сумарної дії всіх радіонуклідів до моментупрактично повного розпаду їх основної маси (2 роки). Післяцього доза радіації буде визначатися внеском одного найбільшживучого елемента з періодом напіврозпаду на порядок більшеінших.

Орієнтовно можна, виходячи з досвіду Чорнобильської аварії,враховуючи склад радіонуклідів, які викидаються в атмосферу,прийняти, що сумарна дія основної маси радіонуклідів аварійно-го викиду буде мати місце протягом 10 років (п'ять напівперіодівнапіврозпаду), після чого доза зовнішнього опромінення буде восновному визначатися цезієм-137 (Т1/2 = 30 років). Тому практи-чний інтерес становить оцінка можливої дози опромінення, якуможе отримати населення при тривалому проживанні на забруд-неній території від цезію-137, і визначення при необхідності йоговнеску в сумарну дозу випромінювання.

На території України, Білорусії, Росії, де проживає 1 млн. чо-ловік населення, забрудненість РР з поверхневою щільністю5 Кі/км2 понад 28 000 км2.

Скористаємось законом радіоактивного розпаду

Nt ,Vt 2t/г ,

де Nt — активність (рівень забруднення) в даний момент, N0 —початкова (вихідна) активність радіонукліду, Т — період напів-розпаду.

Замінюючи рівень забруднення відповідним йому рівнем су-проводжуючого гамма-випромінювання, отримаємо

pt _-A. (3)

2t/T '

де P0 — початковий (вихідний) рівень радіації, який відповідаєпочатковій поверхні активності радіонукліду; Pt — рівень радіа-ції в даний момент часу t.

Тоді доза випромінювання за час від ts до tK становитиме:

( t„       tK \

)

2-T - 2-T

tK        tK -— тр

д _ jP(t)dt _ JP02 Tdt _—0

tn tn ln2

або остаточно з урахуванням Косл (табл. № 5)

to         tK

Д _ 1,44T-0(^T - 2 T).            (4)

Косл

Для визначення Р0 користуються залежністю при постійній ін-тенсивності гамма-випромінювання.

P0 _ 0,2^ЈN0n,

де Е — енергія гамма-квантів, Мев;

N0 — початкова активність радіонукліду, Кі/км2;N — число гамма-квантів, які припадають на один розпад;ц — лінійний коефіцієнт ослаблення гамма-променів повіт-рям, що визначається з таблиці:

Е, Мев

0,1

0,25

0,5

1,0

2,0

3,0

М, І/см

1,9610-4

1,4610-4

1,1110-4

0,8110-4

0,3710-4

0,46-10-4

Основні задачі з оцінки радіаційної обстановкив районі дій невоєнізованих формуваньпісля аварії на АЕС

При оцінці радіаційної обстановки в зоні радіоактив-ного зараження (ЗРЗ) найбільш типовими задачами є:

Визначення дози опромінення, отриманої працюючими в ЗРЗ.

Розрахунок тривалості перебування людей в ЗРЗ по заданійдозі опромінення.

Визначення часу початку входу в ЗРЗ по заданій дозі ви-промінювання.

Розрахунок кількості змін, які працюють в ЗРЗ по заданійдозі випромінювання.

Визначення часу можливого входу в ЗРЗ по заданій дозі ви-промінювання.

Розрахунок радіаційних втрат людей при діях в ЗРЗ.

Визначення дози опромінення за 70 років життя при прожи-ванні на території ЗРЗ.

Задача 1. Визначення дози опромінення, отриманої працюю-чими в зоні радіоактивного зараження.

Приклад № 1. Невоєнізованому формуванню потрібно пра-цювати tnp = 6 год. на радіоактивно забрудненій місцевості (Косл =1). Визначити дозу опромінення, яку отримають люди при вході взону через ^оч = 4 год. після аварії АЕС, якщо рівень радіації нацей час Рн = 5 рад/год.

Розв 'язання:

Визначаємо кінець роботи:

tK = tn + ,прод = 4 + 6 = 10 годин.

