Оцінка інженерної обстановки при вибухах

Однією із причин великих виробничих аварій і катастроф є вибухи, які на промислових підприємствах супроводжуються обвалама і деформаціями споруд, пожежами, виходами з ладу обладнання енергопідприємств.

Найчастіше спостерігаються вибухи котлів в котельнях, маслонаповненого обладнання на підприємствах електроенергетики, газів, апаратів, продукції і напівфабрикатів на хімічних підприємствах, пари бензину і інших складових палива, лакофарбових розчинників, нерідкі випадки вибуху побутового газу.

Причинами вибухів трансформаторного масла, газу та іншого можуть служити відкритий вогонь, електрична іскра, в тому числі від статичної електрики.

Уражаючим фактором любого вибуху є ударна хвиля. Дія ударної хвилі на елементи споруд характеризуються складним комплексом навантажень: прямий тиск, тиск відбиття, тиск обтікання, тиск затікання, навантаження від сейсмовибухових хвиль.

Дію ударної хвилі прийнято оцінювати надлишковим тиском у фронті ударної хвилі DР (кПа).

Розрахунок точного значення надлишкового тиску при вибуху парогазоповітряної суміші поза приміщенням - надзвичайно складний. Це пов'язано з невизначеністю багатьох факторів, які впливають на утворення хмари суміші, це – напрямок і швидкість руху повітря при даній щільності забудови, стан турбулентності атмосфери, температура і вологість повітря тощо. Тому можна говорити лише про оціночний характер розрахунків.

Одна з методик полягає у оцінці значення надлишкового тиску вибухової хвилі, яка виникає при вибуху суміші повітря з вуглеводневими газами: метаном, пропаном, бутаном, етиленом, пропіленом тощо.

Мета розрахунку – оцінка ступеня руйнування енергоспоруд після вибуху біля них газоповітряної суміші, можливості продовження експлуатації об’єкту з метою обґрунтування заходів з підвищення стійкості інженерно-технічного комплексу.

Порядок виконання завдання.

19.1. Визначення розмірів зон вибухової хвилі, дії продуктів вибуху та повітряної ударної хвилі.

При вибуху газоповітряної суміші утворюються три зони:

Зона детонаційної хвилі з постійним значенням надлишкового тиску ΔР_І = 1700 кПа і радіусом

(м), (19.1)

де Q – маса газу, що вибухнув (т).

Зона дії продуктів вибуху радіусом

(м), (19.2)

Надлишковий тиск в межах зазначених зон змінюється згідно з формулою

(кПа), (19.3)

де r – відстань від епіцентру вибуху до даного об’єкту, що розташований у зоні, м.

Зона повітряної ударної хвилі r_ІІІ >r_ІІ. Значення надлишкового тиску у цій зоні знаходиться з наступних формул:

При Ψ ≤ 2 надлишковий тиск визначається за формулою:

(кПа), (19.4)

а при Ψ > 2 надлишковий тиск визначається за формулою:

(кПа), (19.5)

де - допоміжний коефіцієнт.

19.2. По заданій відстані від епіцентру вибуху визначається зона, в якій розташований об'єкт.

19.3. Визначається значення надлишкового тиску в місці розташування об'єкту в залежності від величини допоміжного коефіцієнту за формулою (19.4) або (19.5).

19.4. Визначення ступеню руйнування споруд.

Від впливу ударної хвилі на будови і споруди можуть утворитися різні ступені руйнувань. Залежно від величини надмірного тиску можуть виникнути повні, сильні, середні та слабкі руйнування, характеристика яких відображена у табл. 19.1.

19.5. Визначення характеристики руйнувань (по табл. 19.2).

19.6. Розробка пропозицій з підвищення стійкості об'єкта.

З наступного переліку здійснюється вибір відповідних заходів.

Заходи з підвищення стійкості об'єкта:

19.6.1. Можливі заходи з підвищення стійкості інженерно-технічного комплексу:

а). Будови і споруди:

- зміцнення несучих конструкцій;

- встановлення захисних валів, або заглиблення споруд.

б). Цінне обладнання:

- розташування у захисних спорудах, або в спорудах з підвищеною стійкістю;

- встановлення обладнання на фундаментах;

- використання захисних конструкцій (ковпаків, козирків, навісів, тощо).

в). Системи енерго-, газо- та водопостачання:

- розподіл схеми електромереж на незалежно працюючі частини та підключення підприємства до кількох енергоджерел;

- заміна повітряних мереж на підземні кабельні лінії з встановленням автоматичних роз'єднувачів для відключення пошкоджених ділянок;

- створення резерву автономних джерел живлення;

- водопостачання з двох незалежних джерел;

- захист вододжерел і резервуарів питної і технічної води;

- створення обхідних ліній навколо водонапорних веж;

Таблиця 19.1

Ступені руйнувань елементів промислового об’єкта при різних значеннях надлишкового тиску ударної хвилі, кПа

