Внаслідок аварії на АЕС після її стабілізації

Після стабілізації радіаційних обставин на АЕС на грунт та у воду випадуть радіоактивні речовини з великим періодом напіврозпаду (див. табл.1)., внаслідок чого утворюються зони з різним ступенем радіоактивного забруднення. Територія, що зазнає радіоактивного забруднення внаслідок аварії, на основі експертних висновків (результатів радіаційної розвідки рівнів забруднення місцевості) поділяється на чотири зони:

I зона відчуження - це територія, що зазнає забруднення ґрунту ізотопами цезію Сз-137 від П_зон=40 Кu / км² на зовнішній межі та вище, з якої проведено евакуацію населення;

II зона безумовно (обов'язкового) відселення - це територія, що зазнає забруднення ґрунту ізотопами цезію Сз-137 від П_зон =15 Кu / км² на зовнішній межі до 40 Кu /км² на внутрішній межі, де річна еквівалентна доза опромінення людини може перевищувати 0,5 бер ;
III зона гарантованого, добровільного відселення – це територія, де забруднення Сз-137 від П_зон =5 Кu / км² на зовнішній межі до П_зон =15 Кu / км² на внутрішній межі, і річна доза опромінення може перевищити 0,1 бер;
IV зона посиленого радіоекологічного контролю – це територія, де забруднення Сз-137 від П_зон =1 Кu / км² на зовнішній межі до П_зон = 5 Кu / км² на внутрішній межі, і річна доза опромінення не повинна перевищувати

0,1 бер.

Межі цих зон встановлюються та переглядаються Кабінетом Міністрів України на основі експертних висновків.

Так площа території постраждалої після Чорнобильської катастрофи

становить:

49509км.кв. - IV -зона ,з рівнем забруднення від (1 до 5) Кu / км²;
5326км.кв. - III - зона , з рівнем забруднення від (5до 15) Кu / км²;
1900 Км.кв. -II –зона, з рівнем забруднення від (15 до 40) Кu / км².;

310 км.кв. -I – зона, з рівнем забруднення понад 40 Кu / км².
В даний час в 150 населених пунктах, де проживають люди рівень забруднення перевищує 5 Кu / км², а в 22х з них більше 15 Кu / км². Аварія на Чорнобильській АЕС призвела до появи нових проблем , пов'язаних з охороною здоров'я населення окремих регіонів України .

Рівень радіації на забрудненій місцевості з часом спадає відповідно до закону:

,

де Р₀ - рівень радіації у момент часу t₀ після аварії, [бер/год];

Р_t - рівень радіації у будь який момент часу і після аварії, [бер/год];

п - показник, що характеризує швидкість спаду рівня радіації .

Якщо вважати, що після аварії на АЕС Р_t ~ const, то людина, що знахо­диться в забрудненій зоні, отримає дозу опромінення, яка залежить від рівня забруднення місцевості і часу знаходження людини на цій місцевості:

[бер],

де Р – потужність дози випромінювання (рівень радіації) на місцевості, [бер/год];

К_посл - коефіцієнт послаблення радіації будинками, сховищами, тощо.

Оцінку радіаційних обставин внаслідок аварії на АЕС після її стабілізації розглянемо на прикладі.

Приклад 2

Дано:

Після аварії на АЕС цех по виробництву залізобетонних плит перебуває з зоні радіоактивного забруднення із щільністю зараження ізотопом цезію П_зон = 8 Кu / км². На об'єкті працюють 50 чоловік, з яких 20% перебувають на відкритих площадках, а інші в одноповерхових цехових приміщеннях. Робочий день триває 8 годин. Робітники мешкають у кам'яних одноповерхових будинках в селищі, розташованому на далекій границі зони посиленого радіоекологічного контролю. Час відпочинку - 14 годин. До місця роботи й назад робітники пере­возяться автобусами. Час руху 2 години на добу.

Визначити:

1. У якій зоні забруднення перебуває цех?

2. Яку дозу опромінення отримає кожний робітник протягом року (робочих днів - 252, календарних днів - 365)?

3. Виробити пропозиції начальнику цеху по організації робіт в даних умовах, якщо припустима річна доза опромінення не повинна перевищувати Д^рік_доп = 0,1 бер/рік.

Відправні дані для розрахунку:

1. Щільність зараження при русі в автобусі П_авт = П_цех.

2. Для розрахунків приймаємо: 1, Кu / км²= 0,009 мбер/год.

3. Коефіцієнт послаблення радіації визначається по табл. Б. 10.

