2.2 Завдання студентам

Умова: На АЕС сталася аварія з руйнуванням ядерного реактора і

викидом радіоактивних речовин у навколишнє середовище. За даними радіаційного контролю отримані дані про рівні радіації на території об’єкта на початку його зараження. Реактор ВВЕР-1000. Напрямок вітру - на об’єкт.

Завдання: Провести прогнозування та оцінювання радіаційної обстановки, що може скластися в районі об’єкта та вибрати найбільш оптимальний варіант дій робітників об’єкта. Під час оцінки обстановки розв’язати такі задачі:

Задача № 1. Визначити в якій зоні РЗ опиниться об’єкт.

Задача № 2. Визначити, які дози радіації отримають люди за варіантами їх дій:

а) залишаться працювати на робочому місці;

б) укриються в захисних спорудах (ЗС);

в) евакуюються із зони радіоактивного зараження.

Задача № 3. Визначити допустиму тривалість праці на робочому місці при установленій дозі радіації.

Задача № 4. Визначити, коли об’єкт зможе почати працювати повними робочими змінами – 8 годин за зміну.

2.3 Навчальний матеріал

Під радіаційною обстановкою (РО) розуміють радіоактивне забруднення (зараження) місцевості, водоймищ, продовольства, фуражу вище природних значень, в результаті аварій на радіаційно небезпечному об’єкті.

Користуючись даними таблиць, визначаються розміри прогнозованих зон зараження в залежності від швидкості переносу радіоактивної хмари, які в вигляді правильних еліпсів в масштабі наносяться на карту у напрямку вітру.

Далі визначається, чи потрапляє об’єкт в зону зараження. Якщо опиниться на радіоактивному сліді, то визначається в якій конкретно зоні радіоактивного зараження.

Під оцінкою РО розуміють розв’язання задач з різних варіантів дії виробничого персоналу на зараженій місцевості, аналіз отриманих результатів та вибір найбільш доцільного варіанту дій, при якому люди отримають найменшу експозиційну дозу випромінювання. Це можуть бути укриття людей в захисних спорудах, евакуація людей в безпечні райони.

Задача №1. Визначення зони РЗ, в якій опиниться об‘єкт

На зараженій радіоактивними речовинами місцевості виділяють п’ять зон РЗ (Рис.2.1):

Зона М - радіаційної небезпеки;

Зона А - помірного зараження;

Зона Б - сильного зараження;

Зона В — небезпечного зараження;

Зона Г - наднебезпечного зараження.

Рівні радіації на межах зон перераховані на одну годину після аварії.

Рис. 2.1 Зони РЗ на радіоактивному сліду після аварії на АЕС

Вихідні данні:

R₀ - відстань від об’єкта до АЕС, м;

V_b - середня швидкість вітру, м/с;

P_n - рівень радіації на об’єкті на початок його зараження, Р/год.

Алгоритм розв’язання задачі.

1. Визначається час початку зараження об'єкта відносно часу аварії

2. Розраховується рівень радіації на об’єкті на одну годину після аварії. Розрахунки базуються на законі спаду рівня радіації в даній точці місцевості, емпірична формула якого:

_{P t} = P₁*t^-α, p/год,

Із цього закону знаходять Р₁:

_{P 1} = Pt*t^α, p/год,

3. Визначається на Рис.2.1 зона РЗ, в якій опинився об’єкт.

Задача №2. Визначення доз радіації, які можуть отримати люди за варіантами їх дій.

Формулу для розрахунку доз радіації отримують шляхом інтегрування закону спаду рівня радіації, графічне зображення якого приведено на Рис.2.2.

Р, Р/год

Рис.2.2 Графік закону спаду рівня радіації.

Де - час закінчення перебування в зоні РЗ, год;

- коефіцієнт ослаблення радіації будівлею чи спорудою, де знаходяться люди (Додаток 2).

Алгоритм розв’язання задачі.

1. Визначається доза радіації, яку можуть отримати люди на своєму робочому місці за одну зміну ( =8 год).

Де год.

2. Визначається доза радіації, яку можуть отримати люди під час

перебування у захисній споруді, протягом 24 год.

