ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ СИТУАЦИИ ВЫЗВАННЫЕ РАДИАЦИОННЫМИ АВАРИЯМИ 1 При

ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ СИТУАЦИИ, ВЫЗВАННЫЕ РАДИАЦИОННЫМИ АВАРИЯМИ 1

При авариях на РОО с выбросами радиоактивных веществ образуются зоны радиоактивного загрязнения, характеризующиеся уровнем радиации, дозой облучения, степенью загрязнения и т. п. (табл. 16). Таблица 16. Характеристика зон радиоактивного загрязнения при аварии на РОО Зона заражения А' — слабого Поглощенная доза Уровень Площадь зоны (до полного радиации Р, Гр/ч заражения S, км 2 распада) Д, Гр 0, 056 1, 4 * 10 -4 0, 8 (LA 1 BA 1 - LABA) А — умеренного 0, 56 1, 4 * 10 -3 0, 8 (LABA – LБBБ) Б — сильного 5, 6 1, 4 * 10 -2 0, 8 (LБBБ – LВBВ) В — опасного 16, 8 4, 2 * 10 -2 0, 8 (LВBВ – LГBГ) 56 0, 14 0, 8 LГBГ Г — чрезвычайно опасного 2

Расчет параметров зоны радиационного заражения при радиационной аварии Геометрические размеры (длина L, км и ширина В, км) зон заражения (рис. ) для запроектных аварий АЭС представлены в табл. П. 4. 1, а для отличающихся значений массы радиоактивного выброса т, кг, и скорости ветра wв, м/с, рассчитываются по следующим формулам: (47) (48) Время подхода радиоактивного облака к объекту определяют по формуле, ч, (49) где С — коэффициент, зависящий от степени вертикальной устойчивости атмосферы, равный 0, 13 — при инверсии, 0, 23 — при изотермии и 0, 24 — при конвекции. Степень вертикальной устойчивости атмосферы можно определить по табл. П. 3. 4 в зависимости от времени суток, состояния облачности и скорости ветра; R — расстояние от объекта до эпицентра выброса, км; wв — скорость движения воздуха на высоте 10 м, км/ч. 3

Рисунок. Зоны радиационного заражения при радиационной аварии 4

Таблица П. 4. 1. Размеры зон радиоактивного загрязнения при запроектной аварии АЭС (скорость ветра wв = 5 м/с) Масса радиоактивного выброса, т 3 Зона А′ Реактор РБМ К-1000 L, км В, км 145 8, 4 Реактор ВВЭР-440 L, км В, км 75 3, 7 А 0, 3 А′ 270 18 150 9 75 4 30 1, 2 18 0, 7 — — В 6 0, 6 — — А′ 420 31 280 18 А 140 8 74 4 Б 34 2 10 0, 2 В 50 10 Б 30 3 А 10 34 18 0, 6 — — А′ 580 43 380 25 А 190 12 100 6 Б 47 2, 4 17 0, 1 В 24 1 — — Г 9 0, 3 — — 5

Таблица П. 3. 4. Степень вертикальной устойчивости атмосферы Ночь Утро День Вечер Ясно, Скорость Сплошн Сплош перемен переме ветра, м/с ая ая ая ная ная нная облачно облачнос облачно сть сть ость ть сть сть <2 ин из из(ин) из кон(из) из из из 2, 0. . . 3, 9 ин из из(ин) из >4 ин из из 6

Прогнозирование количества пораженного персонала и населения, оказавшегося в зоне радиационного заражения Расчет уровней радиации Р, Гр/ч, и доз внешнего облучения D, Гр, производится в зависимости от времени, прошедшего после аварии по следующим формулам: (50) (51) где Р — уровень радиации в конкретной точке в момент ее накрытия радиоактивным облаком, Гр/ч; τ — время, прошедшее с момента аварии, ч; τподх — время подхода радиоактивного облака к объекту, ч, определяемое по формуле (49); К, п — коэффициенты, равные соответственно 1, 33 и 0, 25 для промежутка времени до одного месяца после аварии и 2 и 0, 5 — от одного до трех месяцев; Рнач, Ркон — уровень радиации на время начала (τнач) и окончания облучения (τкон), Гр/ч. 7

