Практичне заняття № 5

ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ ЗОН РАДІАЦІЙНОГО ТА ХІМІЧНОГО ЗАБРУДНЕННЯ

Мета роботи: навчитись визначати параметри зон радіоактивного та хімічного зараження з використанням довідникових таблиць.

ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

І. Прогнозування радіаційної обстановки

Основні поняття, терміни та визначення

Радіаційна обстановка (РО) – це така обстановка(ситуація), що склалася на місцевості внаслідок її радіаційного зараження (РЗ) і характеризується масштабом та ступенем зараження місцевості.

Зона радіоактивного зараження – це територія в межах якої відбулося розповсюдження радіоактивно зараженого повітря з рівнями радіації перевищуючими гранично допустимі.

Осередок радіоактивного зараження – це територія в межах якої відбулося ураження людей, домашніх тварин, та сільськогосподарських угідь.

Середнім вітром називається вітер, який є середнім за швидкістю і напрямом для всіх шарів атмосфери від поверхні землі до висоти підйому радіоактивних речовин.

5.1. Визначення параметрів зон радіаційного забруднення

При вирішенні завдань щодо підвищення стійкості роботи об’єктів господарювання (ОГ) у надзвичайних ситуаціях (НС), прогнозування оцінки радіаційної обстановки проводиться заздалегідь методом передбачення подій на ОГ.

Виявлення радіаційної обстановки передбачає, визначення методом прогнозування чи за фактичними даними моніторингу масштабів і ступеня радіоактивного забруднення місцевості та атмосфери з метою визначення їх впливу на життєдіяльність населення, дію формувань ЦЗ а також обґрунтування оптимальних режимів діяльності робітників і службовців об'єктів господарювання у зоні лиха.

Виконуючи прогноз вірогідної радіаційної обстановки на ОГ за сучасними методиками ми зможемо забезпечити:

Ø визначення параметрів зон радіаційного забруднення місцевості;

Ø достовірне відображення їх на карті (схемі) місцевості у масштабі;

Ø визначення часу початку випадання радіаційних опадів на території об'єкта;

Ø визначення основних способів захисту людей у зоні лиха.

Вихідними даними для проведення такого прогнозу мають бути:

Ø тип і потужність ядерного реактора;

Ø кількість аварійних ядерних реакторів — п;

Ø частка викинутих радіоактивних речовин (РР) — h (%);

Ø координати радіаційно-небезпечного об'єкта на якому сталась аварія;

Ø астрономічний час аварії — Т_об;

Ø метеорологічні умови;

Ø відстань до аварійного реактора — R_K (км);

Ø коефіцієнт послаблення потужності дози випромінювання — К_осл.

Серед можливих джерел РЗ місцевості найбільш небезпечними для людей є аварії на АЕС. Міжнародною комісією з атомної енергетики (МАГАТЕ) встановлено 8 рівнів небезпеки аварій на АЕС.

До 0 рівня відносяться події, які не мають істотного значення для безпеки.

Події 1 і 2 рівнів не створюють реальної загрози для людей і природи. Вони зв’язані зі зниженням готовності захисних систем операторного блоку.

Подія 3 рівня – це часткова утрата одного з елементів захисту, чи незначний викид РР, що не перевищує установлених обмежень.

Рівні з 4 по 7 – це аварії, пов’язані з радіоактивними викидами, можливим пошкодженням ядерного реактора.

Наприклад, до 7 рівня віднесено аварії на ЧАЕС у 1986 році та аварія у Японії, Фукусіма 2012 р.

Аварія на АЕС характеризується тривалістю викидів (залежно від часу ліквідації аварії) і великим вмістом у викидах довго живучих радіонуклідів (плутонійю-239, стронцію-90, цезію-137 тощо).

При аварії на ЧАЕС у викидах було виділено 23 основні радіонукліди. Спочатку найбільш небезпечним був йод-131 (період напіврозпаду – 8 діб), який активно засвоюється організмом і накопичується в ньому.

З часом велику небезпеку становили цезій-134, потім цезій-137, стронцій-90, плутоній-239 з періодами напіврозпаду: 2, 30, 28 і 20000 років відповідно.

