Приклад постановки завдання

Визначити, які слід очікувати дози опромінювання в процесі проживання та діяльності людини на місцевості, зараженій радіоактивними речовинами.

Зміст завдання 1. Визначити дозу опромінювання рецептора (рецептор – об’єкт живої чи неживої природи, що знаходиться в зоні дії іонізуючих випромінювань) за час перебування на радіоактивно зараженій місцевості.

Порядок виконання розрахунків:

Дозу опромінювання, що отримує рецептор (людина, населення або (та) персонал) на відкритій місцевості, визначається за допомогою формули:

,

де Р_к, t_к та Р_п, t_п – потужності дози та час відповідно закінчення та початку опромінювання, що пройшов після викиду радіоактивних речовин із зруйнованого реактору;

1) за допомогою табл. 4.1 – 4.2 (додаток до розрахункового завдання 4) для заданого значення t_п знаходять К_t, який множать на Р _у1 – потужність дози випромінювання через годину після зруйнування ядерного реактору (дана величина визначається інструментально або розрахунковим шляхом, наприклад, за методикою, що наведена у [ 2]), отримуючи Р_n:

Р_п = Р _у1 К_t;

2) за допомогою табл. 4.1 – 4.2 (додаток до розрахункового завдання 4) для заданого значення t_к знаходять К_t та множать його на Р _у1, отримуючи Р_к:

Р_к = Р _у1. К_t;

3) розраховують дозу опромінювання, яку отримав би рецептор якщо опромінювався на відкритій місцевості:

.

4) якщо рецептор захищений від дії іонізуючого випромінювання захисною спорудою або іншим об’єктом, здійснюють процедуру корегування дози опромінювання для чого:

D_корег. = D / К _осл,

де К _осл – коефіцієнт ослаблення випромінювання захисною спорудою або іншим об’єктом.

Приклад визначення дози опромінювання рецептора.

Вихідні дані:

1. Інформація про АЕС:

тип ядерного енергетичного реактору (ЯЕР) − ВВЕР;

електрична потужність ЯЕР – W = 1 000, МВт;

кількість аварійних ЯЕР – n = 1;

астрономічний час аварії – Т_ав = 12.00 год.

2. Умови опромінювання:

час початку опромінювання – t_поч = 17.00 год.;

тривалість опромінювання – T_оп = 4 год.;

люди знаходяться в автомобілях.

Порядок виконання розрахунків:

1) у табл. 4.1 – 4.2 (додаток до розрахункового завдання 4) для заданого значення t_п = 5 год. (17.00 – 12.00) знаходять К_t, який дорівнює 0,63, та множать його на Р_у1, отримуючи Р_n:

Р_п = 0,85·0,63 = 0,53 рад/год.;

3) у табл. 4.1 – 4.2 (додаток до розрахункового завдання 4) для заданого значення t_к = 9 (21.00 – 12.00) знаходять К_t, який дорівнює 0,46 та множать його на Р_у1, отримуючи Р_к: Р_к = 0,85·0,46 = 0,39 рад/год.

4) розраховують дозу опромінювання, що отримують люди на відкритій місцевості: D = 1,7 (0,39·9 – 0,53·5) = 0,14 рад;

5) здійснюють корегування визначеної у п. 4 дози: в автомобілях люди отримають дозу опромінювання меншу у К_осл разів. У нашому випадку К_осл = 2 (див. табл.4.4 додатку до розрахункового завдання 4). Тоді остаточна доза буде: D_авто = 0,14 / 2 = 0,07 рад.

Висновок: доза опромінювання людей становитиме 0,07 рада.

Зміст завдання 2. Через 4 години після зруйнування ядерного реактору відбулося зараження місцевості радіоактивними речовинами. Рівень радіації на території об’єкта в цей час - Р_t становив 50 рад/год. Визначити величину поглиненої дози опромінювання, яку отримує рецептор, наприклад людина, протягом необмеженого часу.

Порядок виконання розрахунків.

