Практична робота № 1

Методика прогнозування і оцінки доз опромінення після аварії (катастрофи) на атомній електростанції

 

Ціль: навчити оцінювати ступінь небезпеки при перебуванні на зараженій території і визначати найбільш доцільні дії в умовах радіоактивного зараження.

 

1.1. Основні визначення і терміни для прогнозуванні і оцінки доз опромінення після аварії (катастрофи) на атомній електростанції

 

Відомо, що радіаційна безпека - комплекс заходів (адміністративних, технічних, санітарно-гігієнічних та інших), які обмежують опромінення і радіоактивне забруднення осіб із персоналу і населення, навколишнього середовища до найбільш низьких позначок.

Радіаційна аварія на АЕС - порушення меж безпеки експлуатації, при яких радіоактивні продукти вийшли із зони реакції в навколишнє середовище.

Ядерна катастрофа - аварія, пов'язана з пошкодженням твелів і перевищенням проектних меж ядерного реактора. Фактори, що  призводять до ядерної катастрофи:

·                 порушення контролю та керування ланцюговою ядерною реакцією в активній зоні реактора;

·                 створення критичної маси при перевантаженні, транспортуванні та зберіганні твелів із вмістом ядерного пального;

·                 порушення тепловідведення від твелів.

Територія, що зазнає радіоактивного забруднення внаслідок аварій (катастроф), поділяється на зони:

зона відчуження - це територія, з якої проведено евакуацію населення;

зона безумовного (обов'язкового) відселення – це територія, що зазнає інтенсивного забруднення ґрунту ізотопами:

-                цезію - від 15 Кі/км2 та вище;

-                стронцію – від 3  Кі/км2  та вище;

-                плутонію – від 0,1 Кі/км2 та вище,

а також з ґрунтами, які сприяють високій міграції радіонуклідів з рослини зі щільністю забруднення ізотопами:

-                цезію – від 5 до 15 Кі/км2 ;

-                стронцію – від 0,15 до 3  Кі/км2 ;

-                плутонію – від 0,01 до 0,1 Кі/км2,

де ефективна доза опромінення людини може перевищувати 0,5 бер за рік понад дозу, яку вона одержувала у доаварійний період;

зона гарантованого добровільного відселення - це територія зі щільністю забруднення ґрунту ізотопами:

-                цезію – від 5 до 15 Кі/км2 ;

-                стронцію – від 0,15 до 3  Кі/км2 ;

-                плутонію – від 0,01 до 0,1 Кі/км2 ,

де ефективна доза опромінення людини може перевищувати 0,1 бер за рік понад дозу, яку вона одержувала у доаварійний період;

зона посиленого радіоекологічного контролю – це територія зі щільністю забруднення ґрунту ізотопами:

-                цезію – від 1 до 5 Кі/км2 ;

-                стронцію – від 0,02 до 0,15  Кі/км2 ;

-                плутонію – від 0,005 до 0,01 Кі/км2,

де ефективна доза опромінення людини може перевищувати 0,1 бер за рік понад дозу, яку вона одержувала у доаварійний період.

Межі цих зон встановлюються та переглядаються Кабінетом Міністрів України на основі експертних висновків спеціалізованих установ та органів влади за поданням обласних Рад народних депутатів.

Карти (схеми) зазначених зон друкують у центральній та місцевій пресі.

 

1.2. Методика прогнозування і оцінки доз опромінення після аварії (катастрофи) на атомній електростанції

На основі даних карт (схем) зони, в якій розташований або працює об'єкт народного господарства. Керівник будь-якого підрозділу ОГ має змогу визначити дози опромінення робітників та службовців і вести особистий дозиметричний контроль.

Відомо, що доза опромінення людини розраховується за формулою:

 

 рад

де Р - потужність експозиційної дози опромінення, рад/год;

     t – час перебування в забрудненому середовищі, год;

     Косл - коефіцієнт ослаблення середовища (табл. 1.1).

Людина протягом доби може бути на відкритій місцевості, в будинку, у транспорті тощо, тобто, коефіцієнти ослаблення доз радіації будуть різними. Загальну дозу опромінення розраховують за формулою:

 

Дзаг =Д1+Д2+ДЗ+... +Дп ,

де Д1 - доза, яку отримує людина, з Косл1;

    Д2 - доза, яку отримує людина, з Косл2   і так далі, тобто,

 

де Р1, Р2, Рп - потужності експозиційних доз в тих місцях, де знаходилась людина в час відповідно t1, t2, tn і т.д. з коефіцієнтами ослаблення Косл 1, Косл 2, Косл…. і т.д.

