Методика решения задач по оценке радиационной обстановки

Необходимы следующие исходные данные:

1.Время ядерного взрыва, в результате которого произошло РЗМ.

2.Уровни радиации (мощности доз) на объекте, маршрутах движения, в местах проживания населения и районах размещения формирований на момент их измерения.

3.Значения коэффициентов ослабления радиации зданиями, сооружениями, транспортными средствами.

В зависимости от обстановки и обеспеченности методическими материалами, для решения задач можно пользоваться формулами, специальными таблицами, номограммами и линейками – дозиметрической (ДЛ-1), радиационной (РЛ) или расчетной линейкой. Использование различных способов может дать некоторые несовпадения в конечных результатах, что в большинстве случаев несущественно.

Задача 1. Приведение уровней радиации к одному часу после ядерного взрыва.

Пример 1. На территории объекта в 14.40. измеренный уровень радиации составил 5 рад/ч. Определить уровень радиации на 1 час после взрыва, если он произошел в 8.00.

Решение. В таблице 11 по времени, прошедшему от момента взрыва до измерения уровня радиации: 14.40 - 8.00 = 6, 7 часа находим переводной коэффициент К_пер = 9, 8. По формуле 27 определяем: P₁ = 5 · 9, 8 = 49 рад/ч = 0, 49 Гр/ч. или по номограмме (правая нижняя часть вклейки), получаем P₁ = 48 рад/ч = 0, 48 Гр/ч, что практически одно и то же.

Т а б л и ц а 11

Коэффициенты перерасчета уровней радиации к 1 часу после взрыва

Время, прошедшее после взрыва, час	Кпер = P1/ Pt	Время, прошедшее после взрыва, час	Кпер = P1/ Pt
0, 50	0, 43	9, 5	14, 90
1, 00	1, 00	10, 0	15, 85
1, 25	1, 31	11, 0	17, 77
1, 50	1, 63	12, 0	19, 72
1, 75	1, 96	13, 0	21, 71
2, 00	2, 30	14, 0	23, 73
2, 25	2, 65	15, 0	25, 73
2, 50	3, 00	16, 0	27, 86
2, 75	3, 37	17, 0	29, 95
3, 00	3, 74	18, 0	32, 08
3, 50	4, 50	19, 0	34, 24
4, 00	5, 28	20, 0	36, 41
4, 50	6, 08	21, 0	38, 61
5, 00	6, 90	22, 0	40, 83
5, 50	7, 73	23, 0	43, 06
6, 00	8, 59	24, 0	45, 31
6, 50	9, 45	28, 0	54, 53
7, 00	10, 33	32, 0	64, 00
7, 50	11, 22	36, 0	73, 72
8, 00	12, 13	40, 0	83, 66
8, 50	13, 04	44, 0	93, 78
9, 00	14, 00	48, 0	104, 10

P₁ = К_пер · P_t (27)

P_t -измеренный уровень радиации на любой момент времени.

Задача 2. Определение возможных доз облучения при нахождении на зараженной местности.

В целях недопущения переоблучения работников при их пребывании на

РЗМ необходимо заранее рассчитывать возможные дозы облучения, которые они могут получить в этих условиях. При этом следует иметь в виду, что в результате радиоактивного распада продуктов ядерного взрыва уровень радиации на местности уменьшается не равномерно, а по экспоненциальной кривой - вначале быстро, а в последующее время - все медленнее и медленнее. Поэтому уровни радиации приходится многократно измерять: чем чаще, тем точнее определяются дозы. Производить такие измерения неудобно, а главное - дозу нельзя точно рассчитать заранее. Прогнозировать дозу внешнего облучения в течение первых 2-х суток можно по формуле:

Д = Р₁/ а · К_осл (28)

Значения коэффициента «а» приведены в табл.12. Они рассчитывались по формулам:

а = Р₁ /Д_у · К_осл или а = Р_t · К_пер / Д_у · К_осл (29) где Д_{у -}установленная доза облучения.

Начиная с 3-х суток можно пользоваться упрощенной формулой:

Д = (Р_ср · t_об) / К_осл или Д = (Р_вх + Р_вых) · t_об / К_осл (30)

Пример 2. Определить дозу облучения, которую могут получить студенты, работающие в стройотряде за 3 часа работ на зараженной открытой местности, если известно, что Р₁ =80 рад/ч, а заражение началось через 2 часа после взрыва.

Решение. По таблице 12 находим а = 1, 3.

По формуле (28) Д= 80/1, 3 · 1 = 61, 5 рад = 0, 615 Гр.

