Оцінка радіаційної обстановки після ядерного вибуху

ОЦІНКА РАДІАЦІЙНОЇ ОБСТАНОВКИ ПІСЛЯ ЯДЕРНОГО ВИБУХУ

 

Мета роботи

 

Вивчити особливості радіаційного впливу на людину наслідків радіоактивного зараження місцевості після ядерних вибухів; методику оцінки радіаційної обстановки на місцевості, зараженій радіоактивними речовинами (РР) у результаті ядерного вибуху.

Прищепити студентам практичні навички в рішенні задач по оцінці радіаційної обстановки.

 

Ключові положення

Радіоактивне зараження місцевості після ядерного вибуху

У результаті ядерних вибухів в наслідок випадання на землю радіоактивних речовин по шляху проходження радіоактивної хмари відбувається радіоактивне зараження території, у результаті чого на поверхні землі утворюється радіоактивний слід у вигляді смуги зараженої місцевості. Довжина сліду може сягати декількох десятків і навіть сотень кілометрів, а ширина - десятків кілометрів.

У залежності від ступеня зараження та можливих наслідків опромінення виділяють чотири зони: зона А – помірного; зона Б – сильного; зона В – небезпечного і зона Г – надзвичайно небезпечного зараження.

Для зручності рішення задач по оцінці радіаційної обстановки границі зон прийнято характеризувати рівнями радіації на першу годину після вибуху – Ро і на десяту годину після вибуху – Р10. Також установлюються значення доз гамма-випромінювання Д, які може одержати людина під час перебування в цій зоні від 1 години після вибуху до повного розпаду РР.

Зона помірного зараження – зона А, характеризується рівнями радіації Ро= 8 Р/год і Р10 = 0,5 Р/год, величиною Д = 40... 400 рад.

Зона сильного зараження – зона Б, характеризується рівнями радіації Ро = 80 Р/рік і Р10 = 5 Р/рік, величиною Д = 400... 1200 рад.

Зона небезпечного зараження – зона В, характеризується рівнями радіації Ро = 240 Р/рік і Р10 = 15 Р/год, величиною Д = 1200... 4000 рад.

Зона надзвичайно небезпечного зараження – зона Г, характеризується рівнями радіації Ро= 800 Р/год, і Рі = 50 Р/год, величиною Д = 4000 рад на зовнішній межі.

При вивченні дії на організм людини радіоактивного випромінювання ядерного вибуху були виявлені наступні характерні наслідки опромінення:

1. Висока ефективність поглиненої енергії, опромінення; навіть малі кількості такої енергії можуть викликати глибокі зміни в організмі людини.

2. Наявність прихованого періоду дії опромінення. Цей період називають періодом уявного благополуччя і він може бути досить тривалим при опроміненні в малих дозах.

3. Дія від малих доз може сумуватися чи накопичуватися. Цей ефект називається кумуляцією.

4. Випромінювання впливає не тільки на даний живий організм, але і на його потомство. Цей ефект називається генетичним.

5. Різні органи живого організму мають свою чутливість до опромінення. Найбільш чутливі: червоний кістковий мозок, щитовидна залоза, внутрішні, особливо кровотворчі органи, молочні залози, полові органи.

6. Різні організми мають істотні відміні особливості реакції на дози опромінення.

7. Ефект опромінення залежить від частоти впливу іонізуючого випромінювання. Одноразове випромінювання у великій дозі викликає більш глибокі наслідки ніж фракціоноване.

Для прийняття правильного рішення, мінімізації втрат вкрай важливим є своєчасне і точне проведення оцінки радіаційної обстановки. Робота з оцінки радіаційної обстановки достатньо об’ємна, вимагає наявності відповідних приладів, навичок і умінь виконувати необхідні розрахунки. На даному занятті будуть розглянуті тільки основні елементи даної роботи.

 

Мета і задачі оцінки радіаційної обстановки

Радіаційна обстановка – це сукупність наслідків радіоактивного зараження (забруднення) місцевості, що чинять вплив на життєдіяльність людей, роботу об’єктів народного господарства, працездатність робітників та службовців і визначальний характер захисних заходів, вибір найбільш доцільних варіантів дій, що забезпечують виконання задач при найменших втратах.

Оцінка радіаційної обстановки виконується з метою своєчасного прийняття обґрунтованих рішень по прогнозуванню розмірів зараженої (забрудненої) території, масштабів і характеру зараження (забруднення), а також для вживання необхідних заходів захисту робітників, службовців і населення по наданню допомоги ураженим, дезактивації місцевості, по проведенню медичних і інших заходів, і при необхідності евакуації населення і матеріальних цінностей.

Оцінка радіаційної обстановки здійснюється методом прогнозування і за даними розвідки.