Значення потужності експозиційної дози Р1.,.Рn береться з повідомлення Держгідромету України (преса, радіо, телебачення) або карт (схем), надрукованих з відома Кабінету Міністрів України, маючи на увазі, що потужність експозиційної дози вимірюється позасистематичними одиницями виміру.

Нагадаємо, що основна одиниця виміру потужності експозиційної дози – Рентген.

Експозиційній дозі 1Р відповідає радіоактивна енергія, яка в 1 см3 сухого і чистого повітря при нормальних умовах / 0 оС, 760 мм.рт.ст тиску / створює 2,08 · 109 пар іонів. Існують менші одиниці виміру:

-                1 Р = 1 000 мР (мілірентген);

-                1Р= 1000.000 (мікрорентген).

Крім одиниць виміру експозиційної дози Рентген, існують Зіверт і рад:

-                1 3в = 100 рад = 87,3 Рентген;

-                1 Зв = 10000 м3в  (міліЗіверт);

-                1 Зв = 1,000,000 мікЗв (мікроЗіверт);

-                1 рад = 1000 мр (мілірад);

-                1 рад = 1,000,000 мкр (мікрорад).

Щільність забруднення площ вимірюється в Кі/км2.

Кюрі - одиниця активності радіонуклідного джерела, в якому відбувається  З,7 · 1010  розпадів атомів за одну секунду.

В практиці набагато частіше використовують число розпадів за  хвилину, тобто, одиниці активності мають значення:

-                1 Кі = 2,22 · 1012 росп/хв;

-                1 мКі (міліКюрі) = 2.22 · 109 росп/хв;

-                1 мкКі (мікроКюрі) = 2.22 · 106 росп/хв.

Для вимірювання щільності забруднення поверхонь використовують активність Кі/км2, об'єму Кі3 та інші.

1 Кі/км2 = 222 росп/хв см2 = 0.00888 мр/год,

тобто при щільності забруднення поверхні в 1 Кі/км2 її потужність експозиційної дози складає 0,00888 мР/год.

Використовуючи цю залежність, можна розрахувати дози опромінення, перебуваючи в зонах радіоактивного зараження і використовуючи дані табл. 1.2 зробити висновки.

 

1.3. Задача для індивідуального розрахунку можливих доз опромінення

Визначити річну дозу опромінення працівника об'єкта, який мешкає в зоні  посиленого радіоекологічного контролю із щільністю забруднення ґрунту ізотопом цезію … Кі/км2 (згідно варіанта табл. 1.6 вибираємо щільність забруднення, умови проживання і праці).

Зробити висновки.

Можливий варіант розкладу повсякденного життя:

-                сон - 8 годин;

-                поїздка на роботу – 1 година: пішки - 30 хвилин (0,5 години)  і

в тролейбусі - 30 хвилин (0,5 год.);

-                робочий день - 8 годин;

-                поїздка додому - 1 година;

-                заняття вдома - 4 години:

-                прогулянка - 1 години;

-                інші заняття вдома - 1 година.

 

Нормативно-довідкові таблиці

     Таблиця 1.1  

Кратність ослаблення опромінення (К осл.)

Найменування укриттів,

розташування людей

Коефіцієнт ослаблення

На відкритій місцевості  

1

Щілина відкрита                             

3

Щілина накрита

50

Автомобілі, автобуси, тролейбуси

2

Трамваї, трактори, комбайни

3

Промислові одноповерхові споруди

7

Адміністративні одноповерхові будинки

6

Кам’яні будинки:     одноповерхові

10

  двоповерхові

15

   триповерхові

20

   чотириповерхові

25

   п’ятиповерхові

30

   шестиповерхові і вище

35

Дерев’яні будинки:        одноповерхові

2

   двоповерхові

8

Станції метро малозаглиблені

500

Сховища, станції метро заглиблені

5000

Підвалини кам’яних будинків:

   одноповерхових

40

   двоповерхових

100

   триповерхових

400

 

 

Таблиця 1.2

Допустимі дози опромінення, які не призводять до променевої хвороби,  бер

Найменування доз

Мирний час

Воєнний час

одноразова

0,1

50

багаторазова за місяць

-

100

за квартал

-

200

за рік

0.1

300

 

