- •Загальні відомості щодо проникаючої радіації та радіоактивного забруднення
- •Різних матеріалів, см
- •Методика виконання практичної роботи
- •І. Оцінка стійкості цеху до впливу радіаційного випромінювання
- •Іі. Визначення рівня радіації у сховищі, коли робітники можуть його залишати, переходити у приміщення цеху і працювати там на протязі робочої зміни
- •"Цех – сховище"
- •Додатки
- •1. Варіанти вихідних даних для розрахункової роботи
Іі. Визначення рівня радіації у сховищі, коли робітники можуть його залишати, переходити у приміщення цеху і працювати там на протязі робочої зміни
Послідовність дій з розв’язку цього завдання ділиться на чотири етапи.
2.1. Відтворення схеми системи "цех - сховище" і усвідомлення взаємозв’язків між рівнями радіації і параметрами цієї системи.
Відповідно до вихідних даних, сховище побудоване заглибленим, у підвальному приміщені цеху з відомими матеріалом і товщиною перекриття і товщиною насипаного на перекриття шару грунту (р и с. 5).
Рис. 5. Спрощене схематичне зображення системи "цех – сховище"
Гама-випромінювання радіоактивного забруднення, що утворилося на даху цеху, поряд з цехом у повітрі і на поверхні землі, створює радіоактивний фон з рівнем радіації Рh1. Проходячи через щільну перегородку, - покрівлю, стелю, вікна і т. і., - рівень радіації знижується до величини Рh2. Надалі, проходячи через шар грунту і перекриття сховища, рівень радіації ще понижується, завдяки чому у сховищі радіоактивний фон набуває значення Рh3. Рівень радіації у сховищі контролюється приладом (р и с. 6).
Рис. 6. Щодо схеми створення радіаційної обстановки в системі
"Цех – сховище"
Між значеннями радіації Рh1, Рh2, Рh3 існує певний зв’язок. Цей зв’язок проходить через коефіцієнти захисту будівлі цеху К, а також коефіцієнти, що характеризують зменшення рівня радіації при проходженні гама-випромінювання через шар насипу грунту на перекритті сховища Кгр і через товщину перекриття Кпер.
Коефіцієнти Кпер, Кгр і К являються постійними величинами, а значення Рh1, Рh2 і Рh3 – перемінними. Набуваючи максимальних значень на початок опромінення (через годину після ядерного вибуху, еталонний рівень радіації) надалі рівні радіації поступово знижуються, як уже зазначалось, через кожні сім годин у десять разів.
2.2. Встановлення формули, за якою мають здійснюватись розрахунки.
Прилад, що вимірює потужність випромінювання і його датчик знаходяться у сховищі. Вирішення завдання зводиться до встановлення тої межі показань приладу, при якій працівники залишають сховище, переходять у приміщення цеху, працюють там на протязі робочої зміни, отримуючи за цей час опромінення в обсязі допустимої дози. Таке можливо, коли потужність випромінювання зовні цеху Рn1, поступово знижуючись, досягне значення, що відповідає встановленій вище стійкості цеху до впливу радіаційного випромінювання Рh lim. Ситуація, коли Рh1 = Рh lim відбувається, якщо рівень радіації у сховищі складає
.
Значення Рh lim було встановлено вище (для варіанту № 35 Рh lim = 80 Р/год.). Коефіцієнт захисту будівлі теж відомий (див. додаток 1, варіанти вихідних даних). Значення коефіцієнтів Кпер і Кгр залишаються невідомими.
2.3. Визначення невідомих характеристик Кпер і Кгр .
Як уже зазначалося, характеристикою властивості матеріалу створювати опір проходження через нього радіоактивного випромінювання являється шар половинного послаблення. У загальному вигляді коефіцієнт захисту перегородки обчислюється за формулою:
де: Н – товщина перегородки, см;
d – шар половинного послаблення матеріалу перегородки, см.
У такому вигляді формулою зручно користуватися, коли Н i d кратні (величина - ціле число). Так, якщо:
Н = d, то ;
Н = 2d, то ;
Н = 3d, то ;
……………………………………
У ситуаціях, коли не ціле число, визначати коефіцієнт захисту можливо з допомогою графіку. У загальному вигляді для графічного відображення залежності коефіцієнта захисту перегородки і товщини цієї перегородки необхідно визначати положення координат точок, коли Н = d, Н = 2d, Н = 3d…
Число таких дій треба продовжувати до положення, коли Н дещо перевищуватиме задану величину товщини перегородки. Координати точок встановлюються по такій схемі:
Н = d, ;
Н = 2d, ;
Н = 3d, ;
Н = 4d, .
Після цього необхідно підготувати координатну сітку, нанести на неї положення цих точок і з’єднати їх плавною кривою.
Послідовність дій з визначення невідомих коефіцієнту захисту насипу грунту Кгр і коефіцієнту захисту перекриття Кпер ілюструємо на прикладі варіанту № 35.
Вихідні дані: матеріал і товщина перекриття – бетон, 40 см;
шар насипу грунту – 60 см;
шар половинного послаблення гама-випромінювання радіоактивного забруднення (див. табл. 2):
для бетону, dбет = 5,6 см;
для грунту, dгр = 8,1 см.
