Пример для самостоятельного решения. 8 страница

Таблица 6

Скорость переноса облака зараженного воздуха воздушным потоком, км/ч

Степень вертикальной устойчивости	Скорость ветра, м/с
Степень вертикальной устойчивости	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Инверсия	5	10	16	21
Изотермия	6	12	18	24	29	35	41	47	53	59	65	71	76	82	88
Конвекция	7	14	21	28

Примечание: Облако ЗВ распространяется на значительные высоты, где скорость ветра всегда больше, чем у поверхности земли. Вследствие этого средняя высота распространения (переноса) ЗВ будет больше, чем скорость ветра в приземном слое на высоте 5-10 м.

Таблица 7

Возможные потери людей в зонах заражения АХОВ, %

Условия нахождения людей	Без противогазов	Обеспеченность противогазами, %%									Примечания
Условия нахождения людей	Без противогазов	20	30	40	50	60	70	80	90	100	Примечания
На открытой местности	90-100	75	65	58	50	40	35	25	18	10	Ориентировочная структура потерь: - легкой степени – 25% - средн. и тяжел. степени – 40% - со смерт. исходом – 35%
В простейших укрытиях, зданиях	50	40	35	30	27	22	18	14	9	4

1.5 Чрезвычайные ситуации на радиационно-опасных объектах (РОО) и при использовании ядерного оружия в военное время

1.5.1. Аварии на радиационно-опасных объектах

Чрезвычайные ситуации из-за аварий, катастроф с выбросом радиоактивных веществ (РВ) в окружающую среду могут быть обусловлены: аварией на АС / атомная электростанция (АЭС), атомная станция теплоснабжения (ACT), атомная теплоэлектроцентраль (АТЭЦ) и т.п. /; утечкой радиоактивных (р/а) газов на предприятиях ядерно-топливного цикла (ЯТЦ); аварией на ядерных энергетических установках (ЯЭУ) инженерно-исследовательских центров, НИИ; аварией при промышленных и испытательных ядерных взрывах (ЯВ); аварией на атомных судах, кораблях ВМФ, космических ЯЭУ; утерей р/а источников; аварией с ядерными боеприпасами в местах их эксплуатации, хранения или расположения. Указанные объекты относят к радиационно опасным объектам (РОО).

К настоящему времени на 2005 г. в России действующих 10 АЭС и 30 реакторов на них. Суммарная выработка электроэнергии на АЭС в РФ составляет 16% от ее общего производства.

Любой объект экономики, в том числе ядерный реактор, предприятие ЯТЦ (рудники, заводы по переработке топлива и др.), на котором может произойти радиационное поражение людей, животных, растений и радиоактивное заражение (загрязнение) окружающей природной среды называют радиационно опасным объектом (РОО). Наиболее крупные из аварий, приведших к выбросу РВ, например стронция-90, в окружающую среду: Кыштымская (Челябинская обл., ПО "Маяк", СССР, 1957 г.) на 1500 км²; АЭС в Уиндскейле (Англия, 1957 г.) на 500 км²; АЭС Три-Майл-Айленд /"Трехмильный остров"/ (США, 1979 г.); Чернобыльская АЭС (СССР, 1986 г.) на 28000 км².

Аварии на РОО подразделяются (классифицируются) на радиационную аварию (РА), проектную РА, гипотетическую, запроектную, ядерную и др.

Радиационная авария – потеря управления источником ионизирующего излучения, вызванная неисправностью оборудования, неправильностью действий персонала, стихийными бедствиями или иными причинами, которые могли привести или привели к облучению людей сверх установленных норм или радиоактивному заражению окружающей среды.

Авария радиационная проектная – авария, для которой проектом определены исходные и конечные состояния радиационной обстановки и предусмотрены системы безопасности.

Гипотетическая авария– авария, для которой проектом не предусматриваются технические меры, обеспечивающие радиационную безопасность персонала и населения.

Ядерная авария – авария, связанная с повреждением активной зоны с превышением установленных проектных пределов ядерного реактора и с потенциально опасным аварийным облучением персонала.