Таблиця 1.3

 Дози опромінення, які призводять до захворювання променевою хворобою різного ступеня,  бер

Перелік ступенів променевої хвороби

Дози опромінення, які викликають захворювання

І ступінь

150-250

II ступінь

250-400

ІІІ ступінь

400-600

IV ступінь

Більше 600

 

Таблиця 1.4

Характеристики зон зараження при аварії на АЕС

А. Тепловий вибух реактора

 

Найменування зони

Щільність забруднення радіонуклідами, Кі/км2

Ефективна доза опромінення з урахуванням коефіцієнта міграції радіонуклідів та інших факторів може перевищити

 

цезію

 

стронцію

 

плутонію

Підвищеного радіоекологічного контролю

1,0-5,0

0,02-0,15

0,005-0,01

0,5 мЗв (0,05 бер) на рік

 

Гарантованого (добровільного) відселення

5,0-15

0,15-3,0

0,01-0,1

І,0 мЗв (0.1 бер) на рік

 

Безумовного  (обов’язкового) відселення)

15 і більше

3,0 і і більше

0,1 і більше

5,0 мЗв (0,5 бер) на рік

 

Таблиця 1.5

Характеристики зон забруднення при аварії на АЕС

Б. Ядерний вибух реактора

Найменування зони

Ін­декс зони

Потужність дози опромінення через 1 годину після аварії

Доза опромінення за 1 рік після аварії

на зовніш-ній межі

на

внутрішній межі

на зовнішній межі

на

внутрішній межі

Радіаційної небезпеки

М

0.014

0,14

5

50

Помірного забруднення

А

0.14

1,4

50

500

Сильного забруднення

Б

1,4

4.2

500

1500

Небезпечного забруднення

В

4,2

14

1500

5000

Надзвичайно небезпечного забруднення

Г

14

 

5000

 

 

Примітка: при ліквідації наслідків аварії в цих зонах повинні виконуватися основні заходи захисту: дозиметричний контроль, захист органів дихання, йодна профілактика, дезактивація техніки, одягу, санітарна обробка та ін.

 

Таблиця 1.6

Варіанти до виконання практичних завдань

1

Номери варіанта

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

2

Щільність  радіоактивного

забруднення, Кі/км

0,5

1,5

4,5

3

2,5

1

1,3

1,2

2,3

5

3,2

2,1

2,4

0,6

3,3

3

Умови проживання людей

к

д

к

д

к

д

к

д

к

д

к

д

к

д

к

4

Поверхи

13

2

12

1

11

2

10

1

9

2

8

1

7

2

5

5

Розташування робочого

кабінету (поверх)

1

8

2

7

3

6

4

5

5

4

6

3

7

2

8

6

Тип будівлі

к

к

к

к

к

к

к

к

к

к

к

к

к

к

к

 

Продовження таблиці 1.6

1

Номери варіанта

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

2

Щільність  радіоактивного

забруднення, Кі/км

5,5

1,4

0,7

4,4

2,8

0,8

1,9

4,1

3,4

4,9

2,7

0,9

4,3

3,7

2,9

3

Умови проживання людей

д

к

д

к

д

к

д

к

д

к

д

к

д

к

д

4

Поверхи

1

5

2

4

1

3

2

2

1

1

1

14

1

15

2

5

Розташування робочого

кабінету (поверх)

1

1

8

2

7

3

6

4

5

5

4

6

3

7

2

6

Тип будівлі

к

к

к

к

к

к

к

к

к

к

к

к

к

к

к

Умовні позначення: 1. Проживання людей у будинках: К – кам’яні, д – дерев’яні.

 

 

Питання для контролю знань

1.        Дайте визначення: радіаційна безпека.

2.        Дайте визначення: радіаційна аварія на АЕС.

3.        Дайте визначення: ядерна катастрофа.

4.        Які зони забруднення утворюються внаслідок катастроф на АЕС.

5.        Хто встановлює межі зон забруднення?

6.        Розрахунок дози опромінення за встановлений проміжок часу.

7.        Дайте визначення: кратність ослаблення опромінення (К осл.).

8.        Сутність поняття допустимої дози опромінення.

9.        Дія іонізуючого опромінення на організм людини.

10.Дози опромінення, які призводять до захворювання  променевою.