Безпека життєдіяльності - Купчик

Під час прогнозування припускають, що напрямок осі поширення сліду радіоактивної хмари збігається з вибраним напрямком вітру. Зони забруднення місцевості подають у вигляді еліпсів на горизонтальній площині, (рис. 6.28). Тут М, А, Б, В, Г — зони забруднення: радіаційна небезпека, помірне забруднення,

сильне забруднення, небезпечне забруднення, надзвичайно небезпечне забруднення. Колір зовнішніх меж зон: М — червоний, А — синій, Б — зелений, В — коричневий, Г — чорний.

Вихідними даними для з'ясування та оцінки радіаційної обстановки за даними радіаційної розвідки є рівень радіації в окремих пунктах на місцевості та час його вимірювання. Ці дані є основою для нанесення меж фактичних зон забруднення. Для цього на схемах позначають точки, де вимірювали рівень радіації, і біля кожної з них записують значення рівня радіації, зведене до першої години після аварії. Точки з рівнями радіації, однаковими або близькими за значеннями на межах зон М, А, Б, В, Г сполучають між собою плавними лініями відповідного кольору (рис. 6.29).

Рис. 6.28. Зони радіоактивного забруднення місцевості після аварії

на АЕС з викидом радіоактивних речовин в атмосферу:

1 — напрямок середнього вітру; 2 — вісь сліду

310

Прогнозування радіаційної обстановки починається з нанесення на карту зон радіоактивного забруднення. Для цього на карті знаходять координати АЕС і наносять умовний знак її (див. рис. 6.28). Біля знака записують: у чисельнику

— тип і електричну потужність ЯЕР, а в знаменнику — час і дату аварії. Від місця аварії проводять (за напрямком вітру в приземному шарі) вісь зон можливого радіоактивного забруднення. Далі за відповідними довідковими

табл. 6.10-6.14 визначають довжину та ширину кожної зони забруднення.

Ширину визначають приблизно

Таблиця 6.10. Категорії стійкості атмосфери

(ступені вертикальної стійкості повітря)

Примітка. А — конвекція (нестійка); Д — ізотермія (нейтральна, стійка); Г — інверсія (дуже стійка).

312

Таблиця 6.13. Розміри прогнозованих зон радіоактивного забруднення місцевості на сліду хмари при аварії на АЕС (категорія стійкості — Г,

інверсія, v10 =5 м/с)

На конкретних прикладах спрогнозуємо зони радіоактивного забруднення

території після аварії на АЕС та дози опромінення за слідом радіоактивної

хмари.

Приклад. Внаслідок аварії на АЕС відбувся викид радіоактивних речовин реакторного походження. Визначити розміри зон радіоактивного забруднення та нанести їх на карту місцевості.

Вихідні дані. Тип реактора — РБМК, W = 1000 МВт; кількість аварійних ЯЕР — 1; координати ЯЕР — ХЯЕР, YЯЕР; Тав = 12 год 30 хв, 30.04; частка викинутих з реактора радіоактивних речовин — 3 %; метеорологічні умови: швидкість вітру на висоті 10 м — vЮ —

5 м/с, азимут вітру — 30°; хмарність середня, день.

Розв'язання. 1. За табл. 6.10 визначаємо категорію (ступінь) вертикальної стійкості атмосфери: при середній хмарності вдень і швидкості вітру V10 =5 м/с це буде ізотермія.

314

Таблиця 6.14. Розміри прогнозованих зон радіоактивного забруднення місцевості на сліду

хмари при аварії на АЕС (категорія стійкості — А,

конвекція, v10 = 2 м/с)

2.За даними табл. 6.11 визначаємо середню швидкість вітру vc в шарі поширення радіоактивної хмари при ізотермії і швидкості вітру v10 =5 М/С.

3.На схемі позначаємо розміщення аварійного реактора. Під азимутом 30° наносимо вісь прогнозованого сліду радіоактивної хмари. Азимут вітру — це кут в горизонтальній площині, відрахований за годинниковою стрілкою між напрямком на північ та напрямком вітру. В нашому випадку — північно-східний.

4.За даними табл. 6.12-6.14, для заданого типу реактора РБМК-1000 і частки викинутих радіоактивних речовин (3 %), при ізотермії і швидкості вітру v10 = 5 м/с

визначаємо розміри прогнозованих зон забруднення (див. рис. 6.28). Зона М: довжина Lхм=

145 км, ширина LYM = 8,42 км; площа 959 км2. Зона А: довжина LXA= 34,1 км, ширина LYА =

1,74 км; площа 46,6 км2.