По универсальной номограмме (вклейка), решая прямую задачу (влево, вверх, направо, вниз номограммы, начиная с ее левой нижней части), получим Д=58 рад, что достаточно близко к результату, полученному аналитическим путем.

Т а б л и ц а 12 Коэффициент «а» для определения доз облучения при нахождении в зонах радиоактивного заражения

t но, час	Продолжительность облучения, час
после взрыва	0, 5	1, 0	2, 0	3, 0	4, 0	6, 0	8, 0	12, 0	24, 0
0, 5	1, 5	0, 85	0, 62	0, 55	0, 48	0, 43	0, 4	0, 35	0, 31
1, 0	2, 5	1, 5	1, 0	0, 82	0, 72	0, 61	0, 55	0, 5	0, 41
1, 5	3, 9	2, 1	1, 4	1, 1	1, 0	0, 77	0, 70	0, 6	0, 50
2, 0	5, 2	3, 0	1, 7	1, 3	1, 2	0, 92	0, 82	0, 7	0, 58
2, 5	6, 6	3, 8	2, 2	1, 55	1, 35	1, 1	1, 05	0, 8	0, 65
3, 0	8, 0	4, 5	2, 6	1, 8	1, 5	1, 3	1, 2	0, 9	0, 7
3, 5	9, 5	5, 3	3, 0	2, 1	1, 8	1, 45	1, 25	1, 05	0, 75
4, 0		6, 0	3, 3	2, 3	2, 0	1, 57	1, 3	1, 2	0, 8
4, 5	12, 5	6, 8	3, 7	2, 7	2, 2	1, 7	1, 4	1, 25	0, 85
5, 0		7, 5	4, 0	3, 0	2, 4	1, 8	1, 5	1, 3	0, 9
5, 5	15, 5	8, 3	4, 5	3, 25	2, 6	1, 95	1, 6	1, 4	0, 95
6, 0				3, 5	2, 8	2, 1	1, 7	1, 5	1, 0
7, 0				4, 2	3, 2	2, 5	2, 0	1, 6	1, 2
8, 0			6, 7	4, 8	3, 8	2, 8	2, 2	1, 7	1, 3
9, 0			7, 7	5, 5	4, 2	3, 1	2, 4	1, 8	1, 4
10, 0			8, 7	6, 2	5, 0	3, 5	2, 7	2, 0	1, 5
12, 0				7, 2	5, 8	4, 0	3, 2	2, 5	1, 6
18, 0					9, 0	6, 8	5, 0	3, 7	2, 2
24, 0						9, 0	6, 8	5, 0	3, 0
36, 0								7, 0	4, 0
48, 0									5, 3

Пример 3. На объекте через 4 часа после взрыва измеренный уровень радиации Р₄ = 8 рад/ч. Определить дозу, которую получат отделочники, работая в помещениях каменного одноэтажного дома, если они начнут работать через 10 часов после взрыва.

Решение. Из табл. 10 находим К_осл = 10. По аналогии с примером 2, из табл. 11, 12 находим: К_пер =5, 28, а = 3, 5. Р₁ = 5, 28 · 8 = 42, 2 рад/ч.

Д = 42, 2 /(3, 5 · 10) = 1, 2 рад (формула 28). По универсальной номограмме:

Р₁ =42 рад/ч, Д=1, 3-1, 4 рад., что практически одно и то же.

Задача 3. Определение допустимой продолжительности пребывания людей на зараженной местности.

Расчеты ведутся либо с помощью табл. 12, либо по табл. 13 (точнее) или по универсальной номограмме. Входными данными в табл. 13 являются или отношение (Д_у · К_осл · К_пер)/Р₁, или (Д_у · К_осл)/Р_вх - что одно и то же, и время, прошедшее с момента взрыва до начала работ на зараженной территории. На их пересечении выбираем допустимую продолжительность работ (пребывания на зараженной местности).

Решая эту же задачу по табл. 12, входными данными в которую являются время начала облучения (входа в зону заражения) и рассчитанный по формулам (29) коэффициент «а», на пересечении значений t_но и коэффициента «а» в верхней горизонтальной строке табл. 12 определяем допустимую продолжительность облучения (работ) в часах.

Решая обратную задачу по универсальной номограмме, т.е. по установленной дозе облучения (Д_у), К_осл, Р₁ и t_но в нижней левой части номограммы находим кривую, которая соответствует искомой величине.

