Практична робота 7 Тема: Оцінка радіаційної обстановки в надзвичайних умовах

Мета: Надання студентам практики у розв'язанні типових задач з оцінки радіаційної обстановки, формуванні висновків та визначенні заходів, які необхідно вжити для захисту людей на забрудненій місцевості.

Вихідні дані для розрахунків відповідно до варіанту містяться в додатку 3 (таблиця ДЗ). Студенти за результатами розрахунків подають звіт встановленої форми.

Умова. 10 квітня в 6.00 на Північній АЕС сталася аварія з викидом радіоактивних речовин у навколишнє середовище. Тип реактора - ВВЕР.

В 6.15 за допомогою автоматичної системи контролю отримано перші дані про рівні радіації на території АЕС.

Завдання. Оцінити радіаційну обстановку для групи ліквідації наслідків аварії згідно з вихідними даними, які наведені в таблиці ДЗ. Розв'язати такі задачі: Задача 1 Визначити дозу радіації, яку може отримати група ліквідації наслідків під час перебування в зоні радіаційного забруднення (РЗ). Задача 2 Визначити допустиму тривалість робота в зоні РЗ при установленій дозі радіації. Задача 3 Визначити можливі радіаційні втрати людей по сумарній дозі радіації.

Звітність. Викладачу надається звіт по такій формі:

Розрахункова робота

на тему: Оцінка радіаційної обстановки

Група_________

прізвище та ім'я студента,

№ Варіанту____

Зміст

1. Умова, вихідні дані.

2. Алгоритм розрахунків.

3. Підсумкова таблиця 1 з висновками за зразком:

Таблиця 1

Рі, Р.год	Дози радіації			Допустима Тривалість роботи, tp, год	Де,Р	Втрати, %
	Mm*	Дточ,Р	Β,%

Висновки:

1...........(чи перевищує розрахована доза установлену).

2...........(чи зможе група працювати в зоні РЗ заданий час).

З...........(які очікуються втрати та як їх запобігти).

Методика виконання роботи

Під оцінкою радіаційної обстановки розуміють розв'язання задач з визначення можливих доз радіації, допустимої тривалості перебування людей, можливих втрат особового складу формувань та населення в умовах радіаційного забруднення (РЗ), аналіз отриманих результатів та вибір найбільш доцільного варіанту дій, при якому виключається радіаційне ураження людей.

Типові задачі оцінки радіаційної обстановки

1. Визначення можливих доз радіації під час перебування в зоні РЗ.

2. Визначення припустимої тривалості перебування людей в зоні РЗ при встановленій дозі радіації.

3. Визначення можливих втрат людей під час перебування на забрудненій місцевості.

ЗАДАЧА 1. Визначення можливих доз радіації під час перебування в зоні радіоактивного забруднення

Розв'язання цієї задачі дозволяє оцінити ступінь небезпеки перебування людей на забрудненій місцевості та своєчасно здійснити заходи щодо їх захисту.

Вихідні дані

Р_вим - виміряний рівень радіації та час, коли його виміряли (t_вим , )Р/год;

t_n - час початку перебування людей в зоні відносно часу аварії, год;

t_p - задана тривалість роботи, год;

К_осл — коефіцієнт ослаблення радіації спорудою, де перебувають люди;

Д_уст — установлена гранична доза опромінення персоналу на одну робочу зміну.

Розв'язок

Розрахунок базуються на закономірності спаду рівня радіації, який

описується емпіричною формулою:

P_t=P₁∙t^-a , (7.1)

де Р₁ — рівень радіації, перерахований на 1 годину після аварії, Р/год,

t — поточний час, що вираховується від моменту аварії, год;

а = 0,4 при аварії на АЕС (з реактором ВВЕР);

В першу чергу розраховують рівень радіації на першу годину після аварії:

P₁=P₁∙t^a=P_вим∙K_t (7.2)

де К_t , — коефіцієнт перерахунку рівня радіації з будь-якого часу (t) на 1 годину після аварії (див. додаток 1, табл. Д1).