Де t_k = t_n+ t_p = t_n+24, год.

3. Визначається доза радіації, яку можуть отримати люди під час евакуації із зони зараження (транспортом і пішими колонами).

Примітка. Для умов виходу із зони найкоротшим шляхом беруть:

/год

Де - найбільший рівень радіації на маршруті руху колони. Для умов задачі вважаємо .

Тривалість перебування в зоні РЗ становить:

Де L - довжина маршруту руху в зоні РЗ, км;

- швидкість руху, км/год

Задача 3. Визначення допустимої тривалості роботи зміни у зоні РЗ при установленій дозі радіації.

Вихідні дані:

Р₁ - рівень радіації на 1 год після аварії;

Д_у - установлена доза радіації на одну зміну;

К_осл - коефіцієнт ослаблення будівлі, де працюють люди;

t_П- час початку роботи робочої зміни.

Алгоритм розв’язання задачі:

1. Розраховується допоміжний параметр

2. Визначається допустима тривалість роботи зміни:

Примітка. Можна скористатись графіком (Додаток 4), який побудований за наведеною формулою.

Задача 4. Визначення часу початку роботи об’єкта повними робочими змінами.

Вихідні дані:

a - параметр, що розраховується в попередній задачі;

t_{p max} - максимальна тривалість повної робочої зміни (беремо = 8 год.)

Алгоритм розв’язання задачі:

1. Визначається час початку роботи повної зміни, користуючись графіком (Додаток 4)

2.4 Приклад. Провести прогнозування та оцінювання радіаційної обстановки на об’єкті господарювання після аварії на АЕС.

Вихідні данні:

• Відстань об’єкта господарювання від АЕС R=10 км

• Тип реактора ВВЕР-1000;

• Швидкість вітру V_в=5 м/с від АЕС, напрямок - на об’єкт;

• Рівень радіації на об’єкті на початку його зараження Р_п = 10 р/год;

• Доза радіації, що установлюється на одну робочу зміну Д_у = 2 р;

• Тривалість робочої зміни t_p=8 год;

• Коефіцієнт ослаблення радіаційного випромінювання будівлею, де працюють люди К_{осл.буд} = 5;

• Коефіцієнт ослаблення радіаційного випромінювання транспортним засобом, на якому евакуюються люди К_осл.тр. = 2;

• Коефіцієнт ослаблення радіаційного випромінювання захисною спорудою К_{осл. зс.}=100;

• Довжина маршруту евакуації по зараженій місцевості L = 10 км

• Середня швидкість руху транспортного засобу V_рух.тр = 50 км/год

• Середня швидкість руху пішої колони V_рух.п = 5 км/год

Розв’язання задач

Задача 1. Визначення зони РЗ, в якій опинився об’єкт.

1. Визначається час початку зараження території об’єкта за формулою

2. Розраховується рівень радіації на 1 год після аварії за формулою

Висновок: Згідно з рис. 2.1 об’єкт опинився в зоні В – небезпечного зараження

Задача 2. Визначення доз радіації, які можуть отримати люди.

1. Визначається доза радіації, яку можуть отримати люди на своєму робочому місці за повну робочу зміну (t_р=8 год), якщо почнуть роботу з початку зараження об’єкта (це найгірший випадок з можливих) за формулою

2. Визначається доза радіації, яку можуть люди отримати під час перебування у захисній споруді протягом 24 год за формулою

3. Визначається доза радіації, яку можуть отримати люди під час евакуації, якщо вони почнуть рух з моменту початку зараження об’єкта за формулою

1. під час маршу пішої колони

2. під час маршу авто колони

Задача 3. Визначення допустимої тривалості роботи зміни у зоні РЗ при установленій дозі радіації.

1. Визначається допоміжний параметр за формулою

2. Визначається допустима тривалість робочої зміни у будинку за формулою.

Задача 4. Визначення часу початку роботи об’єкта повними робочими змінами (t_п=8 год).

1. Користуючись графіком (Додаток 4), для t_{р макс}=8 год і а=0,778 1/год, знаходимо t_п=90 год

Результати розрахунків заносимо у підсумкову таблицю