Елементи об’єкта	Руйнування
слабке	середнє	сильне	повне
1. Виробничі, адміністративні та житлові будови
— масивні промислові будови з металевим каркасом і крановим обладнанням вантажопідйомністю 25-50 т	20-30	30-40	40-50	50-70
— те ж саме, з крановим обладнанням вантажопідйомністю 60-100 т	20-40	40-50	50-60	60-80
— бетонні та залізобетонні будови і будови антисейсмічної конструкції	25-80	80-120	120-200	>200
— будови з легким металевим каркасом та безкаркасної конструкції	10-20	20-30	30-50	50-70
— промислові будови з металевим каркасом та бетонним заповненням	10-20	20-30	30-40	40-50
— промислові будови з металевим каркасом та суцільним заповненням стін та даху	10-20	20-30	30-40	40-50
— багатоповерхові залізобетонні будови з великою площею засклення	8-20	20-40	40-90	90-100
— будови зі збірного залізобетону	10-20	20-30	30-50	50-60
— одноповерхові будови з металевим каркасом і стіновим заповненням з листового металу	5-7	7-10	10-15	>15
— те ж саме, з дахом і стіновим заповненням з хвильової сталі	7-10	10-15	15-25	25-30
— цегляні безкаркасні виробничо-допоміжні будови з перекриттям (покриттям) з залізобетонних збірних елементів одно- і багатоповерхові	10-20	20-35	35-45	45-60

Продовження табл. 19.1

Елементи об’єкта	Руйнування
слабке	середнє	сильне	повне
— те ж саме, з перекриттям з дерев’яних елементів	8-15	15-25	25-35	>35
— будови фідерної або трансформаторної підстанції з цегли або бетонних блоків	10-20	20-40	40-60	60-80
— складські цегляні будови	10-20	20-30	30-40	40-50
—легкі склади-навіси з металевим каркасом і шиферним дахом	10-25	25-35	35-50	>50
— адміністративні багатоповерхові будови з металевим або залізобетонним каркасом	20-30	30-40	40-50	50-60
— цегляні малоповерхові будинки (один-два поверхи)	8-15	15-25	25-35	35-40
— звичайне засклення будов	0,5-1,0	1-1,5	1,5-3	-
— засклення будов армованим склом	1-1,5	1,5-2	2-5	-
2. Деякі види обладнання
— крани і кранове обладнання	20-30	30-50	50-70
— підйомно-транспортне обладнання		50-60	60-80
— стрічкові конвеєри в галереї на залізобетонній естакаді	5-6	6-10	10-20	20-40
— ковшові конвеєри в галереї на залізобетонній естакаді	8-10	10-20	20-30	30-50
— гнучкі шланги для транспортування сипучих матеріалів	7-15	15-25	25-35	35-45
— електродвигуни, потужністю до 2 кВт, відкриті	20-40	40-50	50-60	60-80
— те ж саме, герметичні	30-50	50-70	70-80	80-100
— електродвигуни, потужністю від 2 до 10 кВт, відкриті	30-50	50-70	-	80-90
— те ж саме, герметичні	40-60	60-75	75-85	85-100
— електродвигуни, потужністю 10 кВт і більше, відкриті	50-60	60-80	80-100	100-120
— те ж саме, герметичні	60-70	70-80	80-100	100-120
— трансформатори від 100 до 1000 кВт	20-30	30-50	50-60	>60
— трансформатори блочні	30-40	40-60	-	-
— контрольно-вимірювальна апаратура	5-10	10-20	20-30	>30

Продовження табл. 19.1

Елементи об’єкта	Руйнування
слабке	середнє	сильне	повне
— електролампи у плафонах	-	-	-	10-20
— електролампи відкриті	-	-	-	5-7
— парові котли, парогенератори	50-70	70-100	100-150	>150
3. Технологічні та комунально-енергетичні споруди і мережі
— газгольдери та наземні резервуари для паливо-мастильних та хімічних речовин	15-20	20-30	30-40	>40
— підземні металеві та залізобетонні резервуари	20-50	50-100	100-200
— частково заглиблені резервуари	40-50	50-80	80-100	>100
— наземні металеві резервуари та ємності	30-40	40-70	70-90	>90
— відкрито розміщене обладнання артезіанських свердловин	70-110	110-130	130-170	>170
— водонапірні вежі	10-20	20-40	40-60	>60
— металеві вежі суцільної конструкції	20-30	30-50	50-70	>70
— трансформаторні підстанції закритого типу	30-40	40-60	60-70	70-80
— кабельні підземні лінії	200-300	300-600	600-1000	1000-1500
— кабельні наземні лінії	10-30	30-50	50-60	>60
— повітряні лінії напругою більше 1 кВ	25-30	30-50	50-70	>70
— повітряні лінії напругою до 1 кВ	20-60	60-100	100-160	>160
— підземні сталеві трубопроводи діаметром до 350 мм	600-1000	1000-1500	1500-2000	>2000
— те ж саме, діаметром понад 350 мм	200-350	350-600	600-1000	>1000
— підземні чавунні та керамічні трубопроводи на розтрубах, азбоцементні на муфтах	200-600	600-1000	1000-2000	>1000
— трубопроводи, заглиблені на 20 см	150-200	250-350		-
— трубопроводи наземні				-
— трубопроводи на металевих та залізобетонних естакадах	20-30	30-40	40-50	-
— оглядові колодязі та засувки на мережах комунального господарства	200-400	400-600	600-1000