Следует сказать, что ядерный взрыв реактора невозможен, так как металла его расплавленных конструкций достаточно для погашения цепной реакции деления, например, это показали физический расчет реактора и в 1961 г. катастрофа на атомной подводной лодке «К-19».

Непосредственные последствия радиационной аварии (РА) АС обуславливаются радиоактивным заражением (РЗ) объектов, окружающей среды и поражающим действием ионизирующих излучений: – α-, β-, γ-, нейтронное (n) излучение. В этом случае может иметь место как внутреннее облучение (при попадании РВ внутрь организма), так и внешнее облучение от них (при нахождении РВ вне тела человека). Опасность от α- и β- частиц возникает особенно при внутреннем, а не при внешнем облучении, так как они обладают высокой ионизирующей и небольшой проникающей способностью. Защитой от них соответственно может служить одежда, кожа и стекла очков, экран, например из алюминия, толщиной более 5 мм и др. Однако следует учитывать, что α- распад (например, радий-226) и β- распад (например кобальт-60), многих РВ сопровождается γ- излучением и при работе с ними необходима специальная защита. Опасным для человека оказывается также внешнее облучение γ- лучами и нейтронами, обладающими высокой проникающей и незначительной ионизирующей способностью. При защите от нейтронных, γ- излучений применяют материалы, обладающие высокими замедляющими и поглощающими свойствами, например, карбид бора (В₄С), бористая сталь, свинец и др.

Для характеристики поглощающих и защитных свойств различных материалов вводится понятие толщина слоя половинного ослабления γ- и нейтронного излучения (d_пол). d_пол – это толщина такого слоя материала, при прохождении через который интенсивность γ- и нейтронного излучения уменьшается в 2 раза. Значения d_полприводятся в справочниках, например d_пол для γ- и нейтронного излучения соответственно: для стали – 3 см и 5 см; бетона – 10 см и 12 см; грунта – 14,4 см и 12 см. На практике толщину защиты приближенно в инженерных расчетах определяют, используя зависимость между коэффициентом ослабления (К_осл) и слоем половинного ослабления (d_пол)

, (1)

где m= h/ d_пол – число слоев половинного ослабления;

h – толщина слоя защиты (защитного экрана, сооружения и т.п.).

Коэффициент ослабления (К_осл) – это величина, показывающая во сколько раз данная защита ослабляет γ- и поток нейтронного излучения. Он является важным параметром защитных сооружений. При наличии сложной защиты, состоящей из нескольких разнородных материалов, общий коэффициент ослабления равен произведению коэффициентов ослабления каждого материала.

(2)

где - коэффициенты ослабления для различных видов материалов.

Значения К_ослнаходят по специальным таблицам, приводимым в справочниках.

1.5.2. Воздействие радиоактивного заражения на персонал объекта экономики и население

Важнейшими дозиметрическими параметрами, характеризующими радиационное воздействие ионизирующего излучения, а также критериями, определяющими меру его опасности для человека, являются доза и мощность дозы излучения (табл.8). Для характеристики степени, глубины и формы воздействия излучений на облучаемое тело, зависящих, прежде всего, от величины поглощенной им энергии, вводят понятие поглощенной дозы излучения (D_П). Она показывает среднюю энергию излучения, которая поглощается облучаемым объектом с единичной массой. За единицу измерения D_Ппринимается: в СИ - грей, 1Гр=1Дж/кг, внесистемная - рад. Соотношение между ними 1Гр=100 рад. Однако наиболее просто можно измерить дозу излучения по эффекту ионизации воздуха (т.е. по возникновению заряда в воздухе), который в практике и принимается в качестве эквивалентного вещества. Поэтому в практической дозиметрии для характеристики дозы по данному эффекту, оценки радиационной обстановки (РО) на местности, в помещениях, обусловленной внешним γ- или рентгеновским (фотонным) излучением, используют внесистемный параметр - понятие экспозиционной дозы облучения (D_ЭКС). Она характеризует ионизирующую способность излучения в воздухе и имеет размерности: внесистемная единица – рентген (Р), а в системе СИ (табл.8) не применяется. Соотношение между поглощенной дозой в радах и экспозиционной дозой в рентгенах (табл.8): в воздухе – D_ЭКС (Р) = 0.873 D_П(рад) или D(рад) = 1,14 D (P).