У формулі (1), замінюючи (t/t0)-n на коефіцієнт Kt, отримає-мо Рп = РоКп, Рк = РоКк, звідки

Ро = Рп : Кп = Рк : Кк,тоді рівень радіації на 10 годину становитиме:Рк = РпКк : Кп = Р4К10 : К4;

Рк = 5-0,4 : 0,575 ~ 3,5 (рад/год).

Коефіцієнти К10 і К4 визначаються з таблиці № 4.2.1.

Таблиця 4.2.1

КОЕФІЦІЄНТИ К, = Г0'4 ДЛЯ ПЕРЕРАХУНКУ РІВНІВ

РАДІАЦІЇ НА РІЗНИЙ ЧАС ПІСЛЯ АВАРІЇ (РУЙНУВАННЯ) АЕС.

t, год

к

t, год

к

t, год

к

t, год

к

0,5

1,32

4,5

0,545

8,5

0,427

12,5

0,33

1,0

1,0

5,0

0,525

9,0

0,417

13,0

0,303

1,5

0,85

5,5

0,508

9,5

0,408

13,5

0,282

2,0

0,76

6,0

0,49

10,0

0,4

14,0

0,213

2,5

0,7

6,5

0,474

10,5

0,39

14,5

0,182

3,0

0,645

7,0

0,465

11,0

0,385

15,0

0,162

3,5

0,61

7,5

0,447

11,5

0,377

15,5

0,146

4,0

0,575

8,0

0,434

12,0

0,37

16,0

0,137

3. За формулою (2) визначимо дозу опромінення за 6 год. роботи:

А _ 1,l{PKtK - Pntn) _ 1,7(3,5 х10 - 5 х 4) _А _        к          _          1          _ 25,5 Рад-

Косл    1

Задача № 2. Розрахунок тривалості перебування людей вЗРЗ по заданій дозі випромінювання.

Приклад № 2. Визначити допустиму тривалість роботи лю-дей на радіоактивно забрудненій місцевості, якщо виміряний рі-вень радіації при вході в зону після аварії на АЕС через tn = 2 год.становитиме Рп = 3 рад/год. Аопустима доза опромінення Азад == 10 рад.

Розв 'язання:

1. Визначаємо значення а:

a _ P1

АзадКосл

Р1 = Р2 : К2,

P2

a _       2          (К2 визначаємо з таблиці № 1),

К2АзадК осл

а _       3          _ 0,4.

0,71x10-1

2. За таблицею 2 при а = 0,4 і tn = 2 год визначаємо тривалістьроботи ^рив = 4 год.

Таблиця 4.2.2

ДОПУСТИМА ТРИВАЛІСТЬ ПЕРЕБУВАННЯ

ЛЮДЕЙ НА РАДІОАКТИВНО ЗАБРУДНЕНІЙ МІСЦЕВОСТІ

P

ПРИ АВАРІЇ (РУЙНУВАННІ) АЕС, (год, хв).

Час, що пройшов з моменту аварії до початку опромінення, год

a _

8

1

7,304,503,302,452,151,501,351,251,15

12

16,0010,301,306,004,504,003,303,052,45

АзадКосл

0,20,30,40,50,60,70,80,91,0

8,355,354,003,052,352,101,501,351,30

10,006,304,353,353,002,302,101,551,40

11,307,105,104,053,202,402,252,051,55

12,308,005,504,303,453,102,452,252,10

14,009,006,305,004,103,303,002,402,20

Задача № 3. Визначення часу початку входу в ЗРЗ по зада-ній дозі випромінювання.

Приклад № 3. Невоєнізованому формуванню потрібно пра-цювати в ЗРЗ після аварії на АЕС 1^рив = 6 год. Аопустима дозаопромінення Азад = 10 рад. Визначити час входу в ЗРЗ, якщо рі-вень радіації на 1 годину після аварії Р1 = 10 рад/год.

Розв'язання:

Визначаємо дозу випромінювання при входженні в ЗРЗ че-рез 1 годину після аварії:

Р _ Р ^kL

K n v '

Kn

P7 _ P1 ^ _ 100465 _ 4,65 рад/год.

K1 1

А _ 1,7(PA - Pntn) _ 1,7(7X 4,65 - 1x10) _ 38,3рра.