Продовження табл. 19.1

Елементи об’єкта	Руйнування
слабке	середнє	сильне	повне
— мережі комунального господарства (водопровід, каналізація, газопровід) заглиблені	100-200	400-1000	1000-1500
4. Захисні споруди
— сховища, які стоять окремо, що розраховані на надлишковий тиск ударної хвилі 500 кПа	500-600	600-700	700-900	>900
— сховища, які стоять окремо та вбудовані, що розраховані на надлишковий тиск ударної хвилі 300 кПа	300-400	400-550	550-650	>650
— ті ж самі, що розраховані на 200 кПа	200-300	300-370	370-450	>450
— ті ж самі, що розраховані на 100 кПа	100-140	140-180	180-220	>220
— ті ж самі, розраховані на 50 кПа	50-70	70-90	90-110	>110
— протирадіаційні укриття (ПРУ), розраховані на 30 кПа	30-40	40-60	60-90	>90
— підвали без підсилення несучих конструкцій	20-30	30-60	60-80	>80
5. Засоби транспорту, будівельна техніка, мости, загати
— вантажні автомобілі і автоцистерни	20-30	30-55	55-90	90-130
— автобуси і спецавтомашини з кузовами автобусного типу	15-20	20-45	45-60	60-80
— гусеничні тягачі і трактори	30-40	40-80	80-110	110-130
— шосейні дороги з асфальтовим та бетонним покриттям	120-300	300-1000	1000-2000	2000-4000
— залізничні колії	100-150	150-200	200-300	300-500
— металеві мости з довжиною прольоту 30-40 м	50-100	100-150	150-200	200-300
— те ж саме, з прольотом 100 м і більше	40-80	80-100	100-150	150-200
— мости залізничні з прольотом 20 м	50-60	60-110	110-200	200-300
— те ж саме, з прольотом 10 м	50-100	100-350	350-380	380-400
— дерев’яні мости	40-60	60-110	110-200	200-250
— бетонні греблі	1000-2000	2000-5000	5000-10000	>10000
— земляні загати шириною 80-100 м	150-700	700-1000	>1000

Таблиця 19.2

Характеристика ступенів руйнування ударною хвилею елементів промислового об’єкта

Елементи об’єкта	Руйнування
слабкі	середні	сильні
Виробничі, адміністративні та житлові будови	Руйнування найменш міцних конструкцій будинків, споруд і агрегатів: заповнень дверних і віконних прорізів, зрив покрівлі; основного устаткування ушкоджене незначно. Відбудовні роботи зводяться до середнього відбудовного ремонту.	Руйнування покрівлі, перегородок, а також частини устаткування, ушкодження підймально-транспортних механізмів. Відновлення можливе при капітальному відбудовному ремонті з використанням збережених основних конструкцій і устаткування.	Значні деформації несучих конструкцій, руйнування більшої частини перекриттів, стін і устаткування. Відновлення елемента можливе, але, власне кажучи, зводиться до нового будівництва з використанням деяких збережених конструкцій і устаткування.
Промислове обладнання	Ушкодження шестирень і передавальних механізмів, обриви маховиків і важелів управління. Розрив приводних ременів. Відновлення можливе без повного розбирання, з заміною ушкоджених частин.	Ушкодження й деформація основних деталей, ушкодження електропроводки, приладів автоматики. Використання устаткування можливе після капітального ремонту.	Зсув із фундаментів, деформація станин, тріщини в деталях, вигин валів і вісей, ушкодження електропроводки. Ремонт і відновлення, як правило, недоцільні.
Газгольдери, резервуари і ємності для нафтопродуктів, зріджених газів і хімічних продуктів	Невеликі вм'ятини на оболонці, деформація трубопроводів, ушкодження арматури. Використання можливе після середнього (поточного) ремонту і заміни ушкоджених деталей.	Зсув на опорах, деформація оболонок, трубопроводів, ушкодження арматури. Використання можливе після капітального ремонту.	Зрив з опор, перекидання, руйнування й деформація оболонок, обриви трубопроводів і арматури. Використання й відновлення неможливе.

