Перед определением плотности загрязнения территории необходимо перевести мР/ч в мкР/ч

Кафедра безопасности жизнедеятельности

 

 

Утверждаю:

Проректор по учебной работе

А.А. Патрушев

Методические указания к выполнению курсовой работы

"ОЦЕНКА РАДИАЦИОННОЙ ОБСТАНОВКИ НА МЕСТНОСТИ"

 для студентов электротехнических специальностей

 

 

Челябинск

2005

 

   Методические указания содержат требования к выполнению курсовой работы "Оценка радиационной обстановки на местности" для студентов факультета ЭАСХП.

 

Составители

 

Горшков Ю.Г. – докт. техн. наук, профессор (ЧГАУ)

Зайнишев А.В. – канд. техн. наук, доцент (ЧГАУ)

Николаев Н.Я. – канд. техн. наук, доцент (ЧГАУ)

Богданов А.В. – канд. техн. наук, доцент (ЧГАУ)

 

 

Рецензенты

Сидоров А.И. – докт. техн. наук, профессор (ЮУрГУ)

Возмилов А.Г. – докт. техн. наук, профессор (ЧГАУ)

 

 

Ответственный за выпуск

 

Горшков Ю.Г, – зав. кафедрой БЖ

 

Печатается по решению редакционно-издательского совета ЧГАУ.

Ó Челябинский государственный агроинженерный университет, 2005.

Общие положения

 

Курсовую работу по дисциплине "Безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях мирного и военного времени" выполняют студенты факультета электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства.

Задание для выполнения курсовой работы определяется по номеру зачетной книжки студента (приложения 1 и 2).

Работа оформляется в объеме 10…12 стр. в соответствии с порядком, изложенным ниже.

Все производимые расчеты полностью записываются в соответствующих разделах.

Выводы по каждому разделу составляются в произвольной форме с приведением результатов расчета.

Выполненная курсовая работа должна быть сдана на проверку за две недели до сдачи зачета по дисциплине.

 

Порядок выполнения работы

Задание 1

 

   Зона радиоактивного загрязнения территории хозяйства определяется исходя из величины эталонного уровня радиации P₀ (уровень радиации через 1 ч после инцидента).

   В данной работе рассматриваются последствия только радиационных инцидентов (аварии на АЭС и предприятиях радиохимического цикла), а не ядерных взрывов. При радиационных инцидентах коэффициент спада k_t принимается равным 0,5. Тогда эталонный уровень радиации

P₀ = P_t ,                                         (1)

где P_t – уровень радиации через t часов после выброса радиоактивных веществ (РВ), мР/ч; t – время после выброса, ч.

   После определения эталонного уровня радиации находится зона заражения, в которой оказалась территория хозяйства (приложение 3). В IV зоне проведение сельскохозяйственных работ запрещено.

Задание 2

 

   Доза облучения, полученная людьми на открытой местности за определенное время

Д_откр = 2P₀ (  – ),                         (2)

где t_к – время окончания облучения, ч; t_н – время начала облучения, ч.

   Доза облучения, полученная людьми в каменных и деревянных домах

,                                   (3)

где К_осл – коэффициент ослабления потока гамма-лучей стенами здания: для деревянных домов К_осл  = 2, для каменных и кирпичных К_осл  = 10.

   Доза облучения, полученная в мР, переводится в эквивалентную дозу, измеряемую в бэрах. Для упрощения расчетов принимается, что данные величины равны (в работе отмечать следующим образом: 68 мР ≈ 68 мбэр).

   После определения дозы облучения необходимо сравнить полученную величину с допустимой дозой облучения. При этом принимается допущение, что облучаемые люди относятся к категории Б (согласно НРБ-99).

   При внешнем облучении всего тела для лиц категории Б не допускается превышение дозы 0,5 бэр в год (500 мбэр/год). Поскольку в году 365 суток, по пропорции определяется допустимая доза облучения за заданный период времени

,                                    (4)

где n – количество дней облучения; 500 – 500 мбэр; 365 – количество суток в году.

   Если допустимая доза окажется больше определенной по формуле (3) или (2), и если, согласно условиям задания, люди находятся на открытой местности, задание 2 решено. Если доза окажется меньше этого значения, необходимо принять защитные меры для недопущения переоблучения людей. В данном случае предлагаются следующие варианты:

– если люди находятся на открытой местности, рассчитать толщину верхних перекрытий противорадиационного укрытия (рис. 1);

– если люди находятся в каменных или деревянных домах, рассчитать толщину грунта, уложенного на пол (рис. 2).

   Для упрощения решения можно пренебречь экранирующими свойствами стен зданий и определить толщину грунта так же, как и для простейшего противорадиационного укрытия (рис. 1).

Рис. 1. Простейшее противорадиационное укрытие –

перекрытая траншея

 

Рис. 2. Дополнительная противорадиационная защита подвала здания

с помощью слоя грунта, уложенного на пол

 

   Коэффициент ослабления потока гамма-лучей защитного сооружения

,                                      (5)

   или

                                    (6)

где H_д – толщина деревянного перекрытия, см; H_г – толщина грунта, см; d_д – слой половинного ослабления потока гамма-лучей дерева, см; d_г – слой половинного ослабления потока гамма-лучей грунта, см.

