Методички ЭД-203фк / Безопасность жизнедеятельности. Часть 2. Учебно-методические материалы для практических занятий и самостоятельной работы

удельная активности могут быть определены по мощности экспозиционной дозы сопровождающего гамма-излучения в миллирентгенах в час (мР/ч).

Основными принципами радиационной безопасности являются:

-непревышение установленного дозового предела;

-исключение всякого необоснованного излучения;

-снижение дозы до возможно низкого предела.

Взависимости от степени контакта с источниками ионизирующих излучений и чувствительности организма, установлены 3 категории облучаемых лиц и 3 группы критических органов человека.

КАТЕГОРИЯ А – профессиональные работники, постоянно или временно работающие с источниками ионизирующих излучений (ИИ);

КАТЕГОРИЯ Б - ограниченная часть населения, которая по условиям проживания или расположения рабочих мест может подвергнуться воздействию ИИ;

КАТЕГОРИЯ В – остальное население.

Для каждой категории облучаемых лиц приняты дозовые пределы (предельно допустимая доза для категории А-ПДДа, предел дозы для категории Б-ПДб) и допустимые уровни (допустимая концентрация Дка, ДКб – для воздуха и воды; допустимое загрязнение поверхности одежды, кожных покровов и рабочих поверхностей – ДЗа).

ПДДа – наибольшая эквивалентная доза за год, которая не может вызвать неблагоприятные изменения в организме людей категории «А» за 50 лет, при этом доза, накопленная к 30 годам, не должна превышать 12 ПДД.

ПДб – наибольшая эквивалентная доза за год, которая не может вызвать неблагоприятные изменения в организме людей категории «Б» за 70 лет.

ДК и ДЗ устанавливаются на уровне, не допускающем получение дозы выше ПДД (ПД).

I критическая группа органов человека – гонады, костный мозг, все тело; II группа – щитовидная железа, жировая ткань, печень, хрусталик глаза, желудок, легкие; III группа – кожа, костная ткань, кисти рук, стопы.

Радиоактивные изотопы избирательны по органам человека. Иод-131 накапливается в щитовидной железе; Стронций-90, фосфор-32, Плутоний-239 – в костях; углерод-14 – в жировой ткани; кобальт-60 – в легких; церий-144 – в

печени, цезий-137, натрий –24 –			в теле и т.д.
В зависимости от категории облучаемых лиц и критических органов
введены количественные		показатели допустимых доз и			уровней радиации
(табл.1).
					Таблица 1
Допустимые дозы облучения человека (НРБ-99)
Предельно допустимые дозы (предел дозы), мЗв/год, (бэр/год)
Категории			Группа критических органов
облучаемых лиц		I		II	III
ПДД (гр.А)		50(5)		150(15)	300(30)
ПД (гр.Б)		5(05)		15(150)	30(3)

31

Примечание:

1. Возможно аварийное облучение людей категории А с личного согласия исполнителя и начальника:

- до 2 ПДД (разрешение СЭС), но 1 раз за 4…5 лет; - до 5 ПДД (с разрешения Минздрава РФ), но 1 раз за период трудовой деятельности.

2.Приведенные в табл.1 дозы не включают облучение за счет естественного γ-фона и от медицинских исследований (лечения).

3.Облучение населения категории В определяется естественным и

искусственным (от мед.исследований) радиационным γ-фоном.

Средняя величина естественного радиоактивного γ-фона, включающего в себя космическое излучение, излучение земли, атмосферы и воды, составляет в РФ 1,5 мГр/год (150 мрад/год); во Франции – от 1,8 до 3,5 мГр/год (180…350 мрад/год); в Бразилии – до 10 мГр/год (1000 мрад/год).

К естественному облучению добавляется доза, получаемая человеком при медицинских радиологических исследованиях (лечении): при рентгеноскопии желудка – 0,3 Зв (30 бэр), зубов – 0,03 (3 бэра), флюрографии легких – 0,04 Зв

(0,4 бэра).

Суммарное среднее значение этого обучения может составлять до

1,50…1,90 мЗв (150…190 мбэр) в год.

Характеристика аварий на АЭС

Основными и наиболее опасными источниками ионизирующих излучений и радиоактивного заражения окружающей среды являются аварии на АЭС. Под радиационными авариями на АЭС понимают нарушение предела их безопасной эксплуатации, при котором произошел выход радиоактивных продуктов и /или/ ионизирующего излучения за предусмотренные проектом для нормальной эксплуатации границы в количествах, превышающих установленные значения. Радиационные аварии характеризуются исходным событием, характером протекания и радиационными последствиями.

