Оцінка захисних споруд за можливістю захисту від факторів ядерного вибуху

 

На цьому етапі оцінюється можливість надійного захисту тих, хто укривається, від впливу надлишкового тиску ударної хвилі та іонізуючих випромінювань, які очікуються на об’єкті від ядерного вибуху.

Завдання 2. Оцінити захисну споруду об’єкта господарської діяльності за можливістю захисту від дії надлишкового тиску ударної хвилі та іонізуючих випромінювань, які очікуються на об’єкті.

Вихідні дані:

На об’єкті розташовано сховище, яке вбудоване всередині виробничого комплексу, перекриття нижче поверхні землі.

Перекриття сховища:

залізобетон (бетон) – hб = 40 см

ґрунтова обсипка – hг = 25 см

Очікувана потужність вибуху – q = 50 кт

Вид вибуху – наземний

Віддалення до вибуху – R = 4,7 км

Швидкість середнього вітру – 50 км/год.

Час початку опромінювання працівників – t_п = 1 година

Захисні властивості споруди від впливу надлишкового тиску ударної хвилі вибуху – ∆Рф_зах = 100 кПа

Довідкові дані:

Під час вирішення завдання всі довідкові дані беруться із відповідних таблиць, які наведені у [4].

Послідовність оцінки:

1. Визначити захисні властивості споруди від впливу надлишкового тиску ударної хвилі – ∆Рф_зах, на який розраховані елементи конструкції захисної споруди.

∆Рф_зах береться з характеристики даної споруди (с. 38 даного посібника). У прикладі – у відповідності з вихідними даними ∆Рф_зах = 100 кПа.

2. За віддаленням R = 4,7 км, видом вибуху – наземний, потужністю ядерного вибуху – 50 кт увійти в таблицю 1.1 с. 4 [4] і визначити значення надлишкового тиску (DРф) ударної хвилі, що очікується в районі об'єкту під час вибуху, тобто

∆Рф = 8 кПа (5)

Оскільки захисна споруда побудована з розрахунку витримати надлишковий тиск ∆Рф_зах = 100 кПа, а за розрахованими даними ∆Рф = 8 кПа, то ∆Рф_зах = 100 кПа > ∆Рф = 8 кПа.

Робимо висновок, що у даному прикладі захисна споруда стійка до дії надлишкового тиску ударної хвилі. Стійка (Ст) (5)

3. Визначити захисні властивості споруди від впливу іонізуючого випромінювання під час радіоактивного забруднення місцевості – коефіцієнт ослаблення дії радіоактивного забруднення місцевості – К_осл^РЗ

Він залежить від:

- умов розташування сховища (вбудоване або окремо розташоване);

- матеріалу перекриття захисної споруди та його товщини.

Захисні властивості споруди від впливу іонізуючого

випромінювання під час радіоактивного забруднення місцевості можуть бути приведені в характеристиці сховища або знайдені розрахунковим шляхом за формулою

(2.1)

де К_р – коефіцієнт, який враховує умови розташування сховища;

h_i – товщина i-го захисного шару сховища, см (див. вихідні дані);

d_i – товщина шару половинного ослаблення радіації для різних матеріалів.

Рішення:

1. За умовами вхідних величин - сховище вбудоване всередині виробничого комплексу, перекриття нижче поверхні землі - за таблицею 1.15 с. 25 [4] визначити коефіцієнт умов розташування сховища (К_р), який дорівнює К_р = 8.

2. Визначити товщину шару половинного ослаблення від дії радіоактивного забруднення (d^РЗ, см) для різних матеріалів перекриття сховища.

З таблиці 1.16 с. 25 [4] товщина шару половинного ослаблення дії радіоактивного забруднення дорівнює

- для ґрунту d^РЗг = 8,1 см,

- для бетону d^РЗб = 5,7 см.

3. За формулою (2.1) визначаємо коефіцієнт ослаблення дії радіоактивного забруднення К_осл^РЗ

 

(6)

 

Даний коефіцієнт показує у скільки разів зменшується дія радіоактивного забруднення місцевості на людей, якщо вони будуть перебувати у сховищі.

4. Визначити максимальну дозу опромінення, яку можуть отримати працівники на відкритій місцевості території ОГД при одноразовому опроміненні протягом 4-х діб

 

Д відкр^РЗ = 5Р1max ·(tп^-0,2 - tк^-0,2),

(2.2)

де t_п = 1год (величина постійна) – час початку опромінення людей від моменту вибуху (аварії) (практично це час повного випадіння радіоактивних опадів);

t_к – час закінчення опромінення працівників від моменту вибуху (аварії).

Рішення:

1. Оскільки допустима доза опромінення згідно нормативних документів у надзвичайних ситуаціях та у воєнний час при одноразовому [протягом 4-х діб, або 96 годин (4 доби х 24 години)] опроміненні Д₁ = 50Р.

2. Час закінчення опромінення t _к можна вважати рівним

tк = tп + 96 = 1 + 96 = 97 годин

3. Визначити рівень радіації на вісі сліду ядерного вибуху через 1 годину після вибуху

Потужність вибуху, кт – 50	З таблиці 1.12, с. 22 [4]
Вид вибуху – наземний	Р1max на 4 км = 2200
Віддалення R, км – 4,7	Р1max на 6 км = 1400
Швидкість середнього вітру, км/год – 50	Р1max на 4,7км = 1900

4. За виразом 2.2, визначити максимально можливу дозу опромінення, яку можуть отримати працівники на відкритій місцевості території ОГД

 

Д_відкр^РЗ = 5 ×1900 × (1^-0,2 - 97^-0,2) = 9500 × 0,6 = 5700 Р (7)

 

5. Визначити потрібний (допустимий) коефіцієнт ослаблення радіації сховищем

 

К_{осл. потр} = Д_відкр^РЗ: Д₁ = 5700: 50 = 114 (8)

 

де Д₁ = 50Р (постійна величина) - дозволена (у надзвичайних ситуаціях та у воєнний час) однократна доза опромінення людей протягом 4-х діб.

6. Порівняти розрахований коефіцієнт ослаблення дії радіоактивного забруднення місцевості – К_осл^РЗ, (п.5 с. 30) з потрібним (допустимим) коефіцієнтом К_{осл.потр}.

Якщо К_осл^РЗ ≥ К_{осл.потр}, то за захисними властивостями від дії радіоактивного забруднення сховище забезпечує захист робочого персоналу ОГД.

Якщо К_осл^РЗ < К_{осл.потр}, то сховище не забезпечує захист людей від дії радіоактивного забруднення місцевості.

Для підвищення захисних властивостей сховищ повинна розглядатись можливість підсилення їх перекриття.

В даному випадку К_осл^РЗ ≥ К_{осл.потр}, тобто 8719 > 114.

Висновок:

Захисні властивості сховища повністю забезпечують захист працівників від дії іонізуючих випромінювань радіоактивного забруднення місцевості.

Разом з тим місткість сховища обмежена, тому що за розрахунками можливо укрити тільки 83% (624 чол.) працівників ОГД.