Прогнозування дозволяє завчасно провести заходи щодо захисту населення, робітників та службовців до підходу радіоактивної хмари до населених пунктів і об’єктів народного господарства (ОНГ)

Вихідними даними для прогнозування є:

· Час, місце, потужність і вид ядерного вибуху чи характер аварії з викидом радіоактивних речовин (характер аварії на АЕС), типи і кількість радіонуклідів;

· Напрямок і швидкість середнього вітру.

Вихідні дані для прогнозування виходять, як правило, від штабів ГО (чи від інших джерел розвідки).

Однак, прогнозування не дозволяє скласти повну і достовірну інформацію про радіаційну обстановку.

Оцінка радіаціїної обстановки за даними розвідки дозволяє одержати цілком достовірні дані про радіаційну обстановку. Ця оцінка обстановки виконується за допомогою дозиметричних приладів. Обстановка, виявлена за даними розвідки, називається фактичною обстановкою.

Виявлення фактичної радіаційної обстановки здійснюється посадами, ланками і групами радіаційної і хімічної розвідки, оснащеними засобами розвідки.

Оцінка радіаційної обстановки включає:

· Визначення рівня радіації на зараженій території і параметрів, що характеризують його зміну;

· Прогнозування спаду рівня радіації і розрахунок йогог значень у різні моменти часу;

· Розрахунок поглинених доз при перебуванні людей на зараженгій території;

· Визначення припустимого часу перебування на зараженій території; визначення часу, коли можна почати виконання на зараженій території відбудовних робіт.

 

Порядок оцінки радіаційної обстановки

Прогнозування спаду рівня радіації і розрахунок його значень у різні моменти часу

При прогнозуванні параметрів радіоактивного зараження місцевості використовується основна властивість радіоактивних елементів розпадатися згодом, що приводить до зменшення рівня радіації. Рівень радіації зараженої місцевості математично виражається формулою.

 

P_t = P₀ * (t / t₀)^-n (1)

Де P₀ – рівень радіації в момент t₀ після вибуху (викиду);

P_t – рівень радіації в момент t після вибуху (викиду);

n – показник, що характеризує швидкість спаду рівня радіації.

Значення показника n залежить від ізотопного складу радіонуклідів, що утворилися в результаті вибуху (аварії з викидом РВ).

Для ядерного вибуху n = 1,2.

Якщо тип радіонуклідів і їхніх кількісних характеристик не відомі, значення показника n можна розрахувати за даними розвідки. Для цього виконується два виміри рівня радіації Р₁ і Р₂ через визначений інтервал часу, відповідно, у моменти часу t₁ і t₂. Тоді

 

n = [lg (P₁/P₂)]/[lg(t₂/t₁)] (2)

 

*Знаючи значення n, доцільно побудувати залежність величин рівня радіації від часу, починаючи з даного моменту чи з моменту вибуху, скласти таблицю зміни рівня радіації по тимчасовій шкалі для даних конкретних умов.

Для характеристики спаду рівня радіації після ядерного вибуху звичайно використовують (розраховують) таблицю коефіцієнтів, що характеризують зменшення рівня радіації з часом К_t = f(t),

 

K_t = P_t / P₁ чи K_t = (t / t₀)^-n (3)

 

Де Р₁ – рівень радіації на першу годину після вибуху (цю величину часто позначають Р₀ – початковий рівень радіації).

Використання даної таблиці значно спрощує і прискорює розрахунки. Нижче наведен приклад подібної таблиці і порядку її застосування (до ядерного вибуху.

 

Таблиця

Рішення.

1. Визначаємо час перебування на зараженій місцевості

Т = 15 км/30 км/год = 0,5 год.

2. По формулі (7) визначаємо середню потужність дози

Р_ср = (Р₁ +... + Р_к)/к = (3+8+14+10+5)/5 = 8 рад/год.

3. Розраховуємо величину дози

Д_п = Р_ср/К_осл * Т = 8/10 * 0,5 = 0,4 рад.

 

Висновок. Величина отриманої дози істотно не вплине на працездатність складу бригади.

 

КЛЮЧОВІ ЗАПИТАННЯ

1. Що таке поглинена доза? Одиниці виміру поглинених доз. Як розрахувати величину поглиненої дози?

2. Що таке рівень радіації? Одиниці виміру.

3. Що таке радіаційна обстановка?

4. Основні задачі оцінки радіаційної обстановки.

5. Як зменшується рівень радіації після ядерного вибуху?

6. Як визначити припустимий час роботи на зараженій території після ядерного вибуху?

7. Як розрахувати можливий час початку робіт на зараженій території?

 

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

1. Теоретично підготуватись за літературою [ 1 ÷ 3 ] з дією на організм людини радіоактивного випромінювання та його наслідками, а також з способами оцінки радіаційної обстановки після ядерного вибуху.

2. Підготуватися до обговорення з ключових питань.