Продовження табл. 19.2

Елементи об’єкта	Руйнування
слабкі	середні	сильні
Технологічні та комунальні споруди й мережі	Часткове ушкодження стиків труб, контрольно-вимірювальної апаратури, верхньої частини стінок оглядових колодязів. При відновленні міняються ушкоджені елементи.	Розрив і деформація труб в окремих місцях, ушкодження стиків, фільтрів, відстійників, баків, вихід з ладу контрольно-вимірювальних приладів. Руйнування і сильна деформація резервуарів вище рівня рідини. При відновленні виконується капітальний ремонт із заміною ушкоджених елементів.	Руйнування й деформація більшої частини труб, ушкодження відстійників, насосного й іншого устаткування. Ушкодження арматури. Відновлення неможливе.
Рухомий поїзд, автотранспорт, інженерна техніка, підйомально-транспортні механізми, кранове обладнання	Часткове руйнування і деформація обшивання й даху, ушкодження скла кабін, фар і приладів. Потрібно поточний (середній) ремонт.	Руйнування кузовів, критих вагонів, ушкодження кабін (кузовів), відривання дверей і ушкодження зовнішнього устаткування, розрив трубопроводів систем живлення, охолодження й змащення. Використання можливе після ремонту із заміною ушкоджених вузлів.	Перекидання, відривання окремих частин, загальна деформація рами, руйнування кабіни (кузова, вантажної платформи), відривання й пошкодження радіаторів, крил, підніжок, зовнішнього устаткування двигуна. Використання неможливе, потрібно капітальний ремонт у заводських умовах.

Продовження табл. 19.2

Елементи об’єкта	Руйнування
слабкі	середні	сильні
Захисні споруди	Часткове руйнування ходу сполучення, що примикає до споруди, незначні зрушення й тріщини в з'єднаннях конструктивних елементів. Споруда придатна до повторного використання після розчищення входу.	Руйнування ділянки, що примикає до споруди, ходу сполучення, деформація і зсув стін, покриттів, рам, дверей, без значного обвалення ґрунту й засипання ним внутрішніх приміщень. Для використання споруд за призначенням потрібно середній відбудовний ремонт.	Значна деформація основних несучих конструкцій, руйнування захисних дверей і внутрішнього устаткування, обвалення крутостей, завал входів ґрунтом. Відновлення й використання споруд для захисту людей неможливі.

Примітка: при повних руйнуваннях в будовах і спорудах повністю зруйновані всі основні несучі конструкції і перекриття, трубопроводи й кабелі розірвані, опори зруйновані, обладнання деформоване, відновлення елементів неможливе.

- влаштування газорозподільних станцій і опорних пунктів обхідних газопроводів у підземному виконанні;

- установлення у вузлових точках системи газопостачання автоматичних пристроїв, які спрацьовують при аварії.

г). Виключення або зменшення дії вторинних уражаючих факторів:

- обваловування та заглиблення ємностей та складів;

- підготовка і раціональне розташування засобів для гасіння пожеж.

19.6.2. Заходи з підвищення стійкості виробничої діяльності об'єкту.

а). Захист працівників і службовців:

- будівництво захисних споруд;

- розосередження;

- використання засобів індивідуального захисту.

б). Управління, оповіщення, зв'язок:

- завчасне створення і обладнання запасних пунктів управління, оповіщення, зв'язку;

- дублювання систем управління, оповіщення, зв'язку.

в). Постачання:

- встановлення надійного зв'язку з підприємствами постачальниками;

- пошук можливостей переходу на місцеві джерела палива та сировини;

- дублювання шляхів постачання палива та сировини.

г). Запаси матеріально-технічних засобів:

- завчасне визначення необхідного об'єму запасів сировини, палива, обладнання, матеріалів та комплектуючих виробів;

- забезпечення надійного зберігання запасів на об'єкті.

д). Підготовка до відновлення порушеного виробництва:

- завчасна розробка документації з відновлення об'єкта;

- створення необхідних запасів матеріальних засобів для відновлення виробництва;

- завчасне створення бригад для проведення ремонтно-відновлювальних робіт.

19.7. Робиться висновок щодо можливості відновлення споруд.

20. Оцінка радіаційної обстановки при аваріях на атомних енергетичних установках (АЕС)

Сучасний етап розвитку економіки характеризується невпинним подальшим розвитком ядерної енергетики, незважаючи на те, що експлуатація об’єктів з ядерними компонентами супроводжується аваріями, викидом радіоактивних речовин, що наносить значних економічних, екологічних і психологічних збитків. За останній час в світі зареєстровано більше 150 значних аварій на об’єктах атомної енергетики. З них аварія на Чорнобильській атомній електростанції - найбільша за всю історію розвитку атомної енергетики, а її наслідки набули значних, в багатьох випадках непередбачуваних масштабів.

Розвиток ядерної енергетики ведеться на основі будівництва ядерних енергетичних реакторів (ЯЕР) на теплових нейтронах, що дозволяє використовувати в якості палива слабозбагачений і природній уран. До таких реакторів відносяться водяні енергетичні реактори, в яких вода є одночасно носієм і сповільнювачем ядерної реакції (ВВЕР-600, ВВЕР-1000).

Широкого поширення в даний час набули канальні енергетичні реактори з графітовим сповільнювачем і водою в якості теплоносія (РБМК-1000, РБМК-1500).

РБМК-1000 - “реактор большой мощности, канальный” - сповільнювачем в ньому служить графіт, а теплоносієм - кип’яча легка вода, що циркулює знизу вверх по вертикальних каналах, що проходять через активну зону.

Реактор розміщується в наземній бетонній шахті і містить до 192 т ядерного палива, що складається зі слабозбагаченого урану-235 та двоокису урану. На Чорнобильській АЕС було встановлено 4 реактори типу РБМК-1000.