^осл    1

Враховуючи співвідношення А = РАТ = P1tтрив:

Азад Рхtтрив КхР^трив КхА*

Кх = Азад : А = 10 : 38,8 = 0,26.

З табл. 1, використовуючи інтерполяцію, визначимо час вхо-дження в ЗРЗ — 30 годин після аварії АЕС.

Задача № 4. Розрахунок кількості змін, які працюють в ЗРЗ,по заданій дозі випромінювання.

Приклад № 4. Невоєнізованому формуванню потрібно пра-цювати 10 годин (1трив = 10 год) в ЗРЗ після аварії АЕС. Аопусти-ма доза Ауст = 25 рад. Визначити, скільки потрібно змін для вико-нання роботи при вході в зону через 2 години (tn = 2 год) післяаварії, коли рівень радіації був 10 рад/год. (Рп = 10 рад/год).

Розв'язання:

1. Визначимо дозу випромінювання за 10 годин роботи:

4 = ^ + ^трив = 2 + 10 = 12 год.

Р = Р К : К

Р12 = 10 х 0,37 : 0,76 = 5 рад/год.А = 1,7(РА - Р^п),

А = 1,7(5-12 - 10-2) = 68 рад.

Розрахуємо кількість змін (N):

N = Д : Ду = 68 :25 = 3.

Час роботи першої зміни:

- - P1 - P2 - 10 - 0,5.

ДзадКосл К2ДзадКосл 0,76 х 25 х1

За табл. 2 визначаємо тривалість роботи:

зміна (по а = 0,53 і tn = 2 год) — 3 години;

зміна (по а = 0,53 і tn = 5 год) — 3 години;

зміна (по а = 0,53 і tn = 8 год) — 4 години.

Задача № 5. Визначення часу можливого входження в ЗРЗпо заданій дозі випромінювання.

Приклад № 5. Формуванню потрібно перетнути на автомо-білі зі швидкістю 30 км/год ділянку місцевості в ЗРЗ довжиною45 км. Відомо, що рівні радіації через 1 год. після аварії на АЕСна пунктах № 1 - Р1 = 10 рад/год; № 2 - Р1 = 12 рад/год; № 3 -- Р1 = 18 рад/год; № 4 - Р1 = 14 рад/год; № 5 - Р1 = 1б рад/год.

Визначити час початку руху при умові, що допустима доза неперевищить 5 рад (Дуст = 5 рад).

Розв 'язання:

Визначаємо середній рівень радіації на маршруті:

Рсер = Р1(І) + Р1 (II) + Р1 (III) + РщУ) + Р1(У) =

= (10 + 12 + 18 + 14 + 16)/5 = 14 рад/год.

Розрахуємо дозу випромінювання при в'їзді через 1 годинупісля аварії:

L 1 45 1

Д - Рсер                      14—х— -10,5 рад.

сер V К0сл 30 2 F

По значенню Кх = Дуст : Д = 5 : 10,5 = 0,476.

По Кз = 0,476 визначимо час початку руху через 6,5 години пі-сля аварії. Це час з моменту аварії до перетинання формуваннямсередини ділянки маршруту в ЗРЗ. Увесь шлях займе 1,5 год. Часперетинання ділянки:

tn = 5 год. 45 хв. — 4 = 7 год. 15 хв. після аварії.

Задача № 6. Розрахунок радіоактивних втрат людей при діяхв ЗРЗ.

Приклад № 6. Особовий склад формування за час проведен-ня рятувальних робіт отримав протягом 4 діб сумарну дозу опро-мінення 150 рад. Визначити процент радіаційних втрат.

Розв 'язання:

За таблицею № 3 радіаційні втрати на 30-ту добу після почат-ку опромінення становитимуть 15 %, смертельні випадки не про-гнозуються. У відповідності до табл. 4 буде обмеження трудоміс-ткістю 1 ступеня.

Таблиця 4.2.3

РАДІАЦІЙНІ ВТРАТИ

Сумарна дозавипр., рад

100

125

150

175

200

225

250

275

300

Вихід з ладу, %

5

15

30

50

70

85

90

100

 

Таблиця 4.2.4

РАДІАЦІЙНІ УРАЖЕННЯ ЛЮДЕЙ ( %)ПРИ ОПРОМІНЕННІ ДОЗОЮ ВИЩЕ 100 РАД

Доза,рад

Часпочаткуопромі-нення

Трива-лістьопромі-нення

Час втрати працездатності

Смертність,

%

години

дні

6

12

1

15

30

125

до 4 діб

4 доби

5

Од. випадок

150

до 4 діб

4 доби

15

п

200

до 4 діб

30 хв.

