Оценка радиационной обстановки при аварии с выбросом РВ

Основными задачами оценки радиационной обстановки являются:

• определение мощности дозы излучения на территории объекта на любое время с момента аварии;

• определение ожидаемых доз облучения производственного персонала, работающего на загрязненной местности;

• определение коэффициента безопасной защищенности рабочих и служащих;

• расчет суточного коэффициента защищенности производственного персонала;

• определение допустимой продолжительности или времени начала работ в условиях радиоактивного загрязнения местности при установленной дозе облучения;

• разработка и выбор режимов радиационной защиты при выполнении производственных задач в условиях радиационной аварии и другие задачи.

Определяющим фактором при оценке радиационной обстановки является изменение во времени мощности дозы излучения на радиоактивно загрязненной местности.

Спад МДИ на местности со временем характеризуется коэффициентом пересчета К, МДИ на любое время t с момента аварии:

> где - мощность дозы излучения через 1 час после аварии.

При оценке радиационной обстановки в случае запроектной аварии используются значения , полученные на основе данных аварии на ЧАЭС (табл. 10.6).

Методические указания и примеры решения задач оценки радиационной обстановки изложены в основополагающем документе: "Методика выявления и оценки радиационной обстановки при разрушении (аварии) атомных электростанций". ГШВС СССР, М., 1989.

Методикой предусматривается оценка радиационной обстановки как по результатам прогноза, так и по данным радиационной разведки с учетом воздействия ионизирующих излучений из проходящего радиоактивного облака и от радиоактивно загрязненной местности.

Д определяется при прогнозировании с использованием характеристик зон радиоактивного загрязнения местности (пример 10.1).

Таблица 10.6 Коэффициенты для перерасчета мощности дозы излучения на различное время после аварии (разрушения) РОО

Время после аварии (разрушения), ч, сут, мес.	(запроектная авария)	(разрушение реактора при стихийных бедствиях и взрывах)
	0,75	0,577
	0,61	0,408
	0.53	0.333
	0.48	0,289
	0.44	0,258
	0.42	0.031
		0,37	0,2
	0,28	0,145
	0,24	0,118
	0,19	0,091
	0,15	0,075
	0.13	0,065
	0,11	0,053
		0.07	0,037
	0,05	0,026
	0,04	0,022
	0,032	0,019
	0,02	0,015
	0,013	0,012
	0.01	0,011

Методика характеризуется определенной сложностью, так как ее применение основано на использовании значительного числа формул, коэффициентов и справочных данных.

В настоящем пособии изложена упрощенная методика оценки радиационной обстановки, основанная на определении ожидаемых доз облучения и построении графиков накапливаемых доз облучения для различных условий выполнения производственных задач на железнодорожном транспорте.

Доза облучения на открытой местности за промежуток времени

от начала облучения до окончания облучения при известном законе изменения мощности дозы со временем определяется по формуле:

(10.2)

В практических расчетах (для небольших значений /_к - /_н) принято интегральную зависимость заменять линейной

(10.3) или

(10.4)

где и - мощность дозы в начале и в конце облучения; - мощность дозы излучения через 1 час после аварии; и - коэффициенты пересчета МДИ на моменты начала и окончания облучения (табл. 10.6).

Ошибка в расчетах (из-за нелинейности зависимости) уменьшается, если период времени разбить на п интервалов (рис. 10.3) и ис-

пользовать выражение

(10.5)

где - доза облучения на открытой местности за период Т;

- средняя мощность дозы в каждом i-м интервале времени;

- продолжительность каждого /-го интервала.

— количество интервалов.

Число интервалов п зависит от периода Т, за который рассчитывается доза облучения. Десятисуточный период времени достаточно разбить на 5 интервалов. В этом случае погрешность в расчетах не превысит 10%.

Ожидаемая доза облучения определяется при известной дозе на

открытой местности по формуле

(10.6)

где - суточный коэффициент защищенности, показывающий во сколько раз уменьшается доза облучения персонала при известном режиме труда и отдыха по сравнению с постоянным пребыванием на открытой местности.

Рис. 10.3. Замена кривой спада МДИ отрезками (АБ, БВ, ВГ, ГД, ДЕ) при разбивке периода облучения Т на интервалы времени

Рабочие и служащие в течение суток находятся в производственных, административных и жилых зданиях, в транспортных средствах и кабинах машин, которые ослабляют воздействие ионизирующих излучений на человека. Значение суточного коэффициента защищённости во многом зависит от технологии работы объекта (линейного предприятия).