Формулу для розрахунку дози радіації можна отримати з графіків зміни рівня радіації в часі (мал. la, 16), де доза показана як заштрихована площа.

Точне значення площі, тобто дози опромінення, отримують інтегруванням формули (7.1) (мал. 1,а):

(7.3)

де t_K — час закінчення перебування в зоні РЗ (t_K=t_n+t_p). Цю формулу можна

спростити, якщо замінити: P₁∙t^a-1=P₁∙t_n=P_{n ∙}t_n; P₁∙t^a-1=P₁∙t_k^-a∙t_k=P_{k ∙}t_k , тоді формула для виконання розрахунку матиме вигляд:

(7.4)

де Р_n — рівень радіації на початку перебування в зоні РЗ, Р/год;

Р_к— рівень радіації наприкінці перебування в зоні РЗ, Р/год.

a) б)

Мал. 7.1 Закономірності спаду рівня радіації в зоні РЗ В свою чергу ці рівні радіації визначаються так:

(7.5)

(7.6)

де К_n і К_к - коефіцієнти перерахунку рівня радіації з першої години після аварії (отримано за формулою (7.2)) відповідно на час / та на час t_k (див. додаток 1, табл. Д1).

Часто дозу радіації розраховують по спрощеній формулі та отримують приблизний результат (заштрихована площа на мал. 7.1,6).

(7.7)

де Р_сер - середнє значення рівня радіації за час роботи (t_p) в зоні РЗ, Р/год.

(7.8)

Спрощена формула дає дещо завищений результат, відносна похибка розрахунку по спрощеній формулі дорівнює:

(7.9)

ПРИКЛАД 1

Аварія на ядерному реакторі типу ВВЕР сталася в 6.00 годин. Рівень

радіації в районі цеху (К_ося=10) о 6 год. 15 хв. становив 100 Р/год. Яку дозу радіації отримає аварійна бригада за 3 год. робота у приміщенні цеху, якщо вони почнуть роботу через 2 години після аварії? Гранична доза опромінення, установлена на одну зміну роботи, дорівнює Д_уст=10 P.

Розв'язок

1) Спочатку визначаємо значення часу у відносний системі (від моменту аварії—7.00):

t_вим=6 год. 15 хв.-б год. = 15 хв. = 0,25 год.;

t_n = 2 год.

t_k = tn+t_p = 2 + 3 = 5 год.

2) 3 додатку 1 знаходимо значення коефіцієнтів перерахунку (K_t)для кож­ної з визначених величин часу (значення К, розраховані для а=0,4, тобто для ре­актора ВВЕР);

для часу виміру рівня радіації: t_вим = 0,25 год., К, = 0,57;

для часу початку роботи: t_n = 2 год.,К₁, = 1,31;

для часу закінчення роботи: t_K =5 год., К, =1,90.

3) Розраховуємо за формулою (7.2) значення рівня радіації на першу годину після аварії:

Р₁Р_вим  К_t, = 1000,57=57 Р/год.

4) Розрахуємо за формулами (7.5, 7.6) рівні радіації для моментів початку та закінчення роботи бригади:

P/год

P/год

5) Розраховуємо значення доз радіоактивного опромінення:

а) по точній формулі (7.4) для а=0,4:

Р

б) по спрощеній формулі (7.7):

Р.

6) Відносна похибка розрахунку дози опромінення по спрощеній формулі

становить:

Висновок.

Доза радіації, яку отримає бригада під час ліквідації аварії становить 10,5Р,

що дещо перевищує установлену дозу 10 Р і потребує перегляду запропонованого режиму роботи.

ЗАДАЧА 2. Визначення допустимої тривалості перебування людей у зоні РЗ при установленій граничній дозі радіації

Посилаючи людей на забруднену місцевість, насамперед треба визначити, скільки часу люди можуть там перебувати.

