Розрахунок коефіцієнта захисту від гамма-випромінювання для приміщень, розташованих в одноповерхових будівлях

 

Коефіцієнт захисту приміщень, розташованих в одноповерхових будівлях, визначається за формулою:

(2.50)

де К₁ - коефіцієнт, що враховує долю радіації після ослаблення зовнішніми і внутрішніми стінами

(2.51)

α_і - плоский кут в градусах з вершиною в центрі приміщення, проти якого розташована і-а стіна приміщення. При цьому враховуються зовнішні і внутрішні стіни будівлі, сумарна маса 1 м² яких в одному напрямку не більше 1000 кг. У випадках, коли сумарна приведена маса у всіх плоских кутах буде 1000 кг/м² і більше, коефіцієнт при оцінці захисних властивостей приміщення потрібно приймати таким що дорівнює 10;

К_ст- кратність послаблення стінами первинного випромінювання в залежності від сумарної маси огороджувальних конструкцій (табл. 4.8, додаток 4);

К_пер - кратність послаблення первинного випромінювання покриттям (табл. 4.8.додаток 4);

V₁ - коефіцієнт, що враховує розсіювання випромінювання в об’ємі приміщення. Залежить від висоти і ширини приміщення (табл. 4.9, додаток 4);

K₀ - коефіцієнт, який враховує зниження поглинальної здатності зовнішніх стін за рахунок наявності в них віконних і двірних прорізів та проникнення в приміщення вторинного випромінювання (формули 2.57-2.59);

К_м - коефіцієнт, що враховує зниження дози радіації в будинку, розташованому в районі забудови, від екранувальної дії сусідніх і забудов (табл. 4.10 додатка 4);

К_ш - коефіцієнт, який враховує долю розсіювання випромінювань по ширині будівлі (табл. 4.9 додатка 4 для висоти приміщення 2 м).

Загальне випромінювання через будь-яку стіну приміщення пропорційне плоскому куту, створеному прямими, які сполучають розрахункову точку з крайніми точками стіни (рис. 2.3).

Для прямокутного приміщення чотири плоских кути утворюються при схрещенні діагоналей. Якщо приміщення має більш складний план, то його ділять на окремі приміщення. Оцінку захисних властивостей в цьому випадку потрібно проводити по окремих приміщеннях, поділивши кожне на плоскі кути.

Рис. 2.3. Плоскі кути, які приймаються при розрахунку радіаційної дії

 

Величину кратності послаблення випромінювання стінами (К_ст) можна визначити за середньою масою 1 м² стін і перегородок, G_ср (табл. 4.8, додаток 4).

Середня маса (G_cp) визначається в послідовності:

1. Знаходиться приведена маса G_пp одного квадратного метра стіни (перегородки) за формулою

(2.52)

де G_i маса 1 м стіни (перегородки), кг/м;

К_пр - коефіцієнт прозорості, К_пр = 1-α_і,

(2.53)

S₀ - площа прорізів, м²;

S_п - площа стіни (перегородки), м².

 

 

2. Сумарна приведена маса стін (перегородок), розташованих в одному плоскому куті, буде

(2.54)

де n - кількість стін і перегородок.

3. Визначається середня маса 1 м² стін і перегородок. Якщо сумарні маси стін в напрямку відрізняються одна від одної не більше, ніж на 200кг/м², тo

(2.55)

де α_і - величина плоского кута в градусах, в межах якого сумарна маса менша 1000 кг/м²;

- сумарна приведена маса стін менша 1000 кг/м², що належать плоскому куту.

Для нашого прикладу (рис. 2.3) маємо:

α₁ = α₃ = 35°,

α₂ = α₄ = 145°.

Припустимо, що сумарна маса стін в межах плоских кутів буде

Примітка: > 1000 кг/м², тому виключається з розрахунку.

Тоді

По G_сp за допомогою табл. 4.8, додаток 4 визначається кратність послаблення К_ст = 850.

Якщо сумарна маса стін в межах плоских кутів відрізняється між собою більше, ніж на 200кг/м, то кратність послаблення випромінювання стінами визначається за формулою

(2.56)

де К_ст^і - кратність послаблення випромінювання стінами в межах і-го плоского кута (табл. 4.8, додаток 4).

Примітка: При визначенні К_ст за формулою 2.56 виключаються з розрахунку стіни, сумарна маса яких дорівнює або більша 1000 кг/м²

При сумарній масі 1 м² стіни в будь-якому напрямку 1000 кг/м² і більше К_ст визначається по стіні з найменшою сумарною масою.

Коефіцієнти V₁ і К_ш дозволяють при розрахунку К_з враховувати вплив характеру розподілу радіоактивних опадів на перекритті, а також навколо будинку на місцевості, випромінюванювання за яким оцінюються окремо.