Радіоактивні продукти, що визначають радіаційну обстановку в районі розміщення АЕС і в зонах радіоактивного забруднення, створюють суттєвий вплив на дію формувань цивільної оборони, режим проживання і роботу населення та на проведення аварійно-рятувальних робіт.

Під радіаційною обстановкою розуміють сукупність наслідків радіоактивного забруднення (зараження), які впливають на виробничу діяльність об’єктів економіки, життєдіяльність населення, дії сил цивільної оборони при проведенні рятувальних та інших невідкладних робіт. Радіаційна обстановка характеризується масштабом (розмірами зон) і характером радіоактивного забруднення (рівнем радіації). Розміри зон радіоактивного забруднення (зараження) і рівні радіації є основними показниками ступеня небезпеки радіоактивного забруднення.

Оцінка радіаційної обстановки включає:

- визначення масштабів і характеру радіоактивного забруднення місцевості, тобто виявлення радіаційної обстановки;

- аналіз їх впливу на діяльність об’єктів економіки, життєдіяльність населення та можливостей сил цивільної оборони;

- вибір найбільш доцільних варіантів дій, за яких виключається радіаційне ураження людей, або воно є мінімальним.

Виявлення і оцінка радіаційної обстановки здійснюється шляхом розв’язання формалізованих задач, які дозволяють розрахувати дози опромінення і можливі наслідки такого впливу на населення, особовий склад формувань при всіх видах їх дій і оптимізувати режим роботи формувань на забрудненій місцевості та режим роботи підприємств.

У залежності від характеру і об’єму вихідної інформації задачі можуть розв’язуватися або шляхом розрахунків (прогнозування), або на основі результатів фактичних вимірювань на забрудненій місцевості (за даними розвідки).

При аваріях на АЕС виділяються 5 зон радіоактивного забруднення:

- зона радіаційної небезпеки (М) - це ділянка забруднення місцевості, в межах якої доза випромінювання на відкритій місцевості може становити від 5 до 50 рад на рік. На зовнішній межі цієї зони рівень радіації на 1 год після аварії складає 0,014 рад/год. У межах зони “М” доцільно обмежити перебування особового складу, що не використовується на роботах з ліквідації наслідків радіаційної аварії. При її ліквідації в зоні “М” і в усіх інших зонах повинні виконуватися основні заходи: радіаційний і дозиметричний контроль, захист органів дихання, профілактичний прийом йодованих препаратів, санітарна обробка особового складу, дезактивація одягу і техніки;

- зона помірного радіоактивного забруднення (А) - це ділянка забрудненої місцевості, в межах якої доза випромінювання може складати від 50 до 500 рад на рік. На зовнішній межі цієї зони рівень радіації на І годину після аварії може складати 0,14 рад/год. Дії формувань в зоні “А” необхідно здійснювати з використанням захисної техніки з обов’язковим захистом органів дихання;

- зона сильного радіоактивного забруднення (Б) - це ділянка забрудненої місцевості, в межах якої доза випромінювання складає від 500 до 1500 рад на рік. На зовнішній межі цієї зони рівень радіації на І годину після аварії може складати 1,4 рад/год. У зоні “Б” особовий склад повинен діяти в захисній техніці і захисних спорудах;

- зона небезпечного радіоактивного забруднення (В) - це ділянка забрудненої місцевості, в межах якої доза випромінювання складає від 1500 до 5000 рад на рік. На зовнішній межі цієї зони рівень радіації на І годину після аварії може складати 4,2 рад/год. Дії формувань можливі тільки в добре захищеній техніці. Час перебування в зоні - декілька годин;

- зоні надзвичайно небезпечного радіоактивного забруднення (Г) - це ділянка забрудненої місцевості, в межах якої доза випромінювання складає від 5000 рад на рік. На зовнішній межі цієї зони рівень радіації на І годину після аварії може складати 14 рад/год. У зоні забороняється знаходитися навіть короткочасно.

Як вже відзначалося вище, оцінка радіаційної обстановки при аварії на АЕС зводиться до визначення методом прогнозу доз опромінення і вироблення оптимальних режимів діяльності різних категорій особового складу при знаходженні їх в прогнозованій зоні забруднення.

При розрахунках необхідно керуватися допустимою дозою опромінення, встановленого для різних категорій населення, що опинилося в зоні радіоактивного забруднення при аварії на АЕС:

- населення, робітники і службовці, що не працюють в мирний час з радіоактивними речовинами - 0,5 бер на рік;

- населення, робітники, службовці і персонал, що в мирний час проводить роботи з радіоактивними речовинами - 5 бер на рік;

- допустиме аварійне опромінення (разове) населення, що не працює з радіоактивними речовинами - 10 бер на рік;

- допустиме аварійне опромінення персоналу (разове) - 25 бер.

Залежно від обставин, що складаються, для захисту населення від шкідливої дії радіації можуть бути застосовані наступні заходи:

- обмежене перебування на відкритій місцевості (тимчасове перебування в захисних спорудах);

- максимально можлива герметизація житлових та службових приміщень;

- вживання лікарських препаратів, перешкоджаючих накопиченню біологічно небезпечних радіонуклідів в організмі;

- захист органів дихання з використанням засобів індивідуального захисту та підручних засобів.