1. Доза опромінення у необмежений час визначається за допомогою формули:

D_¥ = 5Р ₁,

де D_¥ – доза опромінення до повного розпаду радіоактивних речовин, рад;

Р ₁ = К_t·Р_t –рівень радіації через годину після аварії, рад/год.;

К_t – коефіцієнт, значення якого обирається у табл. 4.1, 4.2 (див. додаток до розрахункового завдання 4) залежно від часу, що пройшов після аварії;

Р_t – рівень радіації на заданий час t після аварії, рад/год.

2. Оскільки після зруйнування ядерного реактору минуло 4 години, коефіцієнт К_t = 1,43, відповідно рівень радіації Р ₁ становитиме 1,43·50 = 71,5 (рад/год.).

3. Тоді поглинена доза опромінення, яку отримає рецептор (об’єкт опромінювання) до повного розпаду радіоактивних речовин (за необмежений час), буде:

D_¥ ≈ 5·71,5 = 357,5 (рад).

Висновок: поглинена доза опромінення, яку отримає рецептор (об’єкт опромінення) до повного розпаду радіоактивних речовин – 357,5 рад.

Зміст завдання 3. За умовами завдання 1 визначити поглинену дозу опромінювання, яку мають отримати працівники об’єкта за перші з моменту зараження 8 годин перебування на радіоактивно зараженій місцевості, якщо вони протягом перших 6 годин знаходилися у протирадіаційному укритті, а потім 2 години працювали на відкритій місцевості. Коефіцієнт ослаблення протирадіаційного укриття обумовлюється конструкцією його перекриття. Воно виконано з трьох шарів: шару бетону – 11,4 см; шару цегли – 8,1 см і шару ґрунту – 8,1 см.

Порядок виконання розрахунків.

1. Поглинена доза опромінювання, яку можуть отримати робітники об’єкта, складається з двох складових:

D = D_ПРУ + D_ВМ ,

де D_ПРУ, і D_ВМ – дози, що отримують люди у протирадіаційному укритті та на відкритій місцевості відповідно.

2. Приймають: Р_ПРУср і Р_ВМср – середній рівень радіації за час перебування людей в протирадіаційному укритті – t_ПРУ і на відкритій місцевості – t_ВМ; К_ОСЛ – коефіцієнт ослаблення іонізуючого випромінювання протирадіаційним укриттям.

Рівень радіації на відкритій місцевості через годину після аварії на АЕС становив (див. завдання 1): Р ₁ = 1,43·50 = 71,5 рад/год.

3. Визначають рівні радіації на відкритій місцевості Р₄ через 4 години, Р₁₀ через 10 годин (4 год. + 6 год.= 10 год.) та Р₁₂ через 12 годин (10 год. + 2 год. = 12 год.) після аварії на АЕС:

Р₄ = 50 (рад/год.) – див. завдання 1;

Р₁₀ = Р₁·К_t10 = 71,5·0,52= 37,18 (рад/год.);

Р₁₂ = Р₁·К_t12 = 71,5·0,48= 34,32 (рад/год),

К_{t 10 (12)}– коефіцієнти, значення яких обирається у табл. 4.1, 4.2 (див. додаток до розрахункового завдання 4) залежно від часу, що пройшов після аварії;

4. Розраховують Р_ПРУср та Р_ВМср:

Р_ПРУср = = (50+37,18)·0,5 = 43,59 (рад/год.);

Р_ВМср = = (37,18+34,32)·0,5 = 35,75 (рад/год.).

5. Визначають коефіцієнти ослаблення іонізуючого випромінювання перекриттям протирадіаційного укриття К_{ОСЛпру ,}як найтоншого шару матеріалу, що перешкоджає поширенню гамма-квантів у бік людей:

К_{ОСЛ пру} = К_{ОСЛ бетону} · К_{ОСЛ цегли} · К_{ОСЛ ґрунту .}

К_{ОСЛ(бетону, цегл, ґрунту)} = 2^Х/h_{0,5(бетону, цегли, ґрунту)},

тут Х – товщина шару захисного матеріалу;

h_0,5 – товщина шару половинного ослаблення даним матеріалом (бетону, цегли або ґрунту) гамма-випромінювання (див. табл. 4.3 додатку до розрахункового завдання 4).

