Пример для самостоятельного решения. 9 страница

⇐ ПредыдущаяСтр 9 из 15Следующая ⇒

В полевых условиях или в практике с помощью дозиметрических приборов степень радиоактивного заражения (РЗ) местности или поверхности оборудования, предметов РВ ввиду простоты удобно определять соответственно измерением уровня радиации или мощности экспозиционной дозы γ- излучения, имеющегося преимущественно на радиоактивном следе, а не уровнем загрязнения (плотность заражения), Кu /км².

Следует сказать, что радиоактивное заражение территорий после ЯВ и аварии на РОО в основном обусловлено γ-, β- излучениями, так как нейтронным излучением через небольшой промежуток времени можно пренебречь. Поэтому в практической дозиметрии:

1) в качестве параметров, характеризующих воздействие излучений на людей, используют:

─ при γ- излучении: экспозиционную дозу γ- излучения D_ЭКС, P;

─ при смешанном γ-, n- излучении: поглощенную дозу излучения D_П, рад или Гр.

Их измеряют с помощью группы приборов дозиметрического контроля – дозиметры.

2) для контроля степени РЗ местности по β- излучению используют параметр-уровень загрязнения А, Б_к, ;

3) для контроля степени РЗ по γ- излучению различных поверхностей применяют параметр – мощность экспозиционной дозы γ- излучения.

Мощность экспозиционной дозы γ- излучения измеряют с помощью группы приборов дозиметрического контроля – рентгенметры (измерители мощности дозы). Уровень загрязнения поверхностей измеряют с помощью радиометров.

В результате радиационного воздействия ионизирующих излучений на живой организм нарушаются нормальное течение биохимических процессов и обмен веществ в нем. Не каждый организм и орган человека одинаково реагирует на облучение. При этом также следует учесть радиолиз воды в организме человека (ее до 70%). Биохимический эффект в организме происходит как при внешнем, так и при внутреннем облучении, соответственно имеют место общее и местное облучения. При этом также различают однократные (до 4 суток) и многократные (более 4 суток) облучения. Для поддержания режима РБ на АС «Нормами по радиационной безопасности (НРБ 99)» установлены пределы доз. Так, предельно допустимая эффективная (ПДД_ЭФ) доза однократного внешнего облучения всего тела за год: для персонала - 2 бэр (20 мЗв) и населения - 0,1 бэр (1 мЗв). При выполнении же аварийных работ на АС максимально накопленная доза (разовая) не должна превышать 10 бэр с разрешения территориальных органов Госсанэпиднадзора и 20 бэр – Госкомсанэпиднадзора (Ростехатомнадзор с 2004 г.) РФ (табл.11).

В период нормального функционирования АС и др. РОО с целью профилактики и контроля защиты населения, территории и окружающей среды (ОС) от их вредного воздействия определены НРБ-99 две зоны безопасности — санитарно-защитная зона (СЗЗ) и зона наблюдения.

Санитарно-защитная зона – территория вокруг АС, на которой уровень облучения людей в условиях нормальной эксплуатации данного источника может превысить установленный предел дозы облучения населения (табл.11).

Зона наблюдения – территория за пределами СЗЗ, на которой проводится радиационный контроль.

Для характеристики и информирования населения об аварии на АЭС МАГАТЭ была разработана и внедрена в странах мира, СНГ международная шкала тяжести событий на АЭС [16]. Эта 7-балльная шкала МАГАТЭ (табл.14) содержит 7 уровней (классов).

Таблица 11

Основные пределы доз (согласно НРБ-99)

Нормируемая величина

Дозовые пределы

Лица из персонала

Лица из населения

Эффективная доза

20 мЗв (2 бэр) в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 50 мЗв (5 бэр) за год

1мЗв (0,1 бэр) в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 5 мЗв (0,5 бэр) в год

Планируемые повышения облучения в дозе — эффективная доза в год

100 мЗв (10 бэр), допускается с разрешения территориальных органов госсанэпиднадзора

200 мЗв (20 бэр), допускается только с разрешения Госкомсанэпиднадзора РФ (Ростехатомнадзор с 2004 г.)

