RX5

92

4.3 Примеры решения задач по выявлению и оценке

радиационной обстановки

4.3.1. Инженерные задачи

Задача 1.

Определить мощность дозы излучения (Р (х, у, t)) в точке М на радиоактивно загрязненной местности (РЗМ) при аварии на АЭС для следующих исходных данных:

а) информация об АЭС:

- тип ЯЭР - РБМК;

- электрическая мощность ЯЭР – W_Э = 1000 МВт;

- количество аварийных ЯЭР - n = 1;

- астрономическое время аварии, Т_АВ - 10.00 1.10;

- доля выброшенных радиоактивных веществ - = 10 %;

б) метеорологические характеристики:

- скорость ветра на высоте 10 м - V₁₀ = 5 м/с;

- направление ветра на высоте 10 м - ₁₀ , град (необходимо при решении задач на карте или плане);

- состояние облачного покрова – средний;

в) дополнительная информация:

- заданное время, на которое определяется мощность дозы излучения, Т_З - 16.00 1.10;

- координаты заданной точки М на местности, в которой определяется мощность дозы излучения, - Х_М, У_М (расстояние от ЯЭР до заданной точки по оси следа - Х = 40 км, в поперечном направлении от оси следа - У = 3 км).

На рис. 22 приведено расположение АЭС, ось прогнозируемого следа РЗМ и точка М, в которой необходимо определить мощность дозы излучения.

Рис.22. Схема расположения заданной точки М (Х_М, У_М) на местности относительно АЭС (Х_Р, У_Р)

Решение.

1. По табл. 7.1 стр. 66 (13) или 1.1 стр. 12 (26) определяем категорию устойчивости атмосферы, соответствующую заданным погодным условиям и времени суток - Д.

2. По табл. 7.2 стр. 66 (13) или 1.2 стр. 12 (26) определяем среднюю скорость ветра - V_ср = 5 м/с.

3. Исходя из условий задачи и рис. 22 определяем величины Х, У -X=40 км, У=3 км.

4. По табл. 7.14, 7.15 стр. 78-79 (13) или табл. 4.1, 4.2 стр. 19-20 (26) для соответствующего типа ЯЭР и расстояния (Х) определяем мощность дозы излучения (Р_{( х, 0, 1)}) на оси следа радиоактивного загрязнения на 1 час после аварии:

Р_{( х, 0, 1)} = 0,351 рад/час

5. По табл. 7.16 - 7.18 стр. 80-82 (13) или табл. 5.1 - 5.3 стр. 21-23 (26), в зависимости от категории устойчивой атмосферы, расстояний Х и У, определяем коэффициент К_у, учитывающий изменение мощности дозы излучения в поперечном направлении от оси следа РЗМ:

К_у = 0,21

6. Вычисляем значение приведенного заданного времени:

t₃ = T₃ - T_AB = 16.00 - 10.00 = 6 час

7. По табл. 7.25 стр. 89 (13) или табл. 10 стр. 26 (26) определяем значение приведенного времени начала формирования радиоактивного загрязнения в точке М:

t_ф = 2 часа

8. Сравниваем значения приведенных заданного времени и времени формирования радиоактивного загрязнения в точке М.

Если t₃  t_ф, то формирование следа радиоактивного загрязнения в точке М на время t₃ не происходит и Р_{(х, у, t)} = 0.

Если t₃  t_ф, то по табл. 7.19, 7.20 стр. 83-84 (13) или табл. 6.1, 6.2 стр. 24 (26) определяем коэффициент К_t, учитывающий спад мощности дозы излучения во времени:

К_t = 0,61

9. Вычисляем коэффициент К_w, учитывающий электрическую мощность ЯЭР(W), долю радиоактивных веществ (), выброшенной при аварии из ЯЭР, и количество аварийных ЯЭР( n ) по формуле(12):

К_w = 10 ^-4 n  W_Э   = 10^-4  1  1000  10 = 1

10. Определяем мощность дозы излучения в заданной точке М на время Т_з по формуле (32):

Р_{(х, у, t)} = P_{(x, 0,1)}  К_w  К_t  К_y , рад/ч (32)

Р_{(40, 3, 6)} = 0,351  1  0,61  0,21 = 0,045 рад/час

В табл.16 приведены варианты исходных данных для самостоятельного решения задач, а также итоговые ответы для самоконтроля.