Т а б л и ц а 13

Допустимое время пребывания людей на зараженной местности, час

(Ду·Косл·Кп)/Р1 или (Ду·Косл)/Рвх	Время с момента взрыва до начала облучения (начала работ), час

0, 2	0, 2	0, 2	0, 2	0, 2	0, 2	0, 2	0, 2	0, 2
0, 3	0, 4	0, 3	0, 3	0, 3	0, 3	0, 3	0, 3	0, 3
0, 4	0, 5	0, 4	0, 4	0, 4	0, 4	0, 4	0, 4	0, 4
0, 5	0, 7	0, 6	0, 6	0, 5	0, 5	0, 5	0, 5	0, 5
0, 6	0, 9	0, 7	0, 7	0, 7	0, 7	0, 6	0, 6	0, 6
0, 7	1, 1	0, 9	0, 8	0, 8	0, 8	0, 8	0, 7	0, 7
0, 8	1, 4	1, 0	1, 0	0, 9	0, 9	0, 9	0, 8	0, 8
0, 9	1, 7	1, 2	1, 1	1, 0	1, 0	1, 0	0, 9	0, 9
1, 0	2, 0	1, 4	1, 2	1, 2	1, 1	1, 1	1, 0	1, 0
1, 25	3, 2	1, 9	1, 7	1, 5	1, 5	1, 4	1, 2	1, 2
1, 50	5, 2	2, 5	2, 1	1, 9	1, 8	1, 7	1, 6	1, 6
2, 0	11, 9	4, 1	3, 2	2, 8	2, 6	2, 3	2, 2	2, 1
2, 5	31, 0	6, 4	4, 5	3, 8	3, 5	3, 1	2, 8	2, 7
3, 0	96, 6	9, 9	6, 1	5, 0	4, 5	3, 8	3, 5	3, 2
4, 0	-	23, 7	11, 1	8, 2	7, 0	5, 5	5, 0	4, 5
6, 0	-	-	35, 6	19, 8	14, 7	10, 0	8, 3	7, 0

Примечания: 1. «-»- означает неограниченное время

2. Д_у - установленная доза облучения, рад.

Пример 4. Определить допустимое время пребывания студентов, работающих на производственной практике в помещениях каменных одноэтажных домов (К_осл=10), если Р₁=80 рад, допустимая доза облучения установлена Д_у=10 рад, а облучение началось через 1, 2 часа после взрыва.

4.1. Решая пример по табл. 13, сначала рассчитываем отношение (Д_у · К_осл · К_пер)/Р₁= (10·10·1, 3) / 80 = 1, 63. Затем по табл. 13 на пересечении строки крайней левой колонки со значением 1, 63 и вертикальной колонки t_но со значением 1, 2 находим ответ (путем интерполяции) - 3, 5 часа. При этом студенты получат дозу не более 10 рад.

4.2. Решая эту же задачу по табл. 12, вначале рассчитываем коэффициент «а» (формула 29): а=80/10·10 =0, 8. По табл. 12 напротив строки в крайне левой колонке со значением t_но=1, 2 часа находим значение а=0, 8. На пересечении, «а» со значением верхней горизонтальной строки находим ответ (путем интерполяции) - примерно 3, 5 часа, что одно и то же.

4.3. Решая эту же задачу по универсальной номограмме (обратная задача), по Д_у=10 входим в номограмму. Эту точку переносим вертикально вверх до пересечения с косой линией соответствующей К_осл =10. Полученную точку переносим горизонтально влево до пересечения с косой линией, означающей Р₁ =80. Полученную точку переносим вниз на кривые продолжительности работ. На оси ординат левой нижней части номограммы находим точку, соответствующую t_но= 1, 2 часа и переносим ее влево до пересечения с опущенной вертикальной линией. Точка их пересечения дает искомую кривую, получаем 3, 5 - 3, 7 часа.

Пример 5. Это же условие, но известно не Р₁, а Р_вх = 60 рад/ч. Решая пример всеми указанными способами, получаем один и тот же ответ - время не должно превышать 3, 5 - 3, 7 часа.

Задача 4. Определение времени начала работ на зараженной местности (входа в зону заражения).

Исходными данными являются: установленная доза облучения, К_осл и приведенный на 1 час уровень радиации (Р₁). Расчеты ведутся либо аналитически, либо по универсальной номограмме. При аналитическом способе вначале рассчитывают дозу, которую могут получить люди при входе в зону заражения через 1 час после взрыва. Затем находят отношение Д₁/Д_у. По полученной цифре входят в табл. 11, где находят К_пер. Напротив его значения снимают время начала работ.

Решая по универсальной номограмме несколько измененную «обратную» задачу, находят в левой нижней части номограммы не кривую продолжительности работ, а точку на оси координат, соответствующую времени начала работ (входа в зону заражения) в часах после взрыва.