Тоді, користуючись даними табл. 4.3 (додатку до розрахункового завдання 4), визначають коефіцієнти ослаблення кожного шару перекриття ПРУ і захисної споруди в цілому:

К_{ОСЛ бетону} = 4; К_{ОСЛ цегли} = 2; К_{ОСЛ ґрунту} = 2; К_{ОСЛ пру} = 16.

6. Визначають поглинену дозу опромінювання, що отримують працівники об’єкту:

D = D_ПРУ + D_ВМ = (Р_ПРУср ·6)/16 + (Р_ВМср ·2)/1 = 43,59·6/16 + 35,75·2/1 =

=16,3 + 71,5 = 87,8 (рад).

Висновок: поглинена доза опромінювання, яку можуть отримати працівники об’єкту становить 87,8 рада.

Зміст завдання 4. Визначити, яку дозу опромінювання може отримати людина за добу, рік, якщо потужність експозиційної дози становить 0,011 мР/год., а режим діяльності протягом доби такий: відпочинок в домашніх умовах − 9 год., робота в приміщенні адміністративного будинку − 8 год., користування автотранспортом – 2 год., переїзд до роботи електропотягом – 1 год., прогулянка на відкритій місцевості – 4 год.

Примітка: житлові будинки – цегляні п’ятиповерхові, а потужність експозиційної дози протягом року не змінюється.

Порядок виконання розрахунків.

1. Доза, яку отримує людина за добу оцінюють за допомогою формули:

D = 24 Р/К_з.

2. Визначають середньодобовий коефіцієнт захищеності людини. У зв’язку з тим, що потужність дози Р протягом доби залишається постійною (змінюється не суттєво), а людина перебуває у цей час на відкритій місцевості, в будинках, на транспорті й в інших умовах, то ступінь її захищеності – середньодобовий коефіцієнт захищеності К_з, розраховується за формулою:

К₃ =24/ (t + t₁ / К₁ + t₂ /К₂ +... + t_n / К_n),

де t − час перебування людини на відкритій місцевості, год.;

t₁, t₂, t₃,... t_n – терміни доби, протягом яких людина опромінюється в умовах з коефіцієнтами ослаблення іонізуючого випромінювання К_1, К₂, K₃,... К_n − відмінних від відкритої місцевості (табл. 4.4 додатку до розрахункового завдання 4).

Тоді середньодобовий коефіцієнт захищеності буде:

К₃ = 24 (4+8 / 6 + 11 / 27 + 2 / 2+ 1 /3) ≈ 4,43,

а отримана людиною за добу доза становитиме:

= (мР).

4. Розраховують річну дозу опромінювання шляхом множення добової дозу на число діб у році:

D_річна=D ·364=0,066·364 = 21,70 (мР).

Висновок: отримана людиною за добу доза становитиме 0,066 мР;

річна доза – 21,70 (мР).

Зміст завдання 5. За умов завдань 1 – 3 оцінити ризик летального наслідку променевої хвороби.

Порядок розв’язання завдання.

1. Ризик загибелі людини оцінюють застосовуючи формулу:

.

де W(Δt) – частота події за рік, що є причиною радіоактивного зараження місцевості радіоактивними речовинами;

w – імовірність загибелі людини від однієї події.

Розраховують ризик загибелі людини за рік:

= 0,01·0,9·0 = 0.

= 0,01·0,9·0 = 0.

= 0,01·0,9·0 = 0.

де 0,01– частота події протягом року;

0,9 – частота з якою працівник протягом року знаходиться в районі потенційного радіоактивного зараження;

0 – імовірність загибелі людини від однієї події (див. табл.4.5 додатку до розрахункового завдання 4).

Висновок: ризик летального наслідку опромінювання наближається до нуля, перша допомога в даному випадку недоцільна.