Задача 2.

Определить дозу облучения ( Д_{( х, у,  t )} ), которую получит личный состав сил РСЧС, находящийся в точке на РЗМ, для следующих исходных данных:

а) информация об АЭС - та же, что и в задаче 1;

б) метеорологические характеристики - те же, что и в задаче 1;

в) дополнительные данные:

- время начала работ, Т_нач - 16.00 1.10;

- продолжительность работ - t_раб = 10 час;

- координаты заданной точки М - Х_М, У_М согласно условий задачи 1.

Решение.

1. Для заданной точки на местности М определяем мощность дозы излучения на оси следа радиоактивного загрязнения на 1 час после аварии на расстоянии Х = 40 км, значение приведенного времени начала формирования следа радиоактивного загрязнения (t_ф), коэффициенты К_у и К_w аналогично задаче 1 п. 1-7, 9:

Р_{х, 0,1} = 0,351 рад/ч;

К_у = 0,21;

t_ф = 2 часа;

К_w = 1.

2. Вычисляем значение приведенного времени начала работ:

t_нач = Т_нач – Т_АВ = 16.00 ­– 10.00 = 6 часов.

3. Значение приведенного времени начала работ и продолжительность облучения сравниваем со значением времени начала формирования радиоактивного загрязнения в точке М. С учетом условий (33) определяем продолжительность облучения ( t_обл):

Таблица 16

Варианты заданий и результаты расчетов для самостоятельного решения задач по определению мощности дозы излучения в заданной точке РЗМ

№ п/п	Исходные данные									Мощность дозы излучения в заданной точке Р(х,у,t) рад/час
	Тип ЯЭР	Мощность ЯЭР, WЭ (МВт)	Кол-во аварийных ЯЭР, n (ед)	Доля выброса РВ,  (%)	Скорость ветра, V10 (м/сек)	Облачный покров	Расстояния от ЯЭР до заданной точки по оси следа (км)		Заданное время Т3 (час)
							Х	У
1	РБМК	1000	1	3	2	отс.	40	2	15.00	0,015
2	РБМК	1000	1	10	3	сред.	50	3	17.00	0,052
3	РБМК	500	1	30	4	сплш.	30	1	15.00	0,39
4	РБМК	500	2	3	6	отс.	40	1	17.00	0,034
5	РБМК	500	2	10	2	сред.	30	3	16.00	0,057
6	ВВЭР	1000	1	30	3	сплш.	50	2	15.00	0,09
7	ВВЭР	1000	1	3	3	сред.	50	3	14.00	0,006
8	ВВЭР	500	2	10	6	сред.	40	2	13.00	0,025
9	ВВЭР	500	1	30	2	сред.	30	1	15.00	0,157
10	ВВЭР	500	2	3	3	сред.	50	3	16.00	0,005

Примечание: Астрономическое время аварии для всех вариантов - 10.00 1.10.

t_нач + t_раб  t_ф, ,то t_обл = 0;

а) если t_нач  t_ф

t_нач + t_раб t_ф, ,то t_обл = t_нач + t_раб – t_ф; (33)

б) если t_нач  t_ф, ,то t_обл = t_раб

Продолжительность облучения составит - t_обл = 10 часов.

4. По табл. 7.21, 7.22 стр. 85-86 (13) или табл. 7.1, 7.2 стр.24 (26) определяем коэффициент для расчета доз облучения (К_доз):

К_доз = 5,07

5. Определяем дозу облучения в заданной точке М на РЗМ по формуле (34):

D_{(x, y, t)} = P_{(x, 1)}  К_y  К_w  К_доз , рад (34)

D_{(40, 3, 10)} = 0,351  0,21  1  5,07 = 0,37 рад

В табл.17 приведены варианты исходных данных для самостоятельного решения задач, а также итоговые ответы для самоконтроля. Другие исходные данные согласно табл.16 для соответствующего варианта.