В практике принимают 1P = 0,873 рад 1рад или 1рад=1,14Р 1P, характеризуя сравнительно с небольшой ошибкой поражающее действие фотонного излучения в рентгенах; в живой ткани – D_ЭКС (Р) = 0,93D_П (рад) и 1P=0,93рад 1рад. Значение коэффициента 0,873 или 1,14 называют энергетическим эквивалентом рентгена. Для характеристики биологического воздействия ионизирующих излучений на человека используют параметры эквивалентная доза и эффективная доза.

Согласно «Нормам радиационной безопасности (НРБ-99)» даются следующие их определения.

Эквивалентная доза - поглощенная доза (D_П) в органе или ткани, умноженная на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного вида излучения ( W_R ):

D_экв = D_п W_R , (3)

где D_п - поглощенная доза излучений в органе или ткани;

W_R - взвешивающий коэффициент для данного вида излучения (табл.9).

В системе СИ она измеряется в зивертах (Зв=Дж/кг), а внесистемная единица — бэр (биологический эквивалент рада).

Эффективная доза - это величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов с учетом их радиочувствительности.

Эффективная доза представляет собой сумму произведений эквивалентной дозы в органах и тканях ( D_ЭКВ) на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного органа или ткани (W_Т):

, (4)

где D_ЭКВ – эквивалентная доза в органе или ткани (Т);

W_T - взвешивающий коэффициент для органа или ткани (Т)

Единица измерения эффективной дозы в системе СИ - зиверт (Зв), а внесистемная единица – бэр (табл.8). Значения W_Tпредставлены в табл.10 (согласно НРБ-99).

Важным фактором при воздействии ионизирующих излучений на живые организмы является время облучения. Поглощенная, экспозиционная и эквивалентная дозы излучения, отнесенные к единице времени, называются соответственно мощностью поглощенной, экспозиционной и эквивалентной дозы. Их единицы измерения даны в табл. 8. В практической дозиметрии для оценки РЗ местности γ- излучением часто используют понятие уровень радиации. Под уровнем радиации понимают мощность экспозиционной дозы γ- излучения, измеренной на высоте 0,7 - 1 м над зараженной поверхностью. Уровень радиации чаще всего измеряют в Р/ч, мР/ч, мкР/ч.

Меру количества РВ (источник ионизирующих излучений), выраженную числом р/а превращений (распада) в единицу времени, называют активностью. Скорость распада РВ измеряется периодом полураспада (Т_1/2). Размерность активности РВ принята: в СИ — Беккерель (Бк), внесистемная - кюри (Кu). Соотношение между ними: 1Бк=1расп/с; 1 Кu=3,7·10¹⁰ Бк или 1 Кu=2,2·10¹²расп/мин. В дозиметрии при определении степени заражения больших площадей, поверхностей предметов, оборудования, воздуха радиоактивными веществами вводят понятия о поверхностной, объемной и удельной активностях источника (табл.8).

Активность РВ, отнесенная к единице объема или массы, называется соответственно объемной активностью (концентрацией) в Бк/м³ , Ku/м³ , К u/л и удельной активностью (массовая) в Бк/кг, Ku/кг, а к единице поверхности - поверхностной активностью (плотность заражения или уровень загрязнения), выражается в Бк/км², Ku/км² (табл.8).

