Аварии на радиационноопасных объектах экономики

АВАРИИ НА РАДИАЦИОННООПАСНЫХ ОБЪЕКТАХ ЭКОНОМИКИ

Явление радиоактивности. Радиоактивный распад.

Радиоактивность- Способность некоторых неустойчивых атомных ядер самопроизвольно превращаться в ядра других элементов с испусканием различных видов радиоактивных излучений.

Радиоактивный распад -спонтанное изменение состава нестабильных атомных ядер (заряда Z, массового числа A) путём испускания элементарных частиц или ядерных фрагментов.

Виды ионизирующих излучений.

Ионизирующее излучение образуется при взаимодействии ионов различных знаков со средой. Видимый свет и ультрафиолетовое излучение к ионизирующим не относят. Ионизирующее излучение создается при:

· радиоактивном распаде;

· ядерных превращениях;

· торможении заряженных частиц в веществе.

Виды ионизирующего излучения:

· Корпускулярное излучение – поток частиц с массой, отличной от нуля (электроны, протоны, нейтроны, α-частицы).

· Фотонное излучение – электромагнитное, косвенно ионизирующее (гамма-излучение, характеристическое, тормозное, рентгеновское, аннигиляционное).

· Альфа-излучение – поток альфа-частиц. Возникает при радиоактивном распаде и при ядерных превращениях. У альфа-частиц сильная ионизирующая и незначительная проникающая способность. Альфа-излучение задерживается листом бумаги, ткани. Особо опасно при попадании внутрь организма с пищей и вдыхаемым воздухом.

· Бета-излучение – поток электронов или позитронов. Испускают ядра радиоактивных элементов при бета-распаде. Ионизирующая способность меньше, чем у альфа-излучения, но проникающая способность во много раз больше. В биологической ткани проникает на глубину до 2 см, одежда задерживает только частично. Для человека опасно и внешнее излучение и внутреннее.

· Протонное излучение – основа космического излучения, поток протонов. По пробегу в воздухе и проникающей способности занимает промежуточное положение между альфа- и бета-излучением.

· Нейтронное излучение – поток нейтронов. Возникает при ядерном взрыве (особенно нейтронных боеприпасов), при работе ядерного реактора. Воздействие зависит от начальной энергии. Она может быть от 0,025 до 300 МЭВ.

· Гамма-излучение – электромагнитное излучение. Длина волны – 10-10–10-14 м. Возникает при альфа- и бета-распадах, аннигиляции частиц. Большая проникающая способность. Глубина распространения гамма-квантов в воздухе достигает сотен и тысяч метров. Ионизирующая способность меньше. Через биологическую ткань проходит часть гамма-квантов, другая часть поглощается ею.

· Рентгеновское излучение – фотонное излучение, состоящее из тормозного и характеристического излучений.

· Тормозное излучение – фотонное излучение с непрерывным энергетическим спектром, возникающее при уменьшении кинетической энергии заряженных частиц.

· Характеристическое излучение – фотонное. Возникает при изменении энергетического состояния атома. Воздействует аналогично гамма-излучению.

· Аннигиляционное излучение – фотонное. Возникает в результате аннигиляции частицы и античастицы. Воздействует аналогично гамма-излучению.

Поглощённая доза излучения. Определение. Ед. измерения.

Поглощённая доза излучения- Энергия излучения, поглощенная единицей массы облученной среды

в СИ – грей, 1 Гр = 1Дж/кг, внесистемная – рад.

Соотношение между ними 1 Гр = 100 рад.

Экспозиционная доза облучения. Определение. Ед. измерения.

Экспозиционная доза облучения характеризует ионизирующую способность излучения в воздухе и имеет размерности: внесистемная единица – рентген (Р), а в системе СИ (табл. 1) не применяется. Соотношение между поглощенной дозой в радах и экспозиционной дозой в рентгенах: в воздухе – DЭКС (Р) = 0,873 DП(рад) или D(рад) = 1,14 D (P). В практике принимают 1 P = 0,873 рад 1 рад или 1 рад = 1,14 Р ≈ 1 P.