   Пусть толщина деревянного перекрытия составляет 21 см. При этом слой половинного ослабления потока гамма-лучей дерева составляет 21 см. Учитывая, что слой половинного ослабления потока гамма-лучей грунтом составляет 8,4 см, величину коэффициента ослабления можно определить из следующего выражения

                                     (7)

   Из формулы (7) с помощью логарифмического преобразования определяется необходимая толщина грунта

.                             (8)

   Полученная величина округляется в большую сторону до ближайшего целого значения (в сантиметрах). Зарисовать рис. 1 с указанием полученных размеров (для грунта и деревянного перекрытия).

 

Задание 3

 

   Для упрощения расчетов принимается, что спад радиоактивной загрязненности продукции растениеводства происходит не по экспоненте, а по прямой линии (рис. 3). Время с момента выпадения радиоактивных веществ до созревания культуры, приведенное в задании, сравнивается с табличными значениями (приложение 4). На графике отмечаются ближайшие табличные значения (в мКи/кг). В данном случае (рис. 3) приведен пример для зерновых культур между 40 и 70 сутками (45 суток с момента выпадения РВ до созревания культуры).

   Методом линейной интерполяции табличное значение радиоактивного загрязнения для значений, приведенных на рис. 3, определяется по формуле

.                    (9)

 

Рис. 3. Графическое определение

величины радиоактивного загрязнения сельхозпродукции

в различные сроки после выпадения водорастворимых РВ

 

   Поскольку значение Q_табл справедливо для уровня радиации 1 Р/ч, необходимо определить реальную загрязненность урожая

,                              (10)

где P_уб – уровень радиации на момент уборки урожая, мР/ч; 1000 – 1000 мР/ч (1 Р/ч).

,                                   (11)

где t_уб – время с момента выпадения радиоактивных осадков до созревания культуры, ч.

   В данном примере

t_уб = 45·24 = 1080 ч.

   Полученное значение Q_ур переводится из мКи/кг в Ки/кг для последующего сравнения с нормативными значениями.

 

Задание 4

 

Необходимо определить, требуется ли проведение дезактивации урожая перед употреблением. Продукты, предназначенные в пищу людям, могут быть загрязнены цезием-137 (¹³⁷Cs) или стронцием-90 (⁹⁰Sr) в количествах, не превышающих допустимых уровней (приложение 5). В этом случае не требуется какая-либо дополнительная обработка полученной продукции. Если данные величины превышены, продукты можно пустить на корм скоту (приложение 6). В первый год после выпадения РВ не допускается скармливать скоту корм, зараженный стронцием-90 (это разрешается только в последующие годы после инцидента, когда ⁹⁰Sr начинает поступать в растения из почвы через корневую систему).

   Если же полученные продукты скармливать скоту нельзя, можно с помощью различных приемов дезактивации попытаться их очистить. Осевшую на поверхность растений радиоактивную пыль удаляют несколькими способами (приложение 7). При выборе того или иного способа необходимо ориентироваться на максимальное уменьшение радиоактивной загрязненности.

   Если перечисленные приемы дезактивации не принесли желаемого результата, продукты отправляют на техническую переработку (перегонка на спирт).

 

Задание 5

 

   Через год после радиационного инцидента (аварии) радионуклиды проникают в почву и в корневую систему растений. Уровень радиации резко снижается и оценка радиационной обстановки ведется исходя из плотности загрязнения территории. Из опыта ликвидации последствий Чернобыльской катастрофы принимается, что каждый Ки/км² увеличивает радиационный фон на 10 мкР/ч. Плотность загрязнения территории A определяется по формуле

,                                      (12)

где P_t – уровень радиации в последующий год после аварии на поле № 1 и 2, мкР/ч; 10 – 10 мкР/ч.

Перед определением плотности загрязнения территории необходимо перевести мР/ч в мкР/ч.

    Зная величину плотности загрязнения территории радионуклидами, определяют степень загрязненности продуктов растениеводства Q_табл (приложения 8, 9). Реальная загрязненность урожая

Q_ур = Q_табл·А,                                 (13)

где Q_табл – степень загрязненности продуктов растениеводства радионуклидами при плотности загрязнения территории 1 Ки/км².

   Если территория полей № 1 или № 2 расположена в IV зоне радиоактивного загрязнения (приложение 10), можно не определять табличную степень загрязненности продуктов растениеводства. В данном случае нужно отметить, что в IV зоне любые сельскохозяйственные работы запрещены.

   В остальных случаях можно получить относительно чистую продукцию растениеводства даже на зараженных территориях. Некоторые мероприятия по снижению перехода радионуклидов из почвы в растения приведены в приложении 11. После их использования необходимо сравнить полученную величину радиоактивного загрязнения продукции растениеводства с нормативными величинами (приложения 5, 6). Таким образом, рекомендации по использованию урожая сводятся к выбору одного-двух мероприятий из приложения 11. Если данные мероприятия не позволят достичь требуемой степени загрязненности продуктов растениеводства, необходимо отправить их на техническую переработку (перегонку на спирт).

Приложения

Приложение 1

Задания для выполнения курсовой работы