Таблица 8

Единицы измерения параметров ионизирующих излучений и радиоактивности

№ п/п	Параметры	Определяющая зависимость	Единицы измерения		Соотношение между единицами измерения
№ п/п	Параметры	Определяющая зависимость	В системе СИ	Внесистемные	Соотношение между единицами измерения
1	Поглощенная доза	D_П= dE/dm	Гр; мГр; мкГр	рад; мрад; мкрад	1 Гр=1 Дж/кг 1 Гр=100рад 1мГр = 10^-3Гр 1 мрад =10^-3 рад
2	Экспозиционная доза фотонного излучения	D_ЭКС= dq / dm	— (Кл/кг)	Р; мР, мкР	1Р=2,58 10^-4 Кл/кг 1 Кл/кг =3886 Р
3	Эквивалентная доза	D_{ЭКВ Т} =W_rD_n	Зв; мЗв; мкЗв	бэр; мбэр, мкбэр	1 Зв = 100 бэр 1 мЗв=0,1 бэр (1 бэр = 10мЗв)
4	Эффективная доза	D_ЭФФТ = D_{экв Т}W_Т	Зв; мЗв, мкЗв	бэр; мбэр: мкбэр	1 Зв = 100 бэр 1 мЗв=0.1 бэр (1 бэр = 10мЗв)
5	5Энергетический эквивалент рентгена		а) для воздуха 8,73 мДж/кг 87,3 эрг / г б) в живой ткани 93 эрг / г		а) для воздуха 1 Р=8,73 мДж/кг или 1P = 0,873 paд, 1Р=8,73-10³Гр= =0,873 рад 1рад
6	6 Мощность поглощенной дозы излучения	P_n=dD_n / dt	Гр/с; Гр/ч, мГр/с	рад/с; мрад/с	1 Гр/ч= 100 рад/с
7	7 Мощность экспозиционной дозы излучения	P_экс_n=dD_эксn / dt	— (А/кг)	Р/с; Р/ч; мР/ч; мкР/ч	1 А/кг=1 Кл/(кгс)
8	8 Мощность эквивалентной дозы излучения	P_экв=dD_экв / dt	Зв/с, мЗв/с	бэр/ с; бэр / ч; мбэр / с	1 Зв/с= 100 бэр/с
9	Энергия излучения	E	Дж	эВ	1эВ=1,6 10^-19 Дж
10	10Активность радионуклида	A=dn/ dt	Бк	Кu	1 Бк = 1 расп/с 1Кu=3,7 10¹⁰ Бк
11	11Поверхностная активность, уровень загрязнения, плотность заражения	A= A/ S	Бк/км²	Кu/км²
12	12Объемная активность (концентрация)	A_УД= A/ V	Бк/м³	Кu/м³
13	13Удельная (массовая) активность источника	A_m= A_УД = A/m	Бк/кг	Кu/кг

Таблица 9

Взвешивающие коэффициенты для отдельных видов излучения
(при расчете эквивалентной дозы)

Виды излучения	Значения взвешивающего коэффициента W_R
Фотоны ( , рентгеновское излучение) любых энергий	1
Электроны и мюоны любых энергий	1
Нейтроны энергией Е 10 кэВ от 10 кэВ до 100 кэВ от 100 кэВ до 2МэВ от 2 МэВ до 20 МэВ более 20 МэВ	5 10 20 10 5
Протоны (кроме протонов отдачи), энергия Е 2	5
Альфа-частицы, осколки деления, тяжелые ядра	20

Таблица 10

Взвешивающие коэффициенты для тканей и органов
(при расчете эффективной дозы)

№ п/п	Взвешивающие коэффициенты для тканей и органов	Значения коэффициента W_Т
1	Гонады (половые железы и т.п.)	0,2
2	Костный мозг (красный)	0,12
3	Толстый кишечник (прямая, сигмовидная, нисходящая часть ободочной кишки)	0,12
4	Легкие	0,12
5	Желудок	0,12
6	Мочевой пузырь	0,05
7	Грудная железа	0,05
8	Печень	0,05
9	Пищевод	0,05
10	Щитовидная железа	0,05
11	Кожа	0,01
12	Клетки костных поверхностей	0,01
13	Остальные	0,05

Дата добавления: 2021-04-24; просмотров: 86; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 3 4 5 6 789 10 11 12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!