Дозы облучения за одни сутки, 10 суток и за один год определим по следующим формулам: При нахождении человека в помещении (дом, защитное сооружение и т. п. ) доза облучения будет меньше в Косл раз. Коэффициент Косл называется коэффициентом ослабления, и его значения приведены в табл. П. 4. 2. Коэффициент защищенности за сутки, показывающий, во сколько раз доза облучения реально будет меньше дозы, которую человек получил бы на открытой местности, можно определить по формуле где τ — продолжительность пребывания людей в различных 8

Таблица П. 4. 2. Средние значения коэффициента ослабления Косл Наименование помещения и транспортного средства Открытые траншеи, щели Перекрытые щели Автомобили Пассажирские вагоны Производственные здания Административные здания Жилые дома (каменные): одноэтажные подвал двухэтажные подвал пятиэтажные подвал Жилые деревянные дома: одноэтажные подвал В среднем для населения: городского сельского Косл 3 50 2 3 7 8 10 40 15 100 27 400 2 7 8 4 9

Доза внутреннего (ингаляционного) облучения человека зависит от степени вертикальной устойчивости атмосферы, скорости ветра и расстояния от эпицентра аварии (см. табл. П. 4. 3). Таблица П. 4. 3. Доза внутреннего (ингаляцион ного) облучения при запроектной аварии с реакторами типа ВВЭР-1000 и PMБK-1000 (10 -2 Гр) R, км Степень вертикально устойчивости атмосферы и скорость ветра, м/с Конвекция Изотермия 5 10 20 30 35 2 20 6, 9 2, 6 1, 3 3 14 4, 8 1, 9 1, 1 1 5 8, 6 3 1, 2 0, 7 0, 6 7 6, 2 2, 2 0, 9 0, 5 40 50 1, 1 0, 9 0, 5 0, 4 60 0, 7 0, 8 0, 6 0, 5 0, 3 2 110 62 25 14 11 5 49 28 13 7, 66, 2 Инверсия 7 35 20 9, 5 6, 4 4, 7 10 25 15 6, 8 4, 2 3, 6 2 250 130 52 27 21 3 4 5 170 130 110 97 76 62 41 34 29 24 20 18 19 17 15 0, 4 9, 3 5, 13, 0, 3 6, 5 9 4 3 2, 9 2, 1 17 11 16 10 14 10 12 9, 2 0, 2 4, 9 2, 4 1, 7 8, 2 8 7, 2 10

Время допустимой работы τраб, ч, персонала (населения) при условии получения дозы, не превышающей установленного значения Dуст (см. табл. П. 4. 4), определяется по табл. П. 4. 5. Таблица П. 4. 4. Основные дозовые пределы облучения (НРБ-99) Нормируемая величина Эффективная доза Эквивалентная доза, м. Зв, за год: в хрусталике глаза коже кистях и стопах Персонал (группа А) Население 20 м. Зв в год в среднем за 1 м. Зв в год в среднем за любые последовательные пять лет, но не более 50 пять лет, но не более 5 м. Зв в год 150 500 15 50 50 11

Критерии принятия решения по защите населения и персонала приведены в табл. П. 4. 5. Таблица П. 4. 5. Критерии для принятия неотложных решений в начальном периоде радиационной аварии Предотвращаемая доза за первые 10 сут. , м. Гр Щитовидная железа, легкие, кожа На все тело Мера защиты Уровень А Уровень Б Укрытие Йодная профилактика: 5 Уровень А 50 50 Уровень Б 500 взрослые — — 250* 2 500* дети — — 100* 1000* 50 500 5 000 Эвакуация * Только для щитовидной железы. 12

ПРИМЕР На АЭС произошла запроектная авария реактора РБМК-1000 с выбросом т0= 15 т активности. Расстояние до ближайшего города R = 50 км. Принимая, что авария произошла днем, при переменной облачности и скорости ветра на высоте 10 м w 10 в = 3 м/с, оценить радиационную обстановку в городе и принять решение по защите населения. 13