Добова доза опромінення в берах розраховується по формулі:

,

де: Р_і - потужність дози випромінювання в місці перебування людей визначається по формулі

Р _і[мбер/год], = 0,009 x П _і [Кu / км²] ,

де П_і = рівень забруднення відповідної території, Кu / км² ;

t_і - час знаходження в даних умовах (цех, автобус, зона відпочинку);

Kⁱ _посл - коефіцієнт послаблення захисних споруд.

Рішення

1.Визначаємо кількість вихідних днів 365днів – 252 днів =113 днів

2. Виконуємо розрахунок рівня радіації Рі в залежності від ступеня забруднення П _і :

- для місця відпочинку (IV зона посиленого радіоекологічного контролю, де П _4зон =1 Кu/ км² )

Р_відп = П_4зони х 0,009 = 1 Кu/ км² х 0,009 = 0,009 мбер/год;

- для робочої зони ( П_{роб. зони}= 8 Кu/ км² )

Р_{роб.зони}= П_{роб. зони} х 0,009 = 8 Кu/ км² х 0,009 = 0,072 мбер/год;

-для переміщення на автомобілі ( П_авто= П_{роб. зони} ) , тобто

Р_авто = Р_{роб.зони} = 0,072 мбер/год.

3. Виконуємо розрахунок розподілу людей

N_відкр=50 люд ∙ 0,2=10 люд. ; N_цех=50 люд - 10 люд =40 люд.

4. Визначаємо добову дозу опромінення, отриману робітниками на відкритих майданчиках за період роботи

5. Визначаємо добову дозу опромінення, отриману робітниками в цеху під час роботи

6. Визначаємо добову дозу опромінення, отриману робітниками в автомобілі під час переїзду

7.Визначаємо добову дозу опромінення, отриману робітниками під час відпочинку в робочі дні

8.Визначаємо добову дозу опромінення, отриману робітниками під час відпочинку в вихідні дні

9.Визначаємо річну дозу опромінення, отриману робітниками, які працювали на відкритих площадках

Д^рік_відкр = (Д^доб_відкр+Д^доб_авт+Д^доб_авт) · 252 + Д^доб_вих · 113, бер/рік;

10.Визначаємо річну дозу опромінення, отриману робітниками, які працювали у цехових приміщеннях

Д^рік_цех = (Д^доб_цех+Д^доб_авт+Д^доб_відп) · 252 + Д^доб_вих · 113, бер/рік .

В залежності від величини річних доз опромінення варіанти організації робіт можуть бути наступні:

а). Підсилити радіаційний контроль і облік доз опромінення.

б). Працювати у звичайному режимі.

в). Чередувати роботу на відкритих площадках з роботою в цеху.

г). Роботи на відкритих площадках не проводити, у цеху працювати у звичайному режимі без виходу із цеху.

д). Евакуювати всіх робітників із будівельного майданчика.

є). Проводити дезактивацію території та санітарну обробку робітників.

Для визначення відповідного варіанту необхідно порівняти величину розрахованої річної дози опромінення з річною допустимою дозою.

11.Порівнюємо розраховану річну дозу опромінення , отриману робітниками, які працювали на відкритих площадках з річною допустимою дозою

Д^рік_цех(0,044бер)< Д^рік_доп(0,1 бер/рік).

12. Порівнюємо розраховану річну дозу опромінення , отриману робітниками, які працювали в цеху з річною допустимою дозою

Д^рік_відкр(0,169бер) > Д^рік_доп(0,1 бер/рік).

Висновок:

1.Річна доза опромінення , отримана робітниками, які працювали на відкритих площадках в 1,69 разів перевищує річну допустиму дозу.

2.Річна доза опромінення , отримана робітниками, які працювали в цеху в 2,27 разів менша ніж річна допустима доза.

В такому випадку вибираємо слідуючі варіанти організації робіт:

- Підсилити радіаційний контроль і облік доз опромінення;

- Змінювати роботу на відкритих площадках з роботою в цеху;

- Проводити дезактивацію території та санітарну обробку робітників.

Додаток1

Таблиця Б.1.

Категорії стійкості атмосфери.

Примітка. А - дуже нестійка (конвекція); Д - нейтральна (ізотермія);

Г - дуже стійка (інверсія).

Таблиця Б.2. Розміри прогнозованих зон радіоактивного забруднення місцевості за слідом хмари після аварії на АЕС (категорія стійкості А, швидкість вітру 2 м/с).