Таблица 17

Варианты заданий и результаты расчетов для самостоятельного решения задач по определению дозы облучения в заданной точке РЗМ

№ п/п	Исходные данные			Доза облучения в заданной точке, D(х, у, t) (рад)
	Тип ЯЭР	Время начала работ, Тнач (час)	Продолжительность работ, tраб (час)
1	РБМК	13.00	7	0,088
2	РБМК	12.30	9	0,48
3	РБМК	13.00	6	2,76
4	РБМК	14.00	12	0,38
5	РБМК	12.00	6	0,265
6	ВВЭР	12.00	7	0,596
7	ВВЭР	12.00	9	0,0410
8	ВВЭР	13.00	12	0,22
9	ВВЭР	12.00	9	0,95
10	ВВЭР	12.00	7	0,033

Задача 3.

Определить поверхностную активность (A_S(x,y,t)) радиоактивных веществ (плотность загрязнения местности) в точке М на РЗМ при аварии на АЭС для следующих исходных данных:

а) информация об АЭС – та же, что в задаче 1;

б) метеорологические характеристики – те же, что в задаче 1;

в) дополнительные данные:

-заданное время, на которое определяется поверхностная активность, Т_з - 16.00 1.10;

-координаты заданной точки М – Х_М, У_М согласно условий задачи 1.

Решение.

1. Для заданной точки на местности М определяем мощность дозы излучения на оси следа радиоактивного загрязнения на 1 час после аварии (Р_х,1), коэффициенты К_у, К_w, а также значение приведенного времени начала формирования следа РЗМ (t_ф) аналогично задаче 1 п. 1 - 5, 9:

Р_{(х, у)} = 0,351 рад/ч;

К_у = 0,21;

К_w = 1,0;

t_ф = 2 часа

2. Вычисляем значение приведенного заданного времени:

t_з = Т_з – Т_АВ = 16.00 – 10.00 = 6 часов

3. Сравниваем приведенные значения заданного времени и времени начала формирования радиоактивного загрязнения в точке М:

-если t_з < t_ф, то поверхностная активность радиоактивных веществ А_{S (х, у, t)} = 0;

-если t_з  t_ф, то по табл. 7.19, 7.20 стр. 83, 84 (13) или табл. 6.1, 6.2 стр. 24 (26), определяем коэффициент К_t, учитывающий спад мощности дозы излучения во времени:

К_t = 0,61

4. Определяем коэффициент поверхностной активности (загрязненности) К_загр на РЗМ по табл. 7.23 стр. 87 (13) или табл. 8 стр. 25 (26):

К_загр = 0,17

5. Определяем поверхностную активность радиоактивных веществ в заданной точке М по формуле (35):

А_{S (х, у, t)} = Р_{(х, 0,1)}  К_у  К_t  К_w  К_загр , Ки/м² (35)

А_{S (40, 3, 6)} = 0,351  0,21  0,61  1  0,17 = 7  10^-3 Ки/м²

В табл. 18 приведены варианты исходных данных для самостоятельного решения задач, а также итоговые ответы для самоконтроля. Другие исходные данные согласно табл.16 для соответствующего варианта.

Таблица 18

Варианты заданий и результаты расчетов для самостоятельного

решения задач по определению поверхностной активности радиоактивных веществ в заданной точке РЗМ

№	Исходные данные		Поверхностная активность АS  10^3 (Ки/м^2)
п/п	Тип ЯЭР	Заданное время ТЗ (час)
1	РБКМ	15.00	1,97
2	РБКМ	17.00	6,75
3	РБКМ	15.00	51,11
4	РБКМ	17.00	4,48
5	РБКМ	16.00	6,19
6	ВВЭР	15.00	6,54
7	ВВЭР	14.00	0,72
8	ВВЭР	13.00	3,22
9	ВВЭР	15.00	15,8
10	ВВЭР	16.00	0,61

Задача 4.

Определить активность радиоактивных веществ, поглощенных человеком при дыхании А_{инг (х, у, t)}, в заданной точке М на РЗМ при аварии на АЭС для следующих исходных данных:

а) информация об АЭС - та же, что и в задаче 1;

б) метеорологические характеристики - те же, что и в задаче 1;

в) дополнительная информация:

- время начала работ, Т_нач - 16.00 1.10;

- продолжительность работ -  t_раб = 10 час;

- физическая нагрузка на человека – средняя;

- координаты заданной точки М – Х_М, У_М согласно условий

задачи 1.