- евакуація;

- обмеження доступу в район забруднення;

- санітарна обробка людей у випадку забруднення їх одягу та тіла радіоактивними речовинами вище встановлених норм;

- обробка продуктів харчування, які забруднені радіоактивними речовинами;

- виключення або обмеження вживання в їжу забруднених продуктів;

- дезактивація забрудненої місцевості;

- переселення.

Вихідними даними для оцінки радіаційної обстановки шляхом прогнозування є:

- тип і потужність ЯЕР (РБМК-1000, ВВЕР-1000);

- кількість аварій ЯЕР - n;

- частка викинутих з ЯЕР радіоактивних речовин - h (%);

- координати ЯЕР чи АЕС;

- астрономічний час аварії - Т_ав;

- метеоумови - швидкість вітру на висоті 10 м - V (м/с);

- напрям вітру А (град);

- стан хмарного покриття - відсутній, середній, суцільний;

- відстань від об’єкта (району дії формувань) до аварійного реактора - R_х ( км);

- час початку роботи робітників і службовців об’єкту після аварії – Т_поч. (год);

- довготривалість дій (роботи) - Т (год);

- кратність послаблення потужності дози опромінення - К_посл.

Мета розрахунку - оцінити радіаційну обстановку і виробити пропозиції щодо захисту робітників і службовців об’єкту, що опинився в зоні радіоактивного забруднення, при аварії на АЕС.

Порядок розрахунку.

20.1. За табл. 20.1 визначаємо категорію стійкості атмосфери: інверсія (стійка атмосфера, можлива при суцільній хмарності та високій швидкості вітру), ізометрія (нейтральна атмосфера, можлива при середній хмарності), конвекція (нестійка атмосфера, можлива при відсутності хмарності та незначній швидкості вітру), що відповідає погодним умовам і заданому періоду доби.

20.2. За табл. 20.2 визначаємо середню швидкість вітру (V_ср) в товщині поширення радіоактивної форми, виходячи з заданої швидкості приземного вітру і встановленої по табл. 20.1 категорії стійкості атмосфери.

20.3. За табл. 20.3 - 20.6 для заданого типу ЯЕР (РБМК, ВВЕР) і по частці викинутих радіоактивних речовин (РР) визначаємо розміри прогнозованих зон забруднення і наносимо їх в масштабі на карти (схеми) у вигляді правильних еліпсів (рис. 20.1).

Рис. 20.1. Розміри прогнозованих зон забруднення

20.4. Виходячи з заданої відстані (R_х) об’єкту до аварійного реактора з урахуванням утворених зон забруднення, встановлюємо (визначаємо) зону забруднення, в яку попав об’єкт (район дії формувань). Також визначається межа зони (внутрішня, середина, зовнішня). З цією метою відстань між зовнішньою і внутрішньою межами зони ділиться на три частини, якщо об'єкт знаходиться у ближній до реактора третині – межа внутрішня, другій – середина, третій - межа зовнішня.

Наприклад, для наведеного вище малюнку відстань (L) між зовнішньою і внутрішньою межами зони Б дорівнює:

L = L_Б – L_В, (20.1)

де L_Б – довжина зони Б,

L_В – довжина зони В.

Тоді, якщо R_x < L_В + L/3 - межа внутрішня, якщо L_В + L/3 < R_x < L_В + 2L/3 – середина, якщо L_В + 2L/3 < R_x < L_Б - межа зовнішня.

20.5. За табл. 20.7 визначаємо час початку формування сліду радіоактивного забруднення (t_ф) після аварії на АЕС (час початку випадання радіоактивних опадів на території об’єкту).

20.6. За табл. 20.8 - 20.11 для відповідної зони забруднення місцевості з урахуванням початку і довготривалості роботи визначаємо дозу опромінення, яку отримають робітники і службовці об’єкту (особовий склад формувань) за умови відкритого розміщення в середині зони.

Дози опромінення, які отримують робітники і службовці об’єкту за час роботи в заданому районі визначаються за формулою:

Д_опр.=Д_зони ∙К_зони ∙1/К_{посл .}; (бер) (20.2)

де Д_зони - доза розрахована за табл. 20.8 - 20.11;

К_{посл .} - коефіцієнт послаблення радіації;

К_зони - коефіцієнт, що враховує місцезнаходження особового складу в зоні (межа зони - внутрішня, середина, зовнішня).

Так, при знаходженні в середині зони К_зони = 1.

20.7. На основі обчисленої дози опромінення з урахуванням характеру діяльності робітників і службовців об’єкту (на відкритій місцевості, в будівлях і спорудах, у сховищах) і встановленої дози опромінення визначаємо оптимальний режим діяльності населення, робітників і службовців на забрудненій місцевості з використанням табл. 20.8 - 20.11.

20.8. На основі вихідних даних і проведених розрахунків розробляємо пропозиції щодо захисту різних категорій населення, особового складу, що опинилися в зоні радіаційного забруднення місцевості.