При ориентировочных расчётах величина может быть принята

равной:

3,5...5,0 - для персонала, работающего в производственных (административных) зданиях;

2,0...3,5 - для персонала, работающего большую часть смены на открытой местности;

2,5.. .4,0 - для машинистов локомотивов, путевых и других машин.

Для членов семей рабочих и служащих железнодорожного транспорта, проживающих в городах, суточный коэффициент защищённости принимается равным 8, для проживающих в сельской местности - 4.

Более точно суточный коэффициент защищённости определяется по формуле:

(10.7)

где 24 - число часов в сутках;

- время пребывания на открытой местности, ч;

- время пребывания в течение суток в защитных сооружениях, в промышленных, административных, жилых зданиях, в транспорте и т.п., ч;

- коэффициенты ослабления дозы облучения в соответствующих условиях (табл. 11.5).

Например, если режим работы и отдыха включает: продолжительность работы в производственном здании (с коэффициентом ослабления 7) - 8 часов; время переезда в транспорте (с коэффициентом ослабления 2) - 1,5 часа; пребывание в жилом здании (с коэффициентом ослабления 30) - 11 часов; на открытой местности - 3,5 часа в сутки, то суточный коэффициент защищённости равен:

Приведенные формулы (10.1), (10.3), (10.5) и (10.6) используются для расчета данных, позволяющих построить графики спада МДИ, накапливаемых доз на открытой местности и ожидаемых доз облучения. Характер кривых представлен на графиках (рис. 10.4).

Построенные графики позволяют в комплексе без расчетов решить задачи оценки радиационной обстановки, сформулированные в начале параграфа 10.2.

Примеры решения задач оценки радиационной обстановки путем построения и использования графиков

Пример 10.2. По данным радиационной разведки, через 4 часа после за-проектной аварии на атомном реакторе РБМК-1000 на ОЖДТ произошло радиоактивное загрязнение местности. Мощность дозы излучения на это время составила 0,7 мГр/ч.

Определить на первые десять суток после аварии: спад мощности дозы излучения; возможное накопление доз облучения на открытой местности; требуемый коэффициент безопасной защищенности на каждые сутки при заданной (установленной) дозе облучения; ожидаемые дозы облучения производственного персонала для принятия решения о мерах защиты на период ранней стадии (режимы работы персонала предусматривают суточный коэффициент защищенности равный 2,5 и 4,0); допустимую продолжительность производства работ

Рис. 10.4. Графики спада мощности дозы облучения и накапливаемых доз за первые десять суток после начала аварии

в условиях радиоактивного загрязнения местности (допустимое время начала работ) при заданной дозе облучения Д_т.

Подготовка данных для построения графиков:

1. Определяем мощность дозы излучения на 1 час после аварии

где = 0,7 мГр/ч (по условию задачи);

на 4 часа после аварии составляет 0,7 (табл. 10.6).

2. Делим десятисуточный период на пять интервалов времени i с момента начала загрязнения ОЖДТ:

3. Определяем мощность дозы излучения в начале и конце каждого интервала:

где - мощность дозы излучения на любой момент времени / (с момента аварии);

= 0,7 мГр/ч (из условия задачи); = 1 • 0,48 = 0,48 мГр/ч,

= 1-0,37 = 0,37 мГр/ч и т.д.

4. Определяем среднюю мощность дозы в каждом /-м интервале времени
по формуле (10.3):

5.Определяем дозу облучения на открытой местности в каждом /-м интервале :

где /, - продолжительность каждого /-го интервала времени (t_n = 8, t_j2 - 12 и т.д.)

6. Определяем накапливаемые дозы на открытой местности в конце каж
дого интервала :

7. Определяем ожидаемые (накапливаемые) дозы по формуле (10.6): Например, при за первый интервал (от 4 до 12 ч) ожидаемая доза составит , а за первые два интервала времени (от 4 до 24 ч) . Аналогично при = 4 за первый интер- вал ожидаемая доза составит , и за первые два интервала Результаты расчетов сводим в табл. 10,7. Таблица 10.7 Расчётные данные для построения графиков спада мощности дозы излучения, накапливаемых доз на открытой местности и ожидаемых доз облучения

Интервалы времени, ч	Мощность дозы, мГр/ч	Доза, мГр
в начале интервала	в конце ннтер вала	средняя в интервале	на открытой местности в интервале	накапливаемая на открытой местности	ожидаемая при 2,5	ожидаемая при 4,0
4...12ч = 8ч	0,7	0,48	0,59	4,7	4,7	1,9	1,2
12...24ч=12ч	0,48	0,37	0,42		9,7	3,9	2,4
1...2сут. =24ч	0,37	0,28	0,32	7,7	17,4		4,4
2...5 сут. = 72 ч	0,28	0,19	0,23	16,6		13,6	8,5
5...10сут. = 120ч	0,19	0,13	0,16	19,2	53,2	21,3	13,3

Используя данные табл. 10.7, строим графики спада мощности дозы излучения (ось ординат справа), накапливаемых доз облучения на открытой местности и ожидаемых доз облучения (ось ординат слева).