В соответствии с решением МАГАТЭ (международным агентством по атомной энергетике) установлены 7 баллов (степеней опасности) аварийных ситуаций на АЭС:

1.Незначительные происшествия.

2.Происшествия средней тяжести.

3.Серьезные происшествия.

4.Аварии в пределах АЭС.

5.Аварии с риском для окружающей среды.

6.Тяжелые аварии.

7.Глобальные (крупные) аварии.

При делении ядерного горючего 80% образующейся энергии превращается в тепло, остальные 20% выделяются в виде радиоактивного

32

излучения. Это радиоактивные изотопы в воде (натрий-24), продукты коррозии (марганец-54, железо-55), осколки деления урана от цинка до гадолиния (200 изотопов), цезий-137, ксенон-133, йод-131, молибден –99, цирконий-95, уран-235 и др. За время работы реактора накапливается большое количество радиоактивных изотопов. Например, в 4-ом блоке ЧАЭС масса осколков деления составила 1 тонну. 1 кг ядерного взрыва дает 57 граммов радиоактивных осколков деления. При 3%-ом выбросе из реактора это составляет около 30 кг продуктов распада, что соответствует радиоактивному

заражению при взрыве ядерного боеприпаса мощностью в 500 кг. Радиоактивное заражение при аварии на АЭС может происходить за счет

выброса парогазовой фазы (авария без разрушения активной зоны). При этом высота выброса может составлять НВ = 150…200 м, время выброса – 20…30 мин. Состав радиоактивных изотопов: ксенон, криптон, йод. Более серьезной аварией является выброс продуктов деления из реактора (авария с разрушением активной зоны). При этом радиоактивные продукты выбрасываются на высоту НВ = 2…3 км, продолжительность выброса – несколько суток до окончания герметизации реактора.

Характер радиоактивного заражения при авариях на АЭС имеет ряд особенностей (по сравнению с взрывом ядерного боеприпаса).

1.Длительность радиоактивного заражения окружающей среды вследствие наличия в смеси изотопов веществ с большим периодом полураспада (уран-235, Т½ = 700 млн.лет; стронций-90, Т½ = 28,6 года; цезий137, Т½ = 30 лет и так далее).

2.Сложность конфигурации границ зон заражения вследствие продолжительности выбросов и изменения за это время направления ветра.

(Распространение РВ в одном направлении составляет 3…12 часов).

3.Периодические (через 4…6 часов) стохастические выбросы газожидкостной смеси радионуклидов с эквивалентной дозой ДЭКВ = 15000 бэр.

4.«Очаговое» заражение в дальней (более 1000 км) зоне.

Характеристика районов РЗМ при авариях на АЭС

При авариях на АЭС с выбросом радиоактивных веществ (РВ) возникают районы радиоактивного заражения (загрязнения) местности (РЗМ) в форме окружности (в районе аварии) и вытянутого эллипса (по «следу» облака) – правильной формы при т.н. нормальных топо- и метеоусловиях и неправильной

– при ненормальных (сложных) топо- и метеоусловиях (пересеченная местность, изменение направления и скорости ветра и др.).

Воздействие РЗМ на людей осуществляется в виде облучения:

-внутреннего – с воздухом, пищей, водой;

-внешнего – от проходящего облака и РВ, выпавших на подстилочную поверхность;

-контактного – от РВ на кожных покровах, одежде.

33

Основными параметрами, характеризующими районы РЗМ, являются экспозиционные и поглощенные дозы облучений до полного распада РВ (Д~, Р(рад)) и мощности этих доз – уровни радиации на определенное время (Р,

Р/ч, рад/ч).

Уровни радиации с течением времени, вследствие распада РВ, уменьшаются согласно зависимости

		t	− 0,4
Рt = P0				(1)
	t	0

где Рt – уровень радиации на любое заданное время t после аварии, Р/ч; Р0 – уровень радиации на время его измерения после аварии,

Р/ч.

В практических расчетах часто используется т.н. эталонный уровень радиации – уровень радиации, приведенный к 1 ч. после аварии – Р1, Р/ч. Между дозой облучения до полного распада и уровнем радиации Р1 при авариях на АЭС существует связь: Д~ = 400Р1. В зависимости от величин Д~, районы РЗМ (для организации и проведения защитных мероприятий) подразделяют на зоны:

1.Внешнего обучения: А – умеренного, Б – сильного, В – опасного, Г – чрезвычайно опасного;

2.Внутреннего облучения: Д′ - опасного и Д – чрезвычайно опасного. При этом, при авариях с разрушением реактора образуются все зоны

облучения и наибольшую опасность представляет внешнее облучение, при авариях без разрушения реактора – зоны Д′ и Д внутреннего облучения и наибольшую опасность представляет внутреннее облучение щитовидной железы человека от ингаляции йода-131 и 133.