ЛАБОРАТОРНЕ ЗАВДАННЯ

У процесі заняття студенти повинні, одержати навички рішення задач по оцінці радіаційної обстановки, особливо по розрахункам величин поглинених доз під час перебування людини на зараженій місцевості оцінки їхнього впливу на здоров’я людини.

 

1. Вивчити і законспектувати порядок і способи оцінки радіаційної обстановки.

2. Вивчити послідовність і методи розрахунку поглинених доз під час перебування на зараженій місцевості.

3. Виконати практичні розрахунки по оцінці радіаційної обстановки в різних умовах.

4. Зробити висновки про можливість роботи на зараженій місцевості в залежності від рівня радіації і часу роботи.

 

ПРИКЛАДИ ЗАДАЧ

Задача 1. Визначити поглинену дозу за дві години роботи на зараженій місцевості. Рівень радіації 1,2 Р/год і змінюється незначно.

Примітка: Рівень радіації можна задавати в межах від 10 мр/год. до 20 Р/год.

Задача 2. Визначити рівень радіації на зараженій місцевості через 10 (2...24) годин після ядерного вибуху, якщо на одну годину після вибуху він дорівнював 100 Р/год.

Примітка: Рівень радіації можна задавати в межах від 10 Р/год. до 300 Р/год.

Задача 3. Визначити рівень радіації на зараженій місцевості через 10 (2...24) годин після ядерного вибуху, якщо на 3-ій годині (2-ий...25-ий) після вибуху він дорівнював 100 Р/год.

Примітка: Рівень радіації можна задавати в межах від 10 Р/год. до 300 Р/год.

Задача 4. Визначити можливу поглинену дозу при роботі на місцевості, зараженої радіоактивними речовинами. Бригаді зв’язківців треба буде працювати протягом 3 (1...12) годин на зараженій у результаті ядерного вибуху місцевості через 10 (2...18) годин після вибуху. Визначити поглинену дозу, що одержить склад бригади, якщо потужність дози на годину після вибуху була 10 (2...50) рад/г.

Задача 5. Визначити можливу поглинену дозу при роботі на місцевості, зараженої радіоактивними речовинами. Бригаді зв’язківців треба буде працювати протягом 3 (1...12) годин на зараженій у результаті ядерного вибуху місцевості через 10 (2...18) годин після вибуху. Визначити поглинену дозу, що одержить склад бригади, якщо потужність дози до цього часу склала 2,8 рад/год. (2...8).

Задача 6. Визначити можливий час початку робіт на зараженій місцевості, щоб поглинена доза не перевищила установленої величини 10 рад (5...20), якщо рівень радіації на 1 час після вибуху дорівнював 20 Р/год. (10...50), а тривалість роботи повинна бути 4 години (2...8).

Задача 7. Визначити можливий час початку робіт на зараженій місцевості, щоб поглинена доза не перевищила установленої величини 10 рад (5...20), якщо рівень радіації на 3 (2...9) години після вибуху дорівнював 20 Р/год. (10...50), а тривалість роботи повинна бути 4 години (2...8).

Задача 8. Визначити можливий час виконання відбудовчих робіт, щоб поглинена доза не перевищила 10 рад (5...20) при рівні радіації 2,3 Р/год. (1...5) через 8 годин (6...10) після вибуху.

Задача 9. Бригаді зв’язківців необхідно подолати зони радіоактивного зараження довжиною 15 км (10...50) на автомобілях (автобусах, броньованих машинах) зі швидкістю 30 км/г (20...80). Визначити величину поглиненої дози, що одержить склад бригади, якщо обмірювані розвідкою потужності дози в рівновіддаленних крапках маршруту склали 2, 6, 10, 10, 5, 1 рад/год. (можна змінювати з коефіцієнтом множення 0,5...2).

Задача 10. Бригада зв’язківців почала відбудовчі роботи на зараженій місцевості при рівні радіації 3,5 Р/г (0,5...8), а закінчила при рівні радіації 2,5 Р/год. (0,2...6). Розрахувати поглинену дозу, якщо час робіт склав 3 години (2...5).

 

ЗМІСТ ЗВІТУ

Звіт має відбити такі питання:

· Назва і мета роботи;

· Порядок і способи оцінки радіаційної обстановки;

· Практичні розрахунки - не менш 4 типів задач;

· Висновки про можливість роботи на зараженій місцевості після ядерного вибуху;

· Дата і підпис студента.

ОЦІНКА РАДІАЦІЙНОЇ ОБСТАНОВКИ ПІСЛЯ ЯДЕРНОГО ВИБУХУ

 

Мета роботи

 

Вивчити особливості радіаційного впливу на людину наслідків радіоактивного зараження місцевості після ядерних вибухів; методику оцінки радіаційної обстановки на місцевості, зараженій радіоактивними речовинами (РР) у результаті ядерного вибуху.

Прищепити студентам практичні навички в рішенні задач по оцінці радіаційної обстановки.

 

Ключові положення