5. За одержаними даними наносимо зони на схему у вигляді правильних еліпсів з урахуванням масштабу.

Крім розмірів зон забруднення радіоактивними речовинами, під час

оцінки радіаційної обстановки, як уже згадувалось,

315

визначають: можливі дози зовнішнього гамма-опромшення, отримані під час проходження радіоактивної хмари і перебування людей в зоні забруднення;

допустиму тривалість перебування людей на забрудненій території; потужність дози на заданий час у зонах радіоактивного забруднення; допустимий час початку роботи, на забрудненій території та інші параметри.

Радіаційну обстановку залежно від характеру протирадіаційних заходів оцінюють за спеціальною методикою.

Дозу зовнішнього гамма-опромінення орієнтовно можна визначити,

користуючись такими залежностями і даними.

Із (6.3) доза радіації за час від t1 до t2

Після інтегрування (6.6)

Значення показника, що характеризує інтенсивність зменшення рівня радіації з часом, для АЕС можна визначити за даними радіаційної розвідки. Тоді з формули (6.4)

де D1 і D2 — рівні радіації відповідно за першим і другим вимірюванням; t1 і t2 — час, що пройшов після аварії відповідно до першого і другого вимірювання. За даними,

що.опубліковані після аварії на ЧАЕС, показник п = 0,4.

Таким чином, оцінюючи радіаційну обстановку після аварії на АЕС,

можна вважати, що:

316

Розв'язання. Спочатку визначимо час, що сплинув після аварії і до кінця роботи, тобто tк, і рівень радіації на цей час, тобто Dк:

tк = tп + T = 4 + 6 = 10 год;

D1 = D4К4 = 5*4- 0,4 = 5/0,575 = 8,75 рад/год;

D10 = D1К10 = 8,75*0,4 = 3,5 рад/год.

Шукана доза радіації за формулою (6.10)

D = 1,7(3,5*10 - 5,0*4) = 1,7(35 - 20) = 25,5 рад.

Коефіцієнти Кп і Кк наведено в табл. 6.9.

Приклад 2. Визначити допустиму тривалість роботи особового складу формування на забрудненій РР території, якщо виміряний рівень радіації на початку роботи — через дві години після аварії (tп = 2 год) становив D2 = 3 рад/год. Задана доза опромінення Dз = 10 рад,

коефіцієнт ослаблення Косл = 1 (робота на відкритій місцевості).

Розв'язання. Визначаємо співвідношення

(К2 беремо з табл. 6.9).

Із табл. 6.15 при а = 0,9 і tп = 4 год визначаємо, що допустима тривалість роботи Т =

2,05 год. Скориставшись графіком (рис. 6.30) за тими ж значеннями а і tп теж маємо Т = 2,05

год.

Таблиця 6.15. Допустима тривалість Т перебування людей на радіоактивно-забрудненій території після аварії на АЕС

318

Формула (6.9) справедлива для сумарної дії аварійного викиду із реактора суміші радіонуклідів до моменту майже повного розпаду основної маси їх. Після цього рівень радіації буде визначатися в основному "внеском" радіонукліда, що має найбільшу активність і високу середню енергію гамма-випромінювання, а

період напіврозпаду на порядок більший, ніж у решти радіонуклідів. Зменшення активності такого радіонукліда з часом буде відмінним від зменшення активності всієї маси радіонуклідів. Найдовше існує гамма- і бета-активний нуклід 137Сs (T1/2,= 30 років) з середньою енергією 0,7 МеВ. Із бета-активних нуклідів найдовше існує 90Sr (T1/2 = 28 років), алб у викиді з реактора його активність серед РР була порівняно мала — 0,22 МКі (137Сs = 1 МКі), тому дози зовнішнього (певною мірою) і внутрішнього опромінення будуть визначатися довгоіснуючим гамма-активним нуклідом 137Сs.

З урахуванням викладеного можна оцінити дозу опромінення, яку може отримати населення, що тривалий час проживає на забрудненій території.

Скористаємось законом радіоактивного розпаду

де Аt — активність на час, що сплинув від моменту визначення активності А0; Т1/2 — період напіврозпаду радіонукліда; А0 — початкова (вихідна) активність радіонукліда.

Замінивши рівень забрудненості відповідним йому рівнем гамма-

випромінювання, дістанемо

де Dt — рівень радіації в момент часу t; D0 — початковий рівень радіації, що відповідає початковому рівню забруднення

Доза опромінення за час від t1 до t2

319