Таблиця 20.1

Категорія стійкості атмосфери

Час доби	Наявність хмарності	Швидкість вітру V10 на висоті 10 м, м/с
V10 £2	2< V10 £3	3< V10 £5	5< V10 £6	V10 >6
День	Відсутня	Конвекція	Конвекція	Конвекція	Ізотермія	Ізотермія
День	Середня	Конвекція	Конвекція	Ізотермія	Ізотермія	Ізотермія
День	Суцільна	Конвекція	Ізотермія	Ізотермія	Ізотермія	Ізотермія
Ніч	Відсутня	Конвекція	Ізотермія	Ізотермія	Ізотермія	Інверсія
Ніч	Суцільна	Конвекція	Ізотермія	Ізотермія	Інверсія	Інверсія

Таблиця 20.2.

Середня швидкість вітру (V_ср) в приповерхневому шарі землі до висоти переміщення центру хмари, м/с

Категрія стійкості	Швидкість вітру на висоті 10 м (V10)
атмосфери	менше 2					більше 6
Конвекція				-	-	-
Ізотермія	-	-
Інверсія	-				-	-

Таблиця 20.3

Розміри прогнозованих зон забруднення місцевості на шляху переміщення хмари при аварії на АЕС (категорія стійкості - конвекція, швидкість вітру V =2 м/с)

Частка викинутих РР, %	Індекс	Тип реактора
зони	РБМК-1000	ВВЕР-1000
	довжина зони, км	ширина зони, км	площа, км2	довжина зони, км	ширина зони, км	площа, км2
	М	62,6	12,1		82,8	16,2
	А	14,1	2,75	30,4	13,0	2,12	22,7
	Б	-	-	-	-	-	-
	М		29,9			40,2
	А	28,0	5,97		39,4	6,81
	Б	6,88	0,85	4,62	-	-	-
	М		61,8			82,9
	А	62,6	12,1		82,8	15,4
	Б	13,9	2,71	29,6	17,1	2,53
	В	6,96	0,87	4,98	-	-	-
	М		87,8
	А	88,3	18,1			24,6
	Б	18,3	3,64	52,3	20,4	3,73	39,8
	В	9,21	1,57	11,4	8,87	1,07	7,45

Таблиця 20.4

Розміри прогнозованих зон забруднення місцевості на шляху переміщення хмари при аварії на АЕС (категорія стійкості - ізотермія, швидкість вітру V=5 м/с)

Частка викинутих РР, %	Індекс	Тип реактора
зони	РБМК-1000	ВВЕР-1000
	довжина зони, км	ширина зони, км	площа, км2	довжина зони, км	ширина зони, км	площа, км2
	М		8,42		74,5	3,70
	А	34,1	1,74	46,6	9,9	0,29	2,27
	Б	-	-	-	-	-	-
	М		18,2			8,76
	А		3,92		29,5	1,16	26,8
	Б	17,4	0,69	9,40	-	-	-
	В	5,80	0,11	0,52	-	-	-
	М		31,5			18,4
	А		8,42		74,5	3,51
	Б	33,7	1,73	45,8	9,90	0,28	2,21
	В	17,6	0,69	9,63	-	-	-
	М		42,8			25,3
	А		11,7			5,24
	Б	47,1	2,40	88,8	16,6	0,62	8,15
	В	23,7	1,10	20,5	-	-	-

Таблиця 20.5

Розміри прогнозованих зон забруднення місцевості на шляху переміщення хмари при аварії на АЕС (категорія стійкості - ізотермія, швидкість вітру V=10 м/с)

Частка викинутих РР, %	Індекс	Тип реактора
зони	РБМК-1000	ВВЕР-1000
	довжина зони, км	ширина зони, км	площа, км2	довжина зони, км	ширина зони, км	площа, км2
	М		5,99			1,87
	А		1,04	21,0	5,22	0,07	0,31
	Б	-	-	-	-	-	-
	М					5,33
	А		2,45			0,58	8,75
	Б		0,32	3,02	-	-	-
	М
	А		5,97			1,87
	Б		1,02		5,05	0,07	0,29
	В		0,33	3,14	-	-	-
	М
	А		8,71			3,22
	Б		1,51			0,27	2,18
	В		0,59	8,38	-	-	-

Таблиця 20.6

Розміри прогнозованих зон забруднення місцевості на шляху переміщення хмари при аварії на АЕС (категорія стійкості - інверсія, швидкість вітру V=5 м/с)

Частка викинутих РР, %	Індекс	Тип реактора
зони	РБМК-1000	ВВЕР-1000
	довжина зони, км	ширина зони, км	площа, км2	довжина зони, км	ширина зони, км	площа, км2
	М		3,63			0,61	8,24
	М		7,86			2,58
	А		1,72		-	-	-
	М					5,08
	А		3,63			0,61	8,25
	М					6,91
	А		4,88			1,52
	Б		0,41	4,95	-	-	-

Таблиця 20.7

Час початку формування сліду радіоактивного забруднення (t_ф) після аварії, год.