1 - кривая спада мощности дозы излучения;

2 - кривая накапливаемых доз облучения на открытой местности;

3 - кривая ожидаемых доз облучения при = 2,5;

4 - кривая ожидаемых доз облучения при = 4,0.

Решение задач с использованием графиков (рис. 10.4)

1. По кривой 1 графика определяем мощность дозы излучения в конце любых суток. Например, мощность дозы излучения в конце третьих суток составляет ~0,24 мГр/ч, пятых суток ~0,19 мГр/ч и десятых суток ~0,13 мГр/ч.

2. По кривой 2 графика определяем накапливаемые дозы облучения на открытой местности на любое время после аварии. Например, на третьи, пятые и десятые сутки после аварии накапливаемые дозы на открытой местности соответственно составляют: 24, 34 и 53,2 мГр.

3. С помощью кривой 2 графика определяем коэффициент безопасной защищенности , который показывает, во сколько раз должна быть уменьшена накапливаемая доза на открытой местности, чтобы она не превысила установленную дозу . Например, при установленной дозе облучения на третьи сутки после аварии, равной 3 мГр, коэффициент безопасной защищенности составит:

Значения 24 и 17,4 мГр - накопленные дозы на открытой местности соответственно за трое и двое суток (кривая 2 графика).

4. По кривым 3 и 4 определяем ожидаемую дозу облучения для производственного персонала с суточным коэффициентом защищенности соответственно 2,5 и 4,0. Ожидаемые дозы облучения за первые десять суток составляют соответственно 21,3 и 13,3 мГр.

5. С помощью кривых 3 и 4 графика определяем допустимую продолжительность работ в условиях радиоактивного загрязнения объекта или возможное время начала работ при установленной дозе облучения. Например, для персонала, работающего в режиме с суточным коэффициентом защищённости, равным 4, установлена предельная доза облучения = 8,5

мГр. По кривой 4 определяем, что персонал сможет работать при данных условиях только первые пять суток с момента аварии. При установленной дозе = 8,5 мГр персонал сможет работать 8 суток, если приступит к работе не в

первые сутки, а начиная несколько позже вторых суток с момента начала аварии.

По кривой 4 =13,3 - 8,5 = 4,8 мГр соответствует времени, прошедшему с момента начала аварии, равному -2,2 сут.

Подготовка данных для построения графиков намного

упрощается при применении компьютерных программ. Блок-схема алгоритма расчетов для составления таких программ представлена на рис. 10.5.

1. IIIK 1	Исходные данные (результаты прогноза или данные радиационной разведки)
1. Время начала загрязнения объекта (с момента начала аварии), ч. 2. Мощность дозы на 1 ч после аварии , Гр/ч (мГр/ч) . 3. Значения коэффициентов спада мощности дозы (табл. 10.6). 4. Период времени с момента аварии, ч, на который оценивается обстановка. 5. Суточные коэффициенты защищенности персонала

1. in к 2	Деление периода Т на п интервалов времени
При = 10 сут. В начале периода ^количество интервалов больше, чем в конце

Блок 3	Определение продолжительности каждого интервала , ч
где - время начала и окончания интервала

l.ioк 4	Определение мощности дозы в начале и в конце каждого -го интервала

Li.iok 5	Определение среднего значения мощности дозы в каждом интервале

Блок 6	Определение дозы облучения на открытой местности и ожидаемой дозы , в каждом интервале

Блок 7	Определение накапливаемых доз облучения на открытой местности и ожидаемых доз облучения за период
"-

Рис. 10.5. Блок-схема алгоритма расчетов для построения графиков

В начальный период радиационной аварии одной из важнейших задач оценки радиационной обстановки является определение первоочередных мер защиты людей. Такое определение производится на основе сравнения рассчитанных ожидаемых доз облучения за первые 10 суток после

аварии на РОО с критериями, представленными в табл. 10.8.

Решение о выборе мер защиты-принимается с учетом примечаний к табл. 10.8.

Таблица 10.8