Форма и размеры реальных (фактических зон)

РЗМ определяются по измеренным значениям уровней радиации Рt и

пересчету их на эталонные Р1:
			Р1 = Рt : (х)Кt,									(2)
где Рt		– уровень радиации на время t его измерения, Р/ч (рад/ч);
	Кt	– коэффициент			пересчета		уровней	радиации		на любое		время
		(табл.2).
										Таблица 2
			Коэффициенты Кt для пересчета уровней радиации
			на любое время (после аварии на АЭС)
t, ч		Кt	t,ч		Кt		t, ч	Кt		t, ч		Кt
0,5		1,32	4,5		0,545		8,5	0,427		16		0,33
1		1	5		0,525		9	0,417		20		0,303
1,5		0,85	5,5		0,508		9,5	0,408		24		0,282

34

t, ч	Кt	t,ч	Кt	t, ч	Кt	t, ч	Кt
2	0,76	6	0,49	10	0,4	48	0,213
2,5	0,7	6,5	0,474	10,5	0,39	72	0,182
3	0,645	7	0,465	11	0,385	96	0,162
3,5	0,61	7,5	0,447	11,5	0,377	120	0,146
4	0,575	8	0,434	12	0,37	144	0,137

Деление (:) на Kt производится в случае измерения уровней радиации позже 1 часа после аварии, умножение – ранее 1 часа после аварии.

Зоны РЗМ на карте (схеме) образуются при соединении сплошными линиями точек измерения уровней радиации со значениями 0,1; 1,0; 3,0; 10 Р/ч (рад/ч).

2.2. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ РАДИАЦИОННОЙ ОБСТАНОВКИ ПРИ АВАРИЯХ (КАТАСТРОФАХ) НА АЭС И ДРУГИХ ЯЭУ

Общие положения

БЖД населения на РЗМ при авариях на АЭС и других ЯЭУ обеспечивается своевременным и грамотным анализом радиационной обстановки, включающим в себя ее выявление (предварительный этап) и оценку (заключительный этап). Выявление радиационной обстановки включает в себя определение (расчет) местоположения людей на РЗМ (в соответствующих зонах), а оценка радиационной обстановки - определение (расчет) степени влияния РЗМ на безопасность жизнедеятельности людей.

Выявление и оценка радиационной обстановки производится поэтапно и различными методами:

1.До возникновения аварии – методом заблаговременного прогнозирования.

2.Непосредственно после возникновения аварии – методом оперативного прогнозирования;

3.После заражения (загрязнения) местности (выпадения на местность РВ

иформирования зон) – по данным радиационной разведки.

По результатам выявления и оценки радиационной обстановки планируются и проводятся мероприятия (организационные, технические и др.) по обеспечению БЖД населения.

Выявление и оценка радиационной обстановки методом заблаговременного и оперативного прогнозирования

Исходными данными для выявления и оценки радиационной обстановки методом заблаговременного и оперативного прогнозирования являются:

1. Место (координаты) АЭС, тип и мощность их ядерных реакторов, на которых возможна или произошла авария;

35

2. Характер прогнозируемой или реальной аварии и время ее начала (час, число, месяц);

3. Прогнозируемые или реальные метеоусловия в районе АЭС: направление и скорость ветра в приземном слое, класс (степень) вертикальной устойчивости атмосферы (стратификация).

По исходным данным для выявления радиационной обстановки определяют размеры и вычерчивают на карте (схеме, плане) местности зоны возможного прогнозируемого заражения местности и определяют местоположение людей на них.

Оценка радиационной обстановки при заблаговременном и оперативном прогнозировании включают в себя определение (расчет):

1. Доз облучения (за определенное время)

-внутреннего – детей и взрослых;

-внешнего – от радиоактивного облака и радиоактивной местности.

2. Времени начала или продолжительности				работ на	РЗМ	при
установленной дозе облучения.
Выявление	и	оценка	радиационной	обстановки	методом

заблаговременного и оперативного прогнозирования производится, как правило, вышестоящими (территориальными и ведомственными) органами управления (штабами, службами) по делам ГО и ЧС для выработки предварительных решений по обеспечению БЖД людей на РЗМ.