Первые три уровня называют происшествиями (инцидентами), а последние четыре уровня – авариями. При этом значительную опасность для здоровья персонала, населения и ОПС представляют лишь события, отнесенные к 4,5,6,7-му уровням. Например, катастрофа на ЧАЭС относится к 7-му уровню; авария на АЭС "Три-Майл-Айленд" - к 5-му уровню; подавляющее большинство аварий на АЭС, о которых сообщалось в прессе, относится к 1,2-му уровням шкалы; авария на Смоленской АЭС и Ленинградской АЭС (24 марта 1992 г.) - 3 уровень шкалы событий (табл.14), а аварию на Ново-Воронежской АЭС (3 ноября 2004 г.) – 0 уровень.

Последствия аварий (катастроф) на АС с выбросом РВ в атмосферу обусловлены поражающими факторами - радиационное воздействие и радиоактивное заражение. При этом они оцениваются также масштабом, степенью РЗ и составом радионуклидов в выбросе РВ

К наиболее тяжелым авариям, сопровождающимся взрывом и пожаром, относятся аварии на ЧАЭС и ПО «Маяк». На ПО «Маяк» произошел тепловой взрыв в хранилище радионуклидов. Территория, на которой отмечен выброс на высоту до 1 км , составила 1500 км² и уровень загрязнения достиг 15 Кu /км². Вследствие чего с/х угодья на площади 106000 га были выведены из использования на значительный срок, и существенному радиоактивному заражению подверглась территория 20000 км².

Катастрофа на ЧАЭС является наиболее опасной по масштабам последствий: связана с тепловым взрывом реактора типа РБМК, пожаром и выбросом при этом на высоту до 7 км в атмосферу РВ с р/а заражением на длительный период территории более 100000 км². Так, уровень загрязнения местности внутри зоны расположения АЭС с радиусом до 30 км на площади СНГ 3100 км² достиг значения более 40 Ku/км² по цезию-137 ( лет) и стронцию-90 ( лет). В атмосферу произошел выброс продуктов, образованных в процессе работы ядерного реактора - осколки деления, газообразные продукты деления (ГПД) - , часть горючего из разрушенных твэлов, куски р/а графита, сумма активных аэрозолей и газов. РЗ местности в случае аварии на ЧАЭС существенно отличается от РЗ при ЯВ по конфигурации следа, масштабам, степени, дисперсному составу РВ, а также своему поражающему действию. Это обусловлено в основном динамикой и изотопным составом р/а выбросов, а также изменением метеорологических условий в этот период.

1.5.3. Характеристика зон радиоактивного заражения при аварии на АЭС.

Для характеристики РЗ территории, оценки радиационной обстановки и определения мер РБ при ликвидации последствий при гипотетической, запроектной и др. авариях на АС условно на местности, подобно ядерному взрыву, выделяют зоны радиоактивного заражения (загрязнения), которые на картах изображают в виде эллипсов (рис. 10): умеренного (зона А), сильного (зона Б), опасного (зона В), чрезвычайно опасного (зона Г) и зона радиационной опасности (зона М). При этом, внешние границы зон PЗ принято характеризовать параметрами: поглощенная доза излучения за 1-ый год; мощность поглощенной дозы излучения за 1 час после аварии, катастрофы. Значения этих радиационных характеристик зон РЗ приведены на рис.10, табл.12, и отличаются от зон РЗ при ядерном взрыве. Данные зоны РЗ и их характеристики используются при оценке радиационной обстановки методом прогнозирования.

Таблица 12

Характеристики зон радиоактивного заражения(РЗ)местности при аварии на АЭС

Наименование зон РЗ	Инд. Зоны	На внешней границе
Наименование зон РЗ	Инд. Зоны	Поглощенная доза излучения за 1й год после аварии, D_П1, рад	Мощность поглощенной дозы излучения через 1ч после аварии, Р_П1, мрад/ч (рад/ч)
Радиационной опасности	М	5	14 (0,014)
Умеренного заражения	А	50	140 (0,14)
Сильного заражения	Б	500	1400 (1,4)
Опасного заражения	В	1500	4200 (4,2)
Чрезвычайно-опасного заражения	Г	5000	14000 (14)

Поражающее действие на незащищенных людей в условиях аварии на ЧАЭС обусловлено: внутренним облучением в результате поступления через органы дыхания в организм человека радионуклидов ГПД, особенно ; внешним облучением РВ из р/а облака за время его прохождения, а также от РЗ местности и объектов на следе облака. В первоначальный период после аварии на ЧАЭС наибольший вклад в общую р/а обстановку внесли короткоживущие изотопы, которые распались в течение примерно 5-6 месяцев после аварии. В последующем (примерно через 10 лет) спад активности определяется долгоживущими нуклидами цезий-137 и стронций-90, который β- активен и поэтому опасности для внешнего облучения людей практически не представляет.