5

5

5

5

50

п

 

 

1 год.

5

5

5

5

50

п

 

 

6 год.

5

5

5

50

п

 

 

12 год.

2

5

5

50

п

 

 

1 доба

4

5

50

п

 

 

4 доби

2

5

50

п

250

4 год.

30 хв.

10

10

10

10

85

10 %

 

 

1 год.

10

10

10

10

85

п

 

 

6 год.

1

3

10

10

85

п

 

 

12 год.

10

10

85

п

 

 

1 доба

5

10

85

п

Задача № 7. Визначення дози опромінення за 70 років припроживанні на території ЗРЗ.

Приклад № 7. Визначити дозу опромінення сільськогоопромінення населення при проживанні на місцевості з рівнемпочаткового забруднення по цезію-137 5 Кі/км2 за період з 10 до70 років після аварії, коли доза в основному буде визначатися це-зієм-137.

Дано: N0 = 5 Кі/км2; tn = 10 років; tK = 70 років; Т1/2 = 30 років;К0сл = 2,5; Е = 0,7 Ме; ц = 0,95-10-4 І/см, n = 1.

Розв 'язання:

Визначимо Р0 = 0,2цЕМп = 0,2 0,95 10-40,75-5 1 = 0,710-4 рад/год = 0,7-10-4-8,75-103 = 0,6 рад/год.

to         tK

д = 1,44Тр»(2 г _ 2 г). = 1,44.30.0,6.(2-10/3° - 2-70/30) : 2,5 =

Косл

= 6,5 рад (бер).

При іншому рівні забруднення по цезію- 137 N0 (Кі/км2) дозазовнішнього випромінювання за вказаний час буде пропорційнавеличині N0/5.

Доза внутрішнього опромінення людей обумовлена надхо-женням радіонуклідів в організм людини при вдиханні забрудне-ного повітря, вживанням забруднених продуктів харчування і во-ди і тому найбільш складна для оцінки.

Орієнтовно можна прийняти, що при довготривалому прожи-ванні населення на забрудненій території при умові виконанняним відповідних рекомендацій і проведення необхідних агрохімі-чних заходів можлива доза внутрішнього опромінення не пере-вищує 0,15 бер/г (при N0 = 5 Кі/км2), а за 70 років — 10 бер. Приіншому рівні забруднення доза пропорційна N0/5.

Таблиця 4.2.5

КОЕФІЦІЄНТИ ОСЛАБЛЕННЯ ВИПРОМІНЮВАННЯ

УКРИТТЯМИ І ТРАНСПОРТНИМИ ЗАСОБАМИ

Найменування укриттів і транспортних засобів

Косл

1

Відкрите розташування на місцевості

1

2

Відкриті окопи, траншеї, щілини

3

3

Дезактивовані (або відкриті на зараженій місцевості) траншеї,окопи, щілини

80

4

Перекриті щілини

50

5

Автомобілі та автобуси

2

6

Залізничні платформи

1,5

7

Криті вагони

2

Закінчення табл. 4.2.5

Найменування укриттів і транспортних засобів

Косл

8

Пасажирські вагони

3

9

Виробничі одноповерхові будівлі (цехи)

7

10

Виробничі адміністративні будівлі

6

11

Одноповерхові кам'яні житлові будинки

10

12

Двоповерхові кам'яні житлові будинки

15

13

Підвали

100

14

Підвали під одноповерховими будинками

40

15

Триповерхові кам'яні житлові будинки

20

16

Підвали

400

17

П'ятиповерхові кам'яні житлові будинки

27

18

Підвали

400

 

Житлові дерев'яні будинки

 

19

Одноповерхові

2

20

Підвали

7

21

Двоповерхові

8

22

Підвали

12

 

В середньому для населення

 

23

Міського

8

24

Сільського

4