Вихідні дані:

Рі — рівень радіації на 1 годину після аварії, Р/год;

Д_уст — установлена гранична доза радіації за одну робочу зміну, Р;

К_осл, — коефіцієнт ослаблення радіації спорудою, де будуть працювати люди;

t_n — початок роботи в зоні РЗ, год.

Розв'язок

1) Спочатку слід розрахувати допоміжний параметр:

(7.10)

2) Користуючись графіком (додаток 2), по відомим значенням ата/_л знаходять допустиму тривалість роботи.

ПРИКЛАД 2

Визначити допустиму тривалість роботи аварійної бригади в будинку з Ся =7, якщо роботи почнуться через 5 годин після аварії, а Р,=70 Р/год. На од­ну зміну роботи установлена гранична доза радіації Д_уст =10 Р.

Розв’язок

1) Розраховуємо значення допоміжного параметру за формулою (7.10):

2) По графіках (додаток 2) для а=1 та t_п=5 години знаходимо допустиму тривалість роботи, яка дорівнює t_p=2 год.

Висновок.

В заданих умовах аварійна бригада може працювати не більше 2 годин, при цьому вона отримає дозу радіації не більше 10Р.

ЗАДАЧА 3. Визначення можливих втрат людей під час перебування на радіаційно забрудненій місцевості

Можливі втрати людей розраховують, виходячи з отриманої дози радіації та часу, упродовж якого ця доза отримана. Якщо люди раніш вже отримали якусь дозу радіації, то треба врахувати ще і залишкову дозу радіації.

Якщо врахувати те, що організм людини через 4 доби після опромінювання починає виводити уражені клітини, то ті уражені клітини, що залишилися в організмі, умовно можна розглядати як залишкову дозу радіації (Д_мп)-

Залишкова доза радіації залежить від часу, який минув після опромінювання і може бути виражена у відсотках від отриманої раніше дози (табл.7.2).

Таблиця 7.2 – Доза опромінення

Час після опромінювання Т„.а, тижнів	1	2	3	4	5
Залишкова доза радіації d, %	90	75	60	50	42

При визначенні можливих втрат людей до розрахованої в задачі 1 дози додають залишкову дозу опромінення і з таблиці 3 знаходять очікувані втрати.

Таблиця 7.3 - Залишкову дозу опромінення

Сумарна доза, Р	100	125	150	175	200	225	250	275	300	325
Можливі втрати, %	0	5	15	30	50	70	85	95	100	100

Вихідні дані

Д_точ — доза радіації, яку можуть отримати люди під час перебування в

зоні РЗ;

Д_п — доза радіації, яка була отримана людьми попереднього разу;

Т_п.о. — час, який минув після попереднього опромінювання, тижнів.

Розв'язок

1) Визначити залишкову дозу радіації:

, (7.11)

де d береться з таблиці 2 для відповідного значення Т_мін.

2) Розрахувати сумарну дозу опромінювання:

(7.12)

3) Визначити по таблиці 3 очікувані втрати серед людей.

ПРИКЛАД З

Визначити можливі втрати людей із аварійної бригади, яка з попередніх розрахунків може отримати під час аварійної роботи дозу радіації Д_точ= 80 Р. Відомо, що за два тижні до цього бригада отримала дозу радіації 32 Р.

Розв’язок.

1) Визначаємо залишкову дозу радіації (формула 7.11):

Р

2) Розраховуємо за формулою (7.12) сумарну дозу радіації:

Р

3) Визначаємо можливі втрати (див. таблицю 7.3). Втрати очікуються не більше 5% особового складу аварійної бригади.

Висновок.

Виконання аварійних робіт в наведених умовах приведе до можливих втрат, які не перевищать 5% від складу бригади. Наявність можливих втрат для даної аварійної ситуації є неприпустимою. Треба скоротити тривалість аварійних робіт або почати їх пізніше.