3. Решение задач по прогнозированию и оценке радиационной обстановки при аварии на атомной электростанции
На АЭС в 5.00 произошла авария с выбросом радиоактивных веществ. Определить суммарную дозу, которую получат спасатели аварийно-спасательного отряда за время участия в ликвидации аварии, а также возможные последствия для их здоровья в результате полученных доз.
Ситуация 1. При следовании к месту аварии отряду, двигающемуся на автомобиле, пришлось преодолеть участок зараженной местности протяженностью L = 68 км, со средней скоростью v = 40 км/ч. Средний уровень радиации на момент времени t = 7.00 (ч, мин) после аварии составил Рср = 1,4 Р/ч. Время начала преодоления участка tн = 7.30 (ч, мин).
Ситуация 2. По приезде на место аварии отряд проработал с tн = = 10.00 до tк = 14.00 (ч, мин). Уровень радиации на 1 ч после аварии на месте работы составил P1 = 4,0 Р/ч.
С
Ситуация 4. После t0 = 8,5 ч отдыха отряд на другом рабочем месте с уровнем радиации на момент начала работ Рн = 1,8 Р/ч проработал еще одну смену продолжительностью Т = 4 ч. После этого отряд был отправлен на отдых вне зоны аварии.
Ситуация 5. По истечении n = 3 недель с момента аварии отряд был отозван для выполнения срочных работ. На начало работ уровень радиации составил Рн = 2,8 Р/ч, а продолжительность работ Т = 6,00 (ч, мин).
Задание. Построить график спада радиации с шагом 6 ч в течение первых суток, если уровень радиации на 1 ч после аварии составил Р1 = 2,0 Р/ч. При том же начальном уровне радиации построить второй график, предположив, что этот уровень радиации возник в результате наземного взрыва ядерного боеприпаса. Сделать выводы по интенсивности спада уровней радиации.
Ситуация 6. По возвращении с аварийных работ оказалось, что на месте постоянного расположения отряда уровень загрязненности по цезию-137 составляет N0 =12 Kи/км2. Определить дозу, которую получат спасатели, проживая на этой территории в течение tк1 = 20, tк2 = 40, tк3 = = 60 лет.
Решение
Для удобства подсчета доз время начала и окончания ситуаций (в астрономическом и времени с момента аварии), уровни радиации, вид деятельности спасателей целесообразно наносить на временную ось.
Авария 1,4 Преодоление Работа на Работа Работа на отдых
на АЭС Р/ч участ. зараж. объекте на объекте объекте n недель
Рсрс=1,14 Р/ч Рн=2,1 Р/ч при Ддоп отдых Рн=1,8 Р/ч
5.00 t = 7.00 tн = 7.30 10.00 – 14.00 17.00 – 20.30 5.00 – 9.00 5.00 – 11.00
0 2 2,5 5 9 12 15,5 24 28 504 – 510
Ситуация 1
Дано: L = 68 км; tн = 7.30;
v = 40 км/ч; Рср = 1,4 Р/ч;
t = 7.00; Д – ?
1. Определение времени прохождения середины участка заражения:
.
2. Определение среднего уровня радиации на маршруте на момент времени прохождения середины участка заражения:
.
3. Определение дозы, получаемой спасателями при преодолении участка заражения:
.
Коэффициент ослабления дозы радиации автомобилем Косл = 2.
При преодолении зараженного участка доза, полученная спасателями, составила Д1 = 0,97 Р.
Ситуация 2
Дано: tн = 10.00 ч;
tк = 14.00 ч;
P1 = 4 Р/ч. Д – ?
1. Определение уровня радиации на момент начала работы:
.
2. Определение уровня радиации на момент окончания работы:
.
3. Определение дозы:
.
При выполнении задачи на объекте доза, полученная спасателями, составила Д2 = 7,55 Р.
Ситуация 3
Дано: Ддоп = 5 Р;
t = 3 ч.
Т – ?
1. Определение коэффициента α:
.
2. По табл. 7 при условии, что к моменту начала работы после аварии прошло 12 часов, допустимое время работы составило 3 ч 30 мин.
Доза, полученная спасателями, составила Д3 = 5 Р.
Ситуация 4
Дано: t0 = 8,5 ч;
Рн = 1,8 Р/ч;
Т = 4 ч. Д – ?
1. Определение уровня радиации на момент окончания работы:
.
2. Определение дозы:
.
При выполнении работ доза, полученная спасателями, составила Д4 = 7,48 Р.
Суммарная доза с момента преодоления участка и начала работы составила: Д∑ = Д1+ Д2+ Д3+ Д4 = 0,97 + 7,55 + 5 + 7,48 = 21,00 (Р).
Разовая доза, полученная спасателями, на 4,0 Р меньше максимально допустимой для персонала категории А (25 Р).
Ситуация 5
Дано: n = 3;
Рн = 2,8 Р/ч;
Т = 6 ч. Д – ?
1. Определение уровня радиации на момент окончания работы:
.
2. Определение дозы:
3. Определение суммарной дозы с момента окончания аварийных работ:
Д∑ = Д + Дпр·Кост = 11,22 + 21,00·0,6 = 23,82 (Р).
Значение коэффициента остаточной дозы Кост = 0,6 (см. табл. 8).
Вывод: суммарная доза, полученная спасателями на момент аварийно-спасательных работ, с учетом остаточной дозы, составляет 23,82 Р, что несколько ниже допустимой для персонала категории А.
Суммарная общая доза без учета остаточной дозы составляет 32,22 Р, что на 67,78 Р ниже максимально допустимой дозы за 30 суток (100 Р), не вызывающей лучевой болезни. Следовательно, потенциальной опасности для здоровья спасателей нет.
Задание
Построение графика спада радиации (рис. 43).
Время, прошедшее после аварии или взрыва, ч |
1 |
6 |
12 |
18 |
24 |
Уровень радиации при аварии на АЭС, Р/ч |
2,0 |
0,98 |
0,74 |
0,63 |
0,56 |
Уровень радиации при ядерном взрыве, Р/ч |
2,0 |
0,23 |
0,10 |
0,06 |
0,04 |
К концу первых суток кратность уровня радиации после аварии на атомной электростанции по сравнению со взрывом наземного ядерного боеприпаса при одинаковом начальном значении составляет 14 раз. Суточное снижение уровня радиации при аварии на АЭС составляет 3,57 раза, а при наземном взрыве ядерного боеприпаса – 50 раз.
Рис. 43. Изменение уровня радиации при аварии на АЭС и при наземном взрыве
ядерного боеприпаса: 1 – уровень радиации при аварии на АЭС;
2 – уровень радиации при наземном ядерном взрыве
Ситуация 6
Дано: N0 = 12 Kи/км2;
tk1 = 20 лет; Д20 лет – ?
tk2 = 40 лет; Д40 лет – ?
tk3 = 60 лет. Д60 лет – ? Место проживания – город.
Цезий-137: Тпр = 30 лет; Е = 0,7 МэВ; µ = 0,95·10–4 см–1; n = 1.
1. Определение начального уровня загрязнения:
.
2. Определение дозы за 20 лет проживания:
.
3. Определение дозы за 40 лет проживания:
.
4. Определение дозы за 60 лет проживания:
.
Местность с уровнем загрязнения 12 Ки/км2 относится к зоне добровольного отселения. Получаемые при проживании дозы обладают определенной опасностью.