Пример 6. Бригаде ремонтников требуются выполнить работы по ремонту моста на открытой местности. Ориентировочная продолжительность работ - 6 часов. Допустимая доза облучения 7 рад, Р₁=30 рад/ч. Определить время начала работ.

Решение (аналитическим методом). Вначале рассчитываем дозу, которую могут получить люди, если они начнут работать через 1 час после взрыва: Д₁=Р₁· T/К_осл (31). Д₁=30· 6/1 = 180рад. Затем находим отношение Д₁/Д_у = 180/7

= 25, 7. Следовательно, люди получат дозу в 7 рад, когда уровень радиации уменьшается в 25, 7 раз. По табл. 11 находим, что уровень радиации уменьшается в 25, 7 раз через 15 часов после взрыва. Ответ: люди получат дозу облучения 7 рад, если они начнут работать через 15 часов после взрыва. Решая эту же задачу по номограмме, получим - через 13-14 часов, что достаточно близко к аналитическому решению.

Задача 5. Определение доз облучения, получаемых людьми при преодолении зон.

Мы рассматривали задачи, в которых люди получали облучение в одной точке местности, а уровень радиации в этой точке изменялся только из-за спада активности выпавших на местность радионуклидов. Однако при преодолении зон радиоактивного заражения в любой конкретный момент времени уровень радиации в пределах зоны и, следовательно, по пути следования неодинаков: на внешней границе зоны от минимален, на внутренней границе значительно выше, а по оси следа имеет максимум, спадающий от внутренней границы к внешней.

Поэтому появляется необходимость говорить о максимальном значении уровня радиации по пути следования и, кроме того, рассматривать это максимальное значение на момент начала преодоления зоны (момент входа в зону) или на какой-то промежуточный момент времени движения. Такой подход достаточно усложняет вид вышеприведенных формул, сбор данных и проведение расчетов, к тому же не всегда повышает точность проводимой оценки. Ввиду этого на практике используются упрощенные расчетные формулы, которые позволяют в короткое время провести оценку возможных доз облучения. Они не требуют подробной предварительной радиационной разведки местности и могут применяться лицами с минимальной специальной подготовкой. Для таких расчетов используются следующие данные радиационной разведки: Р_мах - максимальный уровень радиации на маршруте движения; Р_вх, Р_вых - уровни радиации в точке начала и конца движения, если движение происходит без полного пересечения оси следа. Следовательно:

Д_n= (Р_ср · Т_n) / К_осл (32)

где Т_n=Х_n/ V_n (33) здесь Х_n – протяженность маршрута перемещения, км; V_n – скорость движения, км/ч.

Средний по пути уровень радиации (Р_ср) в формуле (32) рассчитывается так:

- при полном пересечении следа перпендикулярно оси:

Р_ср = Р_мах / 4 (34)

- если движение начинается или заканчивается на загрязненной местности:

Р_ср = Р_мах / 3 (35)

- при движении под углом, близким 45⁰ к оси следа:

Р_ср = 1, 5 Р_мах/ 4 (36)

- при движении параллельно оси следа:

Р_ср=(Р_вх+Р_вых)/2 (37)

Для получения более точных результатов при расчете Р_сриспользуют формулу:

Р_ср = ( ∑ Рi) / n (38) где Рi - значения уровней радиации на отдельных участках пути; n - число замеров.

Пример 7. Определить дозу радиации, полученную людьми при пересечении следа радиоактивного облака на автобусах, если известно: Р_мах = 40рад/ч,

Х_n= 20 км, V_n = 30 км/ч, К_осл = 2.

Решение. Р_ср = 40/4 = 10 рад/ч. Д_п = 10·0, 66/2 = 3, 3 рад.

Задача 6. Определение типового режима защиты.

В 80-ые годы штабом ГО СССР разработано и рекомендовано восемь типовых режимов защиты. Режимы 1, 2 и 3 - для населения; режимы 4, 5, 6 и 7 - для рабочих и служащих; режим 8 - для лиц, выполняющих аварийно-спасательные и другие неотложные работы. Каждый из перечисленных режимов занимает одну таблицу, которые кафедрой ГО выдаются студентам при выполнении практических работ.

Входными данными в таблицы являются: словесное описание режима и условий пребывания населения; уровни радиации на один час после взрыва в местах нахождения людей. По ним из таблиц выбираются номер режима и подрежима защиты, общая продолжительность соблюдения режима и его детализация по времени и способам защиты.

⇐ Предыдущая 2 3 4 5 6 7 8910 11 Следующая ⇒