Первинне гамма-випромінювання від радіоактивних опадів, які випали на дах будинку, не може проникнути у середину через зовнішні стіни і навпаки, випромінювання з поверхні землі впливають тільки через стіни.

Коефіцієнти V₁ і К_ш враховують, яку частину площі місцевості складають заражені покриття будинків, а для висотних будинків і відстань зараженої поверхні від розрахункової точки по висоті.

Коефіцієнт V₁ залежить від висоти і ширини приміщення і показує, яка доля радіації проникає через перекриття від радіоактивних речовин, які випали на перекриття будинку.

Якщо внутрішні стіни приміщення в одноповерхових будинках мають приведену масу не менше 540 кг/м², то при визначенні V_i; ширина / приймається такою, що дорівнює ширині приміщення, де знаходяться люди. При значенні приведеної маси менше 540 кг/м² приймається ширина будинку.

В сховищах, розташованих в багатоповерхових будинках, при визначенні V₁ потрібно приймати ширину приміщення сховища. Коефіцієнт К_ш залежить від ширини будинку, в якому обладнується сховище, і враховує зменшення зараженої зони поверхні за рахунок зараження даху будинку.

При визначенні К_ш приймається ширина будинку (споруди), приміщення якого обладнують під сховище.

Коефіцієнт К_о в залежності від розташування низу віконного прорізу в зовнішніх стінах відносно підлоги приймається:

При висоті від підлоги 0,8 м

Ко=0,8×a; (2.57)

При висоті від підлоги 1,5-2 м

Ко=1,15×a; (2.58)

При висоті від підлоги 2 м і більше

Ко=0,09×a; (2.59)

Коефіцієнт a визначається за формулою

, (2.60)

де S_о - площа віконних прорізів, м;

S_п ^- площа підлоги сховища, м².

Рис. 2.4. Значення плоских кутів і лінійні розміри цеху

Коефіцієнт К_о залежить від розміра і рівня розташування прорізів в зовнішніх стінах сховища. Якщо віконні прорізи розташовані на різних рівнях від відмітки підлоги, то величина К_оS визначається як сума часткових значень коефіцієнтів К_оі для кожного рівня.

Приклад. Визначити коефіцієнт захисту для цеху, розташованого в одноповерховому будинку (рис.2.4).

 

Початкові дані:

- стіни будинку: кладка в дві цеглини (51 см), маса 1м²- 980 кг;

- маса 1 м² покриття - 600 кг/м;

- розміри віконних прорізів - 2х2 м;

- розміри дверних прорізів - 2,5х3,5 м;

- загальна площа віконних прорізів - 88 м² (22 вікна);

- загальна площа дверних прорізів - 17,5 м² (2 дверей);

- висота підвіконників - 1,5 м;

- площа підлоги - 576 м²;

- висота стін - 3,5 м;

- висота приміщення - 4,8 м;

- ширина зараженої дільниці, що примикає до будинку - 40 м;

- площа повздовжньої стіни - 168 м²;

- площа торцевої стіни - 42м².

 

Розв’язання

 

1. Визначаєм приведену масу повздовжніх і торцевих стін.

Прозорість повздовжніх стін (для однієї стіни)

Прозорість торцевих стін (для одної стіни)

Приведена маса одного квадратного метра площі:

для повздовжньої стіни

для торцевої стіни

Приведена маса одного квадратного метра площі всіх стін менше 1000 кг/м², тому коефіцієнт К₁ буде

Оскільки різниця в масі стін не перевищує 200 кг/м², то середня маса квадратного метра площі стіни дорівнює

З табл. 4.8, 4.9, 4.10 додатка 4 знаходимо:

К_ет = 166, К_пер = 38, V₁ = 0,14, К_п = 0,8, К_м = 0,24.

За формулами 2.58 і 2.60 визначаєм:

К_о = 0,15×a = 0,15×0,152 = 0,023;

Коефіцієнт захисту дорівнює

Для підвищення захисних властивостей приміщення цеху потрібно провести закладку віконних прорізів на висоту 1 м і встановити екрани на входах. Маса екранів на входах приймається такою ж, як маса 1 м² стін, тобто 980 кг/м².

При закладці віконних прорізів на висоту 1 м маємо площу незакладеної частини віконних прорізів 44 м² (2х22).

Прозорість повздовжньої стіни

Приведена маса 1 м² повздовжньої стіни дорівнює

При висоті екрана, яка дорівнює висоті входу в цех, приведена маса 1 м² торцевих стін буде 980 кг/м, а середня маса 1 м² стін

При G_ср = 875 кг/м². К_cт = 425, α_cт = 44/576 = 0,079.

При відстані від підлоги до прорізу 2,5 м

К₀ = 0,09·0,079 = 0,007.

Отже при К₁ = 0,91, V₁ = 0,14, К_Ш = 0,24, К_М = 0,8, К_пер = 38

Проведені заходи дали можливість збільшити коефіцієнт захисту більше, ніж в 2 рази.