Эквивалентная доза. Определение. Ед. измерения. Формула.

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

D_эквт = D_п W_r,

где D_п – поглощенная доза излучений в органе или ткани;

W_r – взвешивающий коэффициент для данного вида излучения.

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

Эффективная доза. Определение. Ед. измерения. Формула.

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_эквт) на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного органа или ткани (W_т):

D_эфт=

где D_эквт – эквивалентная доза в органе или ткани;

W_т – взвешивающий коэффициент для органа или ткани.

 

Единица измерения эффективной дозы в системе СИ - зиверт (Зв), а внесистемная единица – бэр.

Уровень радиации. Определение. Ед. измерения.

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.

Расчет.

Уровень радиации через 9 часов будет равен 52Р/ч. Зона В.

Задача 2. Спасатели выполняют работы на местности. Разведгруппой

формирования, имеющей на вооружении прибор радиационной разведки типа ИМД-5, установлено, что через 1 ч после ядерного взрыва уровень радиации составил У, Р/ч. Работа была начата через п ч после взрыва и продолжалась п1, ч. Определить дозу облучения, которую получат спасатели.

Р1=130Р/ч; tвх=1 час; tp=1,5часа.

Расчет.

Коэффициент а = 1,7

Доза облучения, которую получат спасатели:

Д = Р1*0,01/(а*К)=130*0,01/1,7*1=0,764Гр.

Задача 3. На расстоянии R, км от ОЭ (объекта экономики) произошла авария на ядерном реакторе РБМК с выбросом РВ на высоту 200 м. ОЭ оказался на оси следа РА облака. Средняя скорость ветра v м/с. Инверсия в атмосфере. Оценить радиационную обстановку и ожидаемые потери среди персонала, если продолжительность облучения составила tпр,ч.

R=55км; V=3.5м/с; tпр=3,5часа; Wэл=2000МВт.

Расчет.

1. Мгновенный выброс части РА продуктов в момент разрушения корпуса реактора, и последующее их истечение происходит до двух недель. Доля РА продуктов, поступивших в атмосферу, для реактора РБМК-1000 при мгновенном выбросе составит 25 %, а при последующем истечении – 75 % от общей активности радионуклидов, выброшенных из реактора. Высота центра мгновенного выброса и распространения РА облака – 1 км, а РА

струи, формирующейся при истечении продуктов из реактора, – 200 м.

 

Время начала облучения персонала ОЭ, ч:

tвх =R/(3,6v)=55/3,6*3,5=4,36ч.

Доза ингаляционного (внутреннего) облучения (Гр):

Двит = 2Wэл R-((R/200)+1,4)=4000*55^-1,675=10,63Гр.

 

Задача 4. Спасатели на автомобилях должны преодолеть зараженный участок с уровнями радиации через 1 ч после взрыва в точках маршрута Р1-5, Р/ч. Длина участка заражения L, км, скорость движения колонны V, км/ч. Спасатели не должны получить дозу облучения выше Д, Гр. Определить, через какое время после взрыва можно начать преодоление участка РЗ, если взрыв произведен в 3 ч 20 мин.

Р1=400Р/ч L=16км

Р2=120Р/ч V=40км/ч

Р3=100Р/ч Д д= 0,5Гр

Р4=150Р/ч

Р5=190Р/ч

Расчет.

Средний уровень радиации Рср на маршруте через 1 ч после взрыва:

Рср=(Р1+Р2+Р3+Р4+Р5)/5=192Р/ч.

Доза облучения (Гр), которую могут получить спасатели:

Д = 0,01*Рср* L/ (V*Косл)=0,01*192*16/40*2=0,768Гр

Превышение дозы облучения над допустимой:

п = Д/ Дд= 0,768/0,5=1,536

Рср.доп. = Рср/п=192/1,536=125.

Начинать преодолевать участок заражения можно через полчаса, в 3ч50мин.

АВАРИИ НА РАДИАЦИОННООПАСНЫХ ОБЪЕКТАХ ЭКОНОМИКИ