Выявление и оценка радиационной обстановки по данным разведки

Исходными данными для выявления и оценки радиационной обстановки по данным разведки являются измеренные на местности специальными приборами) величины уровней радиации (Р, Р/ч) и время их измерения после аварии (t, ч). Для выявления радиационной обстановки (определения местоположения людей на РЗМ) производят пересчет измеренных значений уровней радиации (Рt) на эталонные. В случае относительно небольших размеров (площадей) объектов (населенных пунктов) используют несколько значений Рt (Р1) и зоны РЗМ не вычерчивают. При значительных размерах объектов (населенных пунктов) используют множество значений Рt (Р1) и производят (на картах, схемах, планах) построение зон РЗМ.

Оценка радиационной обстановки по данным разведки включает в себя определение (расчет):

1.Доз облучения (за определенное время) на ближайшую и дальнюю перспективу:

- в статике (на объекте, в населенном пункте); - в динамике (при движении по РЗМ).

2.Времени начала или продолжительности работ на РЗМ при установленной дозе облучения.

36

Для определения доз облучения и времени нахождения людей на РЗМ используют расчетные формулы, номограммы, таблицы. Дозы облучения

на ближайшую перспективу в статике определяются по формуле

Дст =	1,7(PK × t K - PH × t H )	, Р (рад),	(3)
	K ОСЛ

где Рн и Рк – уровни радиации на начало и конец нахождения людей на РЗМ, Р/ч;

tн и tк – относительное (после аварии) время начала и конца нахождения людей на РЗМ, ч, мин.

Дозы облучения на ближайшую перспективу в динамике определяются по формуле

		Ддин =	PCP	(t) × L	, Р(рад),	(4)
			V ×	K ОСЛ
где Рср –		среднее значение уровней радиации на пути следования людей
		на время (t) пересечения оси следа облака, Р(рад);
L	–	длина пути следования по РЗМ, км;
V	–	скорость движения людей по РЗМ, км/ч;
Косл		─ коэффициент ослабления радиации транспортными
		средствами.

Пример решения задачи

Задача. Невоенизированному формированию ГО предстоит проводить спасательно-восстановительные работы на РЗМ на открытой местности в течение 6 часов.

Определить дозу облучения, которую получит личный состав формирования при входе на РЗМ через 4 часа после аварии на АЭС, если уровень радиации, измеренный через 2 часа после аварии составил 5 Р/ч (рад/ч).

Решение. Дозу облучения определяем по формуле (3):

Дст =

1,7(PK × t K - PH × t H )

Р(рад).

K ОСЛ

Для расчета Рк и Рн можно воспользоваться формулой (1) или

формулой (2).

Вариант 1.

По формуле (1) определяем:

t

−0,4

4

-0,4

×

H

Рн = Р0

= 5 ×

= 3,78

Р/ч;

t

2

0

−0,4

t

10

-0,4

×

K

Рк = Р0

= 5 ×

= 2,63 Р/ч,

2

t

0

37

где tн – время начала облучения людей. По условию задачи личный состав вошел на РЗМ через 4 часа после аварии, поэтому tн = 4 ч;

tк – время конца облучения людей. По условиям задачи люди находились на РЗМ 6 часов, поэтому tк = tн + 6 = 10 ч;

Р0 – измеренный уровень радиации, Р0 = 5 Р/ч;

t0 – время измерения уровня радиации. По условию задачи уровень радиации был измерен через 2 часа после аварии, поэтому t0 = 2 ч.

Вариант 2.

По формуле (2) определяем эталонный уровень радиации:

Р1 = Р2/К2 = 5/0,76 = 6,58 Р/ч,

где Р2 – уровень радиации на время его измерения (на 2 часа после ава рии);

К2 – коэффициент пересчета уровней радиации на 2 часа после ава рии (по табл.2).

Имея эталонный уровень радиации, можно определить уровень радиации на любое время (по той же формуле (2)):

Рн(4) = Р1 × К4 = 6,58 × 0,575 = 3,78 Р/ч,

где Рн(4)	–	уровень радиации на время начала облучения людей (tн = 4
		часа);
К4	–	коэффициент пересчета уровней радиации на 4	часа.
		Рк(10) = Р1× К10 = 6,58 × 0,4 = 2,63 Р/ч,
где Рк(10) –		уровень радиации на время конца облучения людей (tк = 10 ч);
К10 –	коэффициент пересчета уровней радиации на 10		часов.

Таким образом, подставляя значения Рн и Рк в формулу для расчета Дст, имеем:

Дст = 1,7(2,63×10 - 3,78 × 4 =19 Р(рад) 1

2.3. ОСНОВЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЖД НАСЕЛЕНИЯ НА РЗМ ПРИ АВАРИЯХ НА АЭС И ДРУГИХ ЯЭУ

Основными мероприятиями по обеспечению БЖД на РЗМ при авариях на АЭС и других ЯЭУ являются:

1. Обучение населения вопросам БЖД на РЗМ – в соответствии с планами ГО на предприятиях и по месту жительства населения – по специальным программам путем проведения лекций, практических занятий, тренировок, учений и т.п.