Примітка. Відсутність даних про розміри зон радіоактивного забруднення сві­дчить про те, що зони не утворюються.

Таблиця Б.3.

Середня швидкість вітру ν _сер у шарі від поверхні землі до висоти переміщення центру хмари, м/с.

Таблиця Б.4. Розміри прогнозованих зон радіоактивного забруднення місцевості за слідом хмари після аварії на АЕС (категорія стійкості Д, швидкість вітру 5 м/с).

Примітки. У тих випадках, коли потужність дози на забрудненій місцевості виміряти неможливо, частка викинутих радіоактивних речовин приймається h = 10%.

Таблиця Б.5.

Розміри прогнозованих зон радіоактивного забруднення місцевості за слідом хмари при аварії на АЕС (категорія стійкості Г).

Таблиця Б.6.

Потужність дози випромінення на осі сліду (вихід радіоактивних речовин 10 %, час - 1 год після зупинки реактора).

Таблиця Б.7.

Дози опромінення, одержувані людьми при відкритому розміщенні в середині зони забруднення, рад.

Примітки.

1. Дози опромінення на внутрішній зоні приблизно у 3,2 рази більші наведених у таблиці.

2. Для визначення за допомогою таблиці часу початку (tпоч.) чи тривалості пере­бування (Т) у зоні необхідно задану дозу опромінення поділити на 3,2 - при пе­ребуванні людей на внутрішній межі зони, або помножити на 3,2 - при перебу­ванні їх на зовнішній межі зони.

Таблиця Б.8.

Дози опромінення, одержувані людьми при відкритому розміщенні в середині зони забруднення, рад.

Примітки. 1. Дози опромінення на внутрішній межі зони приблизно в 1,8 раза більші наведених у таблиці.

2. Для визначення за допомогою таблиці часу початку (t_поч) або тривалості пере­бування (Т) у зоні необхідно задану дозу опромінення поділити на 1,8 - при знаходженні людей на внутрішній межі зони, або перемножити на 1,8 - при пе­ребуванні їх на зовнішній межі зони.

Таблиця Б.9. Час початку формування сліду (t_поч) після аварії на АЕС, год.

Таблиця Б. 10. Середні значення коефіцієнта ослаблення дози радіації К_посл.

Додаток 2

ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ ДО РОЗРАХУНКОВО-ГРАФІЧНОЇ РОБОТИ ЗА ТЕМОЮ «Прогнозування радіаційної ситуації після аварії на АЕС»

Студент____________________Навчальна група ________ Варіант № _____

Задача №1

Інформація про АЕС. Тип реактора __________. Електрична потужність реактора 1000 МВт. Кількість аварійних реакторів n=1. Час аварій ____.Частка викинутих із реактора радіоактивних речовин h=_____%.Метеорологічні умови: швидкість вітру на висоті 10 м V10=_________м/с ; напрямок вітру в бік будівельного майданчика;стан хмарного покрову _______________. Відстань від АЕС до будівельного майданчика ___________км.

Будівельники працюють на відкритій місцевості та в цеху протягом 5 діб з початку забруднення.

Визначити:

1.Розміри можливих зон радіоактивного забруднення місцевості (відобразити графічно);

2.В якій зоні радіоактивного забруднення знаходиться об’єкт ;

3.Час початку опромінювання ;

4.Дозу опромінення (Д) одержану будівельниками під час роботи на відкритій місцевості та в цеху (відобразити графічно);

5.Виробити пропозиції по організації робіт;

6.Кожне рішення повинно бути обґрунтовано.

Задача №2

Після аварії на АЕС цех по виробництву залізобетонних плит знаходиться в зоні радіоактивного забруднення з щільністю забруднення ізотопом цезію Пзон =______Ки/км.кв. На об’єкті працюють _____ робітників, з яких _____ % находяться на відкритих площадках , а решта в одноповерхових цехових приміщеннях . Робочий день продовжується 8 годин. Робітники проживають в кам’яних одноповерхових будинках в селищі , розміщеному на дальній межі зони підсиленого радіоекологічного контролю. Час відпочинку -14 годин. До місця праці та назад робітники перевозяться автобусами. Час руху 2 години за добу.

Визначити:

1. Зону забруднення ,в якій знаходиться цех.

2. Дозу опромінення, яку отримає кожний робітник в продовж року (робочих днів-252, календарних-365).

3. Відпрацювати пропозиції начальника цеху по організації робіт в даних умовах.

4. Кожне рішення повинно бути обґрунтовано.

Додаток 3

Числові дані