Решение 1. По табл. П. 3. 4 определим, что принятым метеоусловиям соответствует степень вертикальной устойчивости атмосферы — изотермия. 2. Найдем размеры зон радиоактивного заражения по формулам (47) и (48), используя данные табл. П. 4. 1 и табл. 15. Для зоны слабого заражения А', соответствующей уровню радиации Р'А = 1, 4 * 10 -4 Гр/ч, размеры зон радиоактивного заражения составят, км: 14

В зоне умеренного заражения, соответствующей уровню радиации РА =1, 4 * 10 -3 Гр/ч, размеры зон радиационного заражения составят, км: Для зоны сильного заражения, соответствующей уровню радиации РБ = 1, 4 * 10 -2 Гр/ч, размеры равны, км: В зоне опасного заражения, соответствующей уровню радиации Рв = 4, 2 * 10 -2 Гр/ч, получим следующие размеры, км: 15

3. Учитывая, что расстояние от АЭС до города R = 50 км, а город попадает в зону умеренного заражения, интерполируя в интервале от РА = 1, 4*10 -3 Гр/ч (LA = 79 км) до РБ = 1, 4*10 -2 Гр/ч (LБ = 18, 97 км), найдем уровень радиации в городе, Гр/ч: 4. Время подхода радиоактивного облака к городу вычислим по формуле (49), ч: 16

5. Определим изменение уровней радиации в городе с момента начала выпадения радиоактивных осадков (τподх= 3, 83 ч), используя формулу (50), Гр/ч: • в начале выпадения осадков • на время окончания работы (τок = 3, 83 + 7 = 10, 83 ч) • через 1 сутки после аварии (τ = 24 ч) 17

• через 10 сут (τ = 240 ч) • через один месяц (τ = 810 ч) • через один год после аварии (τ = 8 760 ч) 18

6. По формуле (51) рассчитаем дозы внешнего облучения за рабочий день, м. Гр: Дозы облучения за 1, 10 сут и один год составят, м. Гр: 19

7. Используя данные табл. П. 4. 3, найдем дозу внутреннего (ингаляционного) облучения населения города (R = 50 км) при запроектной аварии реактора РМБК-1000 (степень вертикальной устойчивости атмосферы — изотермия, скорость ветра wв = 3 м/с), Гр: 8. Учитывая защищенность населения города и персонала предприятий от радиационного воздействия при нахождении в защитных укрытиях, жилых домах и производственных зданиях, согласно данным табл. П. 4. 2 получим, м. Гр: Поскольку это значение превышает нижний предел критерия принятия решения, равный 50 м. Гр, должно быть принято решение об эвакуации населения. 20

ЗАДАНИЕ На АЭС произошла запросктная авария реактора ______ с выбросом т0 % активности. Расстояние до ближайшего города R км. Авария произошла при _________ облачности и скорости ветра w. B м/с. Оценить радиационную обстановку в городе и принять решение по защите населения. 21

№ варианта Тип реактора m 0, т Время аварии Облачность w. B, м/с R, км 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 РБМК-1000 ВВЭР-440 РБМК-1000 ВВЭР-440 5 5 10 10 15 15 20 20 25 25 30 30 5 5 Ночь Утро День Вечер Ночь Утро Ясно Переменная Сплошная Ясно Переменная 1 2 3 4 5 6 7 30 35 40 45 50 55 60 15 РБМК-1000 10 День Сплошная 1 30 16 ВВЭР-440 10 Вечер Ясно 2 35 17 РБМК-1000 15 Ночь Переменная 3 40 18 ВВЭР-440 15 Утро Сплошная 4 45 19 РБМК-1000 20 День Ясно 5 50 20 ВВЭР-440 20 Вечер Переменная 6 55 21 РБМК-1000 25 Ночь Сплошная 7 60 2 ВВЭР-440 25 Утро Ясно 1 30 23 РБМК-1000 30 День Переменная 2 35 24 ВВЭР-440 30 Вечер Сплошная 3 25 РБМК-1000 12 Ночь Ясно 4 22 40 45