Решение.

1. Для заданной точки местности М определяем значение приведенного времени формирования радиоактивного загрязнения (t_ф), а также коэффициенты К_У и К_W аналогично задаче 1 п. 1 – 3, 5, 7, 9:

t_ф = 2 часа;

К_у = 0,21;

К_w = 1

2. Вычисляем приведенное значение времени начала работ:

t _нач = Т_нач – Т_АВ = 16.00 – 10.00 = 6 часов

2. Уточняем продолжительность облучения (см. п. 3 задача 2)

аналогично задаче 2 п. 3:

t_обл = t_раб = 10 часов

4. Определяем коэффициент К_обл по формуле (36):

(36)

5. По табл. 7.32, 7.33 стр. 96 - 97 (13) или табл. 14.1, 14.2. стр. 33 (26) определяем коэффициент С_ для расчета ингаляционного поступления радиоактивных веществ с загрязненным воздухом в зависимости от состояния атмосферы, расстояния по оси следа РЗМ (Х) и типа ЯЭР:

С_ = 7,17  10^-3

6. Активность радиоактивных веществ, поглощенных человеком при дыхании, вычисляем по формуле (37):

А_{инг (х, у, Δt)} = С_  К_обсл  К_у  К_w  К_, Ku (37)

где:

А_{инг (40, 3, 10)} = 7,17  10^-3  0,042  0,21  1  1,8 = 11,4  10^-5 Kи

В табл.19 приведены варианты исходных данных для самостоятельного решения задач, а также итоговые ответы для самоконтроля. Другие исходные данные согласно табл.16 для соответствующего варианта.

Таблица 19

Варианты заданий и результаты расчетов для самостоятельного решения задач по определению активности радиоактивных веществ поглощенных человеком при дыхании в заданной точке РЗМ

№ п/п	Исходные данные				Активность РВ поглощенных человеком при дыхании, Аинг (Ки)
	Тип ЯЭР	Время начала работ, Тнач (час)	Продолжитель-ность работ, t раб (час)	Физическая нагрузка
1	РБКМ	15.00	9	легк.	1,3510^-5
2	РБКМ	17.00	7	сред.	9,2210^-5
3	РБКМ	15.00	6	тяж.	8,9610^-4
4	РБКМ	17.00	5	тяж.	7,7610^-3
5	РБКМ	16.00	12	сред.	1,2610^-4
6	ВВЭР	15.00	5	легк.	5,0210^-5
7	ВВЭР	14.00	7	сред.	0,7810^-5
8	ВВЭР	13.00	6	тяж.	6,710^-5
9	ВВЭР	15.00	9	легк.	10,8510^-5
10	ВВЭР	16.00	12	сред.	1,3410^-5

Задача.5.

Определить дозу облучения (Д_{обл (х, у, t)}) личного состава сил РСЧС на местности от проходящего радиоактивного облака при аварии на АЭС для следующих исходных данных:

а) информация об АЭС та же, что и в задаче 1;

б) метеорологические характеристики - те же, что и в задаче 1;

в) дополнительная информация:

- время начала работ, Т_нач - 16.00 1.10;

- продолжительность работ -  t_раб = 10 часов;

- координаты заданной точки М - Х_М, У_М согласно условий

задачи 1.

Решение.

1. Для заданной точки местности М определяем значение приведенного времени начала формирования радиоактивного загрязнения (t_ф), коэффициенты К_у и К_W аналогично задаче 1 п. 7, 5, 9:

t_ф = 2 часа;

К_у = 0,21;

К_w=1

2. Вычисляем значение приведенного времени начала работ:

t_нач = Т_нач – Т_АВ = 16.00 – 10.00 = 6 часов

3. Вычисляем коэффициент для расчета дозы облучения (К_обл) от проходящего облака по формуле (36):

Примечание:

t_нач +  t_раб t_ф + 240, то К_обл = 1

если t_нач t_ф

t_нач +  t_раб t_ф + 240, то (38)

t_нач +  t_раб t_ф + 240, то

если t_нач t_ф

t_нач +  t_раб t_ф + 240, то