	Категорія стійкості атмосфери
Відстань від	Конвекція	Ізотермія	Інверсія
АЕС, км	Середня швидкість вітру, м/c
	0,5	0,3	0,1	0,3	0,1
	1,0	0,5	0,3	0,5	0,3
	2,0	1,0	0,5	1,0	0,5
	3,0	1,5	0,8	1,5	0,8
	4,0	2,0	1,0	2,0	1,0
	5,0	2,5	1,2	2,5	1,3
	6,5	3,0	1,5	3,0	1,5
	7,5	4,0	2,0	4,0	2,0
	8,0	4,0	2,0	4,0	2,0
	8,5	4,5	2,2	4,5	2,5
	9,5	5,0	2,5	5,0	3,0
		7,5	3,5	8,0	4,0
			5,0		5,0
			6,0		6,5
			6,5		8,0
					9,0

Таблиця 20.8

Доза опромінення, отримана при відкритому розміщенні в середині зони забруднення (Д_зони, бер)

Зона М

Час початку робіт піс-ля аварії	Довготривалість перебування на забрудненій місцевості
години	доби	місяці
		0,04	0,07	0,1	0,16	0,19	0,21	0,26	0,33	0,39	0,45	0,55	0,9	1,2	1,64	2,51	3,19	4,70	6,80	11,5
		0,03	0,06	0,09	0,15	0,17	0,20	0,24	0,31	0,37	0,42	0,53	0,87	1,15	1,61	2,48	3,15	4,67	6,74	11,5
г		0,03	0,06	0,09	0,14	0,16	0,19	0,23	0,29	0,35	0,41	0,51	0,85	1,13	1,58	2,45	3,12	4,63	6,71	11,4
о		0,02	0,05	0,08	0,12	0,15	0,17	0,21	0,27	0,33	0,38	0,48	0,81	1,08	1,54	2,40	3,07	4,58	6,65	11,4
д		0,02	0,05	0,07	0,12	0,14	0,16	0,20	0,26	0,32	0,37	0,47	0,79	1,07	1,52	2,38	3,05	4,55	6,62	11,4
и		0,02	0,04	0,07	0,11	0,13	0,16	0,20	0,25	0,31	0,36	0,45	0,78	1,05	1,5	2,36	3,03	4,53	6,60	11,3
н		0,02	0,04	0,06	0,11	0,13	0,15	0,18	0,24	0,29	0,34	0,43	0,75	1,02	1,47	2,32	2,99	4,49	6,55	11,3
и		0,02	0,04	0,06	0,10	0,12	0,13	0,17	0,22	0,27	0,32	0,41	0,72	0,97	1,42	2,27	2,93	4,43	6,49	11,2
		0,01	0,03	0,05	0,09	0,11	0,13	0,16	0,21	0,26	0,30	0,39	0,69	0,95	1,39	2,23	2,89	4,38	6,44	11,2
		0,01	0,03	0,05	0,08	0,10	0,12	0,15	0,20	0,25	0,29	0,37	0,67	0,92	1,35	2,19	2,84	4,33	6,39	11,1
		0,01	0,03	0,04	0,08	0,09	0,11	0,14	0,18	0,23	0,27	0,35	0,63	0,87	1,29	2,11	2,76	4,24	6,29	11,0
д		0,01	0,02	0,03	0,06	0,07	0,08	0,11	0,14	0,18	0,21	0,28	0,52	0,74	1,13	1,90	2,53	3,90	6,00	10,7
о		0,01	0,02	0,03	0,05	0,06	0,07	0,09	0,12	0,15	0,18	0,24	0,46	0,66	1,02	1,75	2,36	3,77	5,77	10,4
б		-	0,01	0,02	0,04	0,05	0,06	0,07	0,10	0,12	0,15	0,19	0,38	0,55	0,87	1,55	2,11	3,47	5,42	9,80
и		-	0,01	0,01	0,03	0,03	0,04	0,05	0,07	0,09	0,11	0,14	0,28	0,42	0,67	1,24	1,74	2,97	4,82	9,34
		-	0,01	0,01	0,02	0,03	0,03	0,04	0,06	0,07	0,09	0,12	0,23	0,35	0,56	1,06	1,52	2,65	4,40	8,80
мі		-	-	0,01	0,01	0,02	0,02	0,03	0,04	0,06	0,06	0,08	0,16	0,24	0,40	0,78	1,13	2,07	3,60	7,71
ся		-	-	-	0,01	0,01	0,01	0,02	0,02	0,03	0,04	0,05	0,11	0,17	0,28	0,55	0,81	1,53	2,77	6,40
ці		-	-	-	-	-	-	0,01	0,01	0,01	0,02	0,02	0,05	0,08	0,14	0,29	0,43	0,84	1,61	4,18

Примітка: дози опромінення на внутрішній межі зони в 3,2 рази більші, а на зовнішній межі в 3,2 рази менші вказаних в таблиці.

Таблиця 20.9

Доза опромінення, отримана при відкритому розміщенні в середині зони забруднення (Д_зони, бер)

Зона А