38

2. Повышение устойчивости предприятий и населенных пунктов к поражающему воздействию РЗМ – разработкой и реализацией комплекса мероприятий по герметичности зданий и сооружений, строительству защитных сооружений и накоплению средств индивидуальной защиты, разработке

режимов работы в условиях РЗМ и т.д.

3.Использование коллективных и индивидуальных средств защиты (убежищ, ПРУ, противогазов, респираторов и др.) – по сигналам оповещения ГО:

- «Внимание всем!» – сиренами и другими сигнальными средствами; - «Радиационная опасность (РО)» – текстом, передаваемым по радио,

телевидению, громкоговорящим установкам и т.п.

4.Проведение эвакомероприятий и йодной профилактики йодистым калием или водным раствором йода для предотвращения накопления йода в щитовидной железе.

5.Проведение неотложных и первоочередных спасательновосстановительных работ на АЭС и других объектах – личным составом невоенизированных формирований, специалистами объектов (в соответствии с предварительно разработанными планами работ).

6. Зонирование территории вокруг АЭС и введение в них режимов радиационной защиты:

-зон отчуждения, характеризующимися уровнями радиации в первые сутки 20 мР/ч (10…40 км), и запрещением проживания и хозяйственной деятельности людей;

-зон временного пребывания, характеризующихся уровнями радиации в первые сутки 5…20 мР/ч (20…50 км) и разрешением хозяйственной деятельности людей вахтовым методом;

-зон ограничения и жесткого радиационного контроля,

характеризующихся уровнями радиации в первые сутки 2…5 мР/ч (40…100 км) и разрешением проживания и хозяйственной деятельности людей с соблюдением соответствующих режимов радиационной защиты: ограничением пребывания на открытой местности, отдыхом в защитных сооружениях и т.п.

2.4. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ПО ОЦЕНКЕ РАДИАЦИОННОЙ ОБСТАНОВКИ

ПРИ АВАРИЯХ НА АЭС И ДРУГИХ ЯЭУ

Рассчитать прогнозируемые дозы облучения людей (Дст) при следующих условиях аварии на АЭС (табл.3) и сделать соответствующие выводы по обеспечению их безопасности.

39

Таблица 3 Исходные данные для оценки радиационной обстановки

Ва-	Время	Время			Время	Продолжитель	Кзащ(осл)	Дст, Р
ри-	авари	измерения		и	начала	ность	облучения	(рад)
ант	и на	величины			облуче	облучения	людей
	АЭС,	уровней			ниялю	людей, ч, мин
	ч, мин	радиации		на	дей,
		местности, ч,			ч, мин
		мин, Р/ч
1	2		3		4	5	6	7
1	4.00	5.00	- 2		6.00	4.00	1
2	4.00	6.00	- 3		7.00	4.00	2
3	4.00	6.30	- 4		7.30	4.00	3
4	5.00	7.00	- 5		8.30	4.30	6
5	5.00	7.30	- 6		8.30	4.30	7
6	5.00	7.30	- 7		9.00	4.30	10
7	6.00	8.00	- 8		9.00	5.00	20
8	6.00	8.30	- 9		9.00	5.00	1
9	6.00	9.00	– 10		9.30	5.00	2
10	6.30	9.00	– 9		10.00	5.30	3
11	6.30	9.00	– 8		10.00	5.30	6
12	6.30	9.30	– 7		10.00	5.30	7
13	7.00	9.30	– 6		10.30	6.00	10
14	7.00	10.00- 5			10.30	6.00	20
15	7.00	10.00- 4			10.30	6.00	1
16	8.00	10.00- 3			11.00	6.30	2
17	8.00	10.30- 2			11.00	6.30	3
18	8.00	10.30- 1			11.00	6.30	6
19	8.30	11.30 – 2			11.30	7.00	7
20	8.30	11.00 – 3			11.45	7.00	10
21	8.30	12.00 – 4			12.30	7.00	20
22	9.00	12.00 – 5			12.30	7.30	1
23	9.00	12.00 – 6			12.45	7.30	2
24	9.30	12.30 – 7			12.45	7.30	3
25	9.30	12.30 – 8			13.00	8.00	6

ЛИТЕРАТУРА 1. Нормы радиационной безопасности – НРБ-99 СП 2.6.1.758-99. – М:

Минздрав России, 1999.

40