Цезий-137 является β-и γ- активным, энергия γ- излучения составляет Е=0,7МэВ.

Изменение (или спад) уровня радиации Р _t в момент времени t РЗ местности применительно к ЧАЭСможно охарактеризовать зависимостью:

или , (3)

где P₀ - уровень радиации в момент времени t после аварии;

P₁ - уровень радиации в момент t₀=1 ч после аварии;

n=0,4 - показатель степени, характеризующий величину спада уровня радиации во времени и зависящий от изотопного состава радионуклидов в выбросе и, следовательно, для других типов реакторов, например, для водяного он будет иметь другое значение.

Доза излучения с учетом К_осл:

(4)

Тогда при n=0,4 и с учетом коэффициента ослабления:

(5)

Используя зависимость (3), нетрудно показать, что спад уровня радиации (рис.11) вследствие γ- и β- распада РВ применительно к ЧАЭС за 7-кратный промежуток времени уменьшается в 2 раза (7^0,4=2). Если уровень радиации на t= 1 ч принять за P₁=100Р/ч (100%), то при t = 7 ч P₁ =50 Р/ч (50%), при t =49ч P₁= 25Р/ч (25%), при t =343 ч P₁=12,5 Р/ч (12,5%) и т.д.

Следует сказать, что время суммарного воздействия основной массы РВ аварийного выброса до их полного распада, с ориентацией на цезий-134 (T_1/2= =2,3 года), составит примерно 10 лет, а затем оно будет определяться наиболее долгоживущим γ- активным до 30 лет.

Параметры на внешних границах зон РЗ	Закономерность
	К∙1000	К∙30	К∙100	К∙10	К
	Г	В	Б	А	М
Поглощенная доза излучения за 1-ый год после аварии, D₁,рад_.	5000	1500	500	50	5
Мощность поглощенной дозы излучения через 1 час после аварии, P₁, мрад/ч (рад/ч)	14000 (14)	4200 (4,2)	1400 (1,4)	140 (0,14)	14 (0,014)

Рис. 10. Зоны радиоактивного заражения при запроектной и гипотетической аварии на атомных станциях

Таблица 13

Характеристики зон радиоактивного заражения (РЗ) местности при аварии на АЭС.

Наименование зон РЗ	Инд. зоны	Поглощенная доза излучения за 1-й год после аварии, D_П1, рад			Мощность поглощенной дозы излуч. через 1ч после аварии, Р_П1, мрад/ч (рад/ч)
Наименование зон РЗ	Инд. зоны	На внешней границе	На внутр. границе	В середине зоны	На внешней границе	На внутр. границе
Радиационной опасности	М	5	50	16	14 (0,014)	140 (0,14)
Умеренного заражения	А	50	500	160	140 (0,14)	1400 (1,4)
Сильного заражения	Б	500	1500	866	1400 (1,4)	4200 (4,2)
Опасного заражения	В	1500	5000	2740	4200 (4,2)	14000 (14)
Чрезвычайно-опасного заражения	Г	5000	–––	9000	14000 (14)	–––

НБР-99 устанавливает также и критерии вмешательства (меры защиты) на радиоактивно загрязненных территориях. Так, при величине годовой эффективной дозы более 1мЗв (0,1 бэр) загрязненные территории по характеру необходимого контроля обстановки и защитных мероприятий подразделяются на четыре зоны (на восстановительной стадии радиационной аварии):

1. Зона радиационного контроля (РК) – от 1 мЗв (0,1 бэр) до 5 мЗв (0,5 бэр). В этой зоне, помимо мониторинга РК объектов окружающей среды, с/х продукции и доз внешнего и внутреннего облучения критических групп населения, осуществляются меры по снижению доз на основе принципа оптимизации и другие необходимые активные меры защиты населения.