1) Заготовляємо розрахункову таблицю
Кількість шарів половинного послаблення у перегородці, |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
Коефіцієнт захисту перегородки, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Товщина перегородки із бетону, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Товщина перегородки із грунту, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2) Заносимо у таблицю результати розрахунків (розрахунки здійнюються стосовно кожного із варіантів кількості шарів половинного послаблення)
Кількість шарів половинного послаблення у перегородці, |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
Коефіцієнт захисту перегородки, |
2 |
4 |
8 |
16 |
32 |
64 |
128 |
256 |
512 |
1024 |
2048 |
Товщина перегородки із бетону, |
5,6 |
11,2 |
16,8 |
22,4 |
28,0 |
33,6 |
39,2 |
44,8 |
50,4 |
56,0 |
61,6 |
Товщина перегородки із грунту, |
8,1 |
16,2 |
24,3 |
32,4 |
40,5 |
48,6 |
56,7 |
64,8 |
72,9 |
81,0 |
89,1 |
3) Заготовляємо координатну сітку для графічного відображення результатів розрахунків. Зважаючи на те, що товщина бетону і шар насипу грунту складають, відповідно, 40 і 60 см, вибираємо масштаб таким, коли в 1 см по лінії Н - 5 см, а полінії Кзах – 25 раз.
Рис. 7. Координатна сітка для побудови графіків залежності коефіцієнта захисту і товщини перегородки із бетону і з насипу грунту
4) Трансформуємо на координатну сітку результати розрахунків (див. табл.. п. 2), з’єднуємо точки плавною кривою і одержуємо у такий спосіб графічне відображення залежності коефіцієнта захисту і товщин перегородок з бетону і з насипаного грунту.
Рис. 8. Залежності коефіцієнта захисту від товщини перегородок
- з бетону, - з насипу грунту
5) Визначаємо невідомі коефіцієнти захисту перекриття із бетону Кпер і насипу грунту Кгр. Для цього на масштабній лінії Н, см помічаємо значення товщини перекриття із бетону (Нбет = 40 см) і товщини насипаного грунту (Нгр=60 см), з цих місць проводимо вертикалі до перетину з відповідними кривими, і потім, з точок перетину в сторону масштабної лінії Кзах продимо горизонталі. Точки перетину горизонталей з лінією Кзах відповідають значенням, відповідно Кпер і Кгр. У нашому варіанті Кпер = 150, а Кгр = 175
(р и с. 9).
Рис. 9. Щодо визначення коефіцієнта захисту перекриття із бетону товщиною Нбет = 40 см та з насипу грунту Нгр = 60 см
2.4. Результат розрахунків.
Таким чином, значення рівня радіації у сховищі, при якому робітники можуть його (сховище) залишати, переходити до цеху і перебувати там на протязі робочої зміни складає:
Вимоги щодо оформлення практичної роботи
Практична робота повинна бути оформлена у відповідності до вимог стандартів до текстових документів та пояснювальних записок, написана від руки на аркушах формату А-4. Вона має містити: титульний лист; зміст; мету розрахунків; обсяг завдання та вихідні дані; розрахункову частину (перший і другий розділи); список використаної літератури.
На титульному листі вказуються повні назви університету, факультету, кафедри і навчальної групи, назва практичної роботи і номер її варіанту, а також прізвище, ім’я та по-батькові студента і дата виконання роботи (д о д а т о к 2).
Зміст розрахункової роботи має відображати точні назви її частин і розділів (підрозділів) і номерів сторінок, з яких починається виклад цих частин (розділів, підрозділів). Приклад оформлення змісту представлений у
д о д а т к у 3.
Мета розрахунків, обсяг завдання та вихідні дані оформлюються як окремий розділ у вигляді, як це поміщено у методичних матеріалах
(див. стор. 12 ). При цьому числові характеристики мають точно відповідати заданому для студента варіанту вихідних даних (див.стор.32).
Розрахункова частина оформлюється двома розділами у вигляді пояснювальної записки, яка супроводжується необхідними таблицями, графіками, висновками і т. і. Зміст пояснень має свідчити про те, що виконавець усвідомлює суть розрахунків, послідовно, логічно і достатньо зрозуміло їх описує. Особлива увага при цьому має приділятись правильному і охайному оформленню ілюстрацій:
назва таблиці пишеться у верхній її частині, а назва графіка (рисунка) – під графіком (рисунком);
тексти назв повинні міститися в межах таблиці чи рисунка;
товщина координатних ліні й на графіках повинна у 1,5…2,0 рази перевищувати товщину ліній координатної сітки, а товщина ліній кривої у стільки ж раз повинна перевищувати товщину координатної лінії;
крива лінія проводиться у такий спосіб, щоб вона плавно з’єднувала розрахункові точки і щоб ці точки залишалися не займаними (у місці знаходження точки крива переривається);
назви координатних ліній позначаються відповідними чітко написаними літерами і, через кому, скороченнями одиниць їх виміру. Ці позначки розміщуються на кінцях координатних ліній і так, щоб вони не виходили за межі цих ліній.
За приклади правильно оформлених таблиць і графіків можна приймати ілюстрації, що поміщені вище у даних методичних матеріалах.
Список використаної літератури складається у порядку звернень до цих джерел. Місця посилання на відповідне літературне джерело по ходу пояснювальної записки позначається поміщеною у квадратних дужках цифрою. Ця цифра має збігатись з номером того джерела у списку використаної літератури, на яке посилається виконавець розрахункової роботи.