Активність РР, що випали на поверхні землі, визначається сумарною їх дією. Тому загальний рівень радіації (Р) з часом зменшується за законом

, (5.1)

де Р – рівень радіації, перерахований на одну годину після початку викиду РР, Р/год;

t – поточний час, що відраховується від початку викиду РР, год;

a – показник, що характеризує тип і потужність аварійного реактора (для реактора ВВЕР =0,4).

При прогнозуванні наслідків аварії та плануванні заходів захисту населення і персоналу АЕС варто виділяти три фази протікання аварії.

Рання фаза – від початку аварії до моменту закінчення викиду РР в атмосферу і закінчення формування радіоактивного сліду на місцевості (від кількох годин до декількох діб).

Середня фаза – від моменту завершення формування радіоактивного сліду до вжиття усіх заходів захисту населення (від декількох діб до року).

Пізня фаза – після аварійна фаза тривалістю від декількох місяців до десятиріч. Ліквідуються наслідки аварії, відновлюється ЖД у районі лиха.

Для зручності планування заходів захисту населення на зараженій території, радіоактивний слід, на місцевості, поділяють на зони РЗ, з урахуванням вірогідних рівнів:

М – зона радіаційної безпеки ( Р/год);

А – зона помірного забруднення ( Р/год);

Б – зона сильного забруднення ( Р/год);

В – зона небезпечного забруднення ( Р/год);

Г – зона надзвичайно небезпечного забруднення ( Р/год).

У кожній зоні плануються відповідні заходи і способи захисту людей.

Існують, також, і інші визначення зон радіоактивного зараження.

Так, після ядерного вибуху зони РЗ визначають таким чином:

А – Р/год;

Б – Р/год;

В – Р/год;

Г – Р/год.

V, м/с	∆t, °С
+1,6	+1,5	+1,4	+1,3	+1,2	+1,1	+1,0	+0,9	+0,8	+0,7	+0,6	+0,5	+0,4	+0,3	+0,2	+0,1		-0,1	-0,2	-0,3	-0,4	-0,5	-0,6	-0,7	-0,8	-0,9	-1	-1,1	-1,2	-1,3	-1,4	-1,5	-1,6
0,5
1,5				Конвекція														Інверсія
																														☼
2,5
3,5														Ізотермія
>4

Рис. 5.1. Визначення ступеня вертикальної стійкості атмосфери

Таблиця 5.1

Категорія стійкості атмосфери

Швідкість (V 10) вітру на висоті 10 м. (м/с)	Час доби
День	Ніч
Наявність хмарності
Відсутня	Середня	Суцільна	Відсутня	Середня	Суцільна
0…0,5	Ін	Ін	Із	К	К	Кз
0,6…2	Ін	Ін	Із	К	К	Кз
2,1…4	Ін	Із	Із	К	Із	Із
> 4	Із	Із	Із	Із	Із	Із

Позначення: К – сильно нестійка – конвекція,

Із – нейтральна – ізотермія;

Ін – дуже стійка – інверсія.

Таблиця 5.2

Швидкість переносу переднього фронту хмари зараженого

повітря в залежності від швидкості вітру (м/сек)

Стан атмосфери	Швидкість вітру на висоті 10 м. м/сек.
<2					>6
Конвекція				—	—
Ізотермія	—	—
Інверсія	—				—	—

Виходячи з кількості викинутої радіоактивної речовини знаходимо величину її активності (А), за формулою:

A = h·10^-3·W·n, (5.2)

де h— відсоток викинутої речовини, %;

W — електрична потужність реактора, МВт;

п — кількість зруйнованих реакторів.

Якщо кількість викинутої речовин невідома, то активність розраховуємо формулою:

(5.3)

де Р₁ — заміряний рівень радіації приведений до одної години;

Р_прогн — очікуваний рівень радіації на території об’єкту, при викиді 10% радіоактивної речовини, визначається за таблицею 5.3.

· прогнозовані параметри зон забруднення визначаємо за додатками 1—5;

· результати наносимо, у масштабі, на карту (схему) місцевості у вигляді правильних еліпсів з урахуванням рівнів радіації та напрямку руху повітря (вітру);

· виходячи із заданої відстані об’єкта до аварійного реактора і враховуючи утворені зони забруднення, визначаємо місце розташування об’єкту та зону забруднення, в якій він опинився і вірогідний рівень радіації на його території.

Таблиця 5.3

Час початку випадання радіоактивних

опадів, (початку формування сліду - t ф) після аварії на