2. Зона ограниченного проживания населения – от 5 мЗв (0,5 бэр) до 20 мЗв (2 бэр). В этой зоне осуществляются те же меры мониторинга и защиты населения, что и в зоне РК. Добровольный въезд на указанную территорию для постоянного проживания не ограничивается. Лицам, въезжающим на указанную территорию для постоянного проживания, разъясняется риск ущерба здоровью, обусловленный воздействием радиации.

3. Зона отселения – от 20 мЗв (2 бэр) до 50 мЗв (5 бэр). Въезд на указанную территорию для постоянною проживания не разрешен. В этой зоне запрещается проживание лиц репродуктивного возраста и детей.

Таблица 14

Международная шкала тяжести событий на АС

ГЛОБАЛЬНАЯ АВАРИЯ	7	Длительное радиационное воздействие на здоровье и среду. Эвакуация части населения
ТЯЖЕЛАЯ АВАРИЯ	6	Воздействие на здоровье и среду. Эвакуация населения
АВАРИЯ С РИСКОМ ДЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ	5	Воздействие на здоровье и среду. Частичная эвакуация населения
АВАРИЯ В ПРЕДЕЛАХ АЭС	4	Требуется защита персонала АС. Контроль продуктов питания для населения
ПРОИСШЕСТВИЕ СРЕДНЕЙ ТЯЖЕСТИ	3	Меры по защите населения не требуются
СЕРЬЕЗНОЕ ПРОИСШЕСТВИЕ	2	Защиты населения не требуется
НЕЗАЧИТЕЛЬНОЕ ПРОИСШЕСТВИЕ	1	Защиты населения не требуется
СОБЫТИЯ НЕ СУЩЕСТВЕННЫ ДЛЯ БЕЗОПАСНОСТИ	0	Защиты населения не требуется

Рис. 11.
Спад уровня радиации при катастрофе на ЧАЭС

Здесь осуществляется радиационный мониторинг людей и объектов внешней среды, а также необходимые меры радиационной и медицинской защиты.

4. Зона отчуждения – более 50 мЗв (5 бэр). В этой зоне постоянное проживание населения не допускается, а хозяйственная деятельность и природопользование регулируются специальными актами. Осуществляются меры мониторинга и защиты работающих с обязательными индивидуальными дозами контроля.

1.5.4. Радиоактивное заражение (РЗ) при ядерном взрыве.

Радиоактивное заражение происходит не только в районе ЯВ, но и местности, удаленной на более чем 10-100 км. При этом на больших площадях и на длительное время может создаться РЗ, представляющее опасность для людей, животных и окружающей среды. Об этом подробно было сказано и при характеристике аварии (катастрофы) с выбросом РВ на Чернобыльской АЭС. Масштабы и степень РЗ местности зависят от мощности и вида ЯВ, метеоусловий, т.е. от скорости и направления среднего ветра в пределах высоты подъема радиоактивного облака, а также от рельефа местности, типа грунта и растительности. Радиоактивное заражение местности образуется в результате выпадения РВ из облака ЯВ. По мере перемещения облака, зависящего от средней скорости ветра, РВ, выпадая на местность, образуют так называемый след радиоактивного облака. При этом поражающим фактором на р/а следе является внешнее b-, γ- излучение от РВ, выпавших на местность, а нейтронное излучение существует в момент взрыва примерно 10-25 с и далее незначительно. В зависимости от степени заражения и опасности пребывания людей на следе радиоактивного облака после ЯВ выделяют условно 4 зоны радиоактивного заражения, изображаемые в виде эллипсов: умеренного (зона А), сильного (зона Б), опасного (зона В), чрезвычайно опасного (зона Г) заражений (рис.12).

Внешние границы зон РЗ после ЯВ с разной степенью опасности для людей принято характеризовать параметрами (рис.12):

1. D_∞- экспозиционная доза γ- излучения, полученная за время от момента образования следа до полного распада РВ (D_∞).

2. Мощности доз излучения (уровни радиации) через 1 ч (P_1ч)и 10 ч (P_1ч). Размеры зон РЗ зависят от мощности взрыва, скорости ветра и могут быть определены, например, с помощью специальных таблиц. Внешние границы зон и их характеристики представлены на рис.12.

Дата добавления: 2021-04-24; просмотров: 71; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 4 5 6 7 8910 11 12 13 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!