Задача №1

Причиной таких трагедий является непредсказуемое сочетание нарушений регламента и режима эксплуатации энергоблока.

Непосредственно в период радиоактивных выпадений существовало три пути облучения — внутреннее ингаляционное (с вдыхаемым воздухом), внутреннее за счет поступления радионуклидов с загрязненными продуктами питания и внешнее облучение от облака и загрязненной местности.

Один из наиболее распространенных методов борьбы с радиацией, является длительная, кропотливая и настойчивая работа по распространению в широких массах людей объективных научно-технических знаний со стороны как учебных и просветительских организаций, так и СМИ.

Мы живем в естественно радиоактивной среде и являемся частью этой среды. С тех пор как была открыта природная радиоактивность и получены искусственные радиоактивные материалы, они все шире используются на благо людей и общества в медицине, сельском хозяйстве и промышленности, но так же это приводит к увеличению дозы облучения как отдельных людей, так и населения Земли в целом.

В данной работе рассчитаем: границы очага ядерного поражения и радиусы зон разрушений; величину уровня радиации после аварии на радиационно-опасном объекте и после ядерного взрыва; величину эквивалентной дозы, которую получат люди на радиационно-загрязнённой местности. А так же определим на сколько данное здание будет являться противорадиоактивным и рассмотрим пути повышения защитных свойств.

Задача №1

Рассчитайте границы очага ядерного поражения и радиусы зон разрушений после воздушного и наземного ядерного взрыва. Постройте график, сделайте вывод.

 

q₁ = 57 Мт = 57000 кт

q₂ = 20 кт

R_2полн = 1 км

R_2сильн = 1,5 км

R_2сред = 2 км

R_2слаб = 3,2 км

R_1полн = 1/0,07 = 14,29 км

R_1сильн = 1,5/0,07 = 21,43 км

R_1сред = 2/0,07 = 28,57 км

R_1слаб = 3,2/0,07 = 45,71 км

 

Вывод: границей очага ядерного поражения является зона радиусом 45,71 км. (приложение, рис.1)

 

q₁ = 11 Мт = 11000 кт

q₂ = 20 кт

R_2полн = 1 км

R_2сильн = 1,5 км

R_2сред = 2 км

R_2слаб = 3,2 км

R_1полн = 1,1/0,12 = 9,17 км

R_1сильн = 1,5/0,12 = 12,5 км

R_1сред = 1,9/0,12 = 15,83 км

R_1слаб = 3/0,12 = 25 км

 

Вывод: границей очага ядерного поражения является зона радиусом 25 км. (приложение, рис.2)

Задача №2

Рассчитайте величину уровня радиации через 6, 18, 36 и 72 часов после аварии на радиационно-опасном объекте и после ядерного взрыва. Постройте график, сделайте вывод.

 

Р₀ = 350 Р/ч

t = 6; 18; 36; 72 ч

Р_t =?

 

, где

степень 0,5 используется для расчета спада уровня радиации после аварии на радиационном объекте;

степень 1,2 используется для расчета спада уровня радиации после ядерного взрыва.

 

 

Вывод: после ядерного взрыва спад уровня радиации происходит интенсивнее. (приложение, рис.3)

 

Задача №3

Рассчитайте величину эквивалентной дозы, которую получат люди на радиационно-загрязнённой местности, в течение определенного отрезка времени. Сделайте вывод.

Р₀ = 350 мР/ч

t = 15 ч

γ = 30%

α = 70%

D =?

3766,59Рад – 100%

α – 70%,

α = 2636,61

3766,59Рад – 100%

γ – 30%,

γ = 1129,98

 

D_эквив = ΣQ*D_поглощ , где

Q – коэффициент качества, или относительный биологический эквивалент, показывающий во сколько раз данный вид излучения превосходит Рентгеновское по биологическому воздействию при одинаковой величине поглощенной дозы (Q_α =20; Q_γ=1).

D_эквив = 20*2636,61 + 1*1129,98 = 53862,18 Бэр = 538,62 Зв

 

Вывод: данная доза превышает норму радиации после аварии на радиационном объекте, поэтому способна вызвать отрицательные эффекты.

 

3109,29Рад – 100%

α – 70%,

α = 2176,5

3109,29Рад – 100%

γ – 30%,

γ = 932,79

 

D_эквив = ΣQ*D_поглощ , где

Q – коэффициент качества, или относительный биологический эквивалент, показывающий во сколько раз данный вид излучения превосходит Рентгеновское по биологическому воздействию при одинаковой величине поглощенной дозы (Q_α =20; Q_γ=1).

D_эквив = 20*2176,5 + 1*932,79 = 44462,79 Бэр = 444,62 Зв

 

Вывод: данная доза превышает норму радиации после ядерного взрыва, поэтому способна вызвать отрицательные эффекты.

 

План схема здания

Табл. 1

Предварительные расчеты

Сечения здания	Вес 1 м2 конструкций, Кгс/м2		1 – αс	Приведенный вес, Gпр кгс/м2	Суммарный вес против углов, Gα кгс/м2
А – А внутр.			0,953	720*0,953=686,16	Gα4 = 686,16
Б – Б   В – В   Г – Г внутр.			0,986   0,981   0,957	238*0,986=234,67   238*0,981=233,48   720*0,957=689,04	Gα2=1157,19
1 – 1 внутр.			0,971	720*0,971=699,12	Gα3 = 699,12
2 – 2   3 – 3 внутр.			0,951   0,961	238*0,951=226,34   720*0,961=691,92	Gα1=918,26

 

1) Материал стен – К_с (кирпич силикатный)

Толщина стен по сечениям: Внешн. 38 см

Внутр. 12 см

Определяем вес 1 м² конструкций : внешн. сечений 720 кгс/м²

внутр. сечений 238 кгс/м²

2) Площадь оконных и дверных проемов против углов:

α₁ – 8/10 м²

α₂ – 9/4/3 м²

α₃ – 6 м²

α₄ – 10 м²

Высота помещения – 3,1 м

Размер здания – 66м х 68м

S₁ = 3,1*66 = 204,6м²

S₂ = 3,1*68 = 210,8м²

3) Рассчитываем суммарный вес против углов:

Gα_{1(2 – 2; 3 – 3)} = 226,34 + 691,92 = 918,26кгс/м²

Gα_{2(Б – Б; В – В; Г – Г)} = 234,67 + 233,48 + 689,04 = 1157,19кгс/м²

Gα_{3(1 – 1)} = 699,12кгс/м²

Gα_{4(А – А)} = 686,16кгс/м²

 

4) Рассчитаем коэффициент защиты К_з для помещений укрытий в одноэтажных зданиях по формуле:

 

К₁ – коэффициент, учитывающий долю радиации, проникающей через наружные и внутренние стены и принимаемый по формуле

,где

Σα_i учитывает только те величины углов в градусах, суммарный вес против которых не превышает 1000 кгс/м².

Вычертим в масштабе 1:100 помещение размером 7x7

α₁ = 90⁰

α₂ = 90⁰

α₃ = 90⁰ α₂

α₄ = 90⁰

 

α₁ α₃

 

α₄

 

 

К_ст – кратность ослабления стенами первичного излучения в зависимости от суммарного веса ограждающих конструкций.

return false">ссылка скрыта

Gα₄ = 686,16кгс/м² (650+36,16)

650 90

700 120

∆_I = 700 – 650 = 50, ∆_II = 120-90 = 30

К_ст1 = 90+36,16*0,6=111,696

 

Gα₃ = 699,12кгс/м² (650+49,12)

650 90

700 120

∆_I = 700 – 650 = 50, ∆_II = 120 – 90 = 30

К_ст2 = 90+49,12*0,6=119,47

 

Gα₁ = 918,26кгс/м² (900+18,26)

900 500

1000 1000

∆_I = 1000 – 900 = 100, ∆_II = 1000 – 500 = 500

К_ст3 = 500+18,26*5=591,3

 

, α–величины углов в градусах

 

К_пер – кратность ослабления первичного излучения перекрытием.

Перекрытие – тяжелый бетон, толщиной 12см.

10см – 240кгс/м²

14см – х

х = кгс/м² (250+38)

250 4,5

300 6

∆_I = 300 – 250 = 50, ∆_II = 6 – 4,5 = 1,5

К_пер = 4,5 + 38*0,03 = 5,6

 

V₁ – коэффициент, зависящий от высоты и ширины помещения.

Высота помещения – 3,1м

Размер помещения – 7м х 7м

I) Для ширины 6м и высоты 3,1м (3+0,1)

3 0,09

6 0,03

∆_I = 6 – 3 = 3, ∆_II = 0,03 – 0,09 = - 0,06, ∆=-0,02

V₁ = 0,09 + 0,1*(-0,02)=0,088

II) Для ширины 12м и высоты 3,1м (3+0,1)

3 0,19

6 0,09

∆_I = 6 – 3 = 3, ∆_II = 0,19 – 0,09 = -0,1, ∆=- 0,033

V₁ = 0,19 + 0,1*(-0,03)=0,187

III) Для ширины 7м (6+1)

6 0,088

12 0,187

∆_I = 12 – 6 = 6, ∆_II = 0,187 – 0,088 = 0,099, ∆=0,017

V₁ = 0,088 + 1*0,017=0,1045

 

К₀ – коэффициент, учитывающий проникание в помещение вторичного излучения.

К₀ следует принимать при расположении низа оконного проема 1,5м=0,15*а

К₀ = 0,15*а

, где

S₀ – площадь оконных и дверных проемов,

S_п – площадь пола укрытия.

Площадь оконных и дверных проемов против углов:

α₁ – 8/10м² (3 – 3)

α₂ – 9/4/3м² (Г – Г)

α₃ – 6м² (1 – 1)

α₄ – 10м² (А – А)

S₀ = 8 + 9 + 6 + 10 = 33м²

Размер здания 66м х 68м

S_n = h*L = 66*68 = 4488м²

К₀ = 0,15*0,007 = 0,001

 

К_м – коэффициент, учитывающий снижение дозы радиации в зданиях, расположенных в районе застройки, от экранирующего действия соседних строений.

 

Ширина зараженного участка 83м (60+23)

60 0,85

100 0,9

∆_I = 40, ∆_II = 0,05, ∆=0,00125

К_м = 0,85 + 23*0,00125= 0,77875

 

К_ш – коэффициент, зависящий от ширины здания.

Размер здания 66м x 68м

48 0,5

66 x

х = кгс/м²

 

К_ш = 0,38+8*0,005=0,42

 

К_з – коэффициент защиты для помещений укрытий в одноэтажных зданиях определяется по формуле:

 

 

 

Коэффициент защиты 33,13<50, следовательно, здание не соответствует нормативным требованиям и не может быть использовано в качестве противорадиационного укрытия.

Для повышения защитных свойств здания необходимы следующие мероприятия:

1) Укладка мешков с песком вдоль внешних стен здания.

2)Уменьшение площади оконных проёмов.

 

 

Табл. 2

Дополнительные расчёты

Сечения здания	Вес 1 м2 конструкций, Кгс/м2		1 – αс	Приведенный вес, Gпр кгс/м2	Суммарный вес против углов, Gα кгс/м2
А – А внутр.	720+1000=1720		0,95	1720*0,95=1634	Gα4 = 1634
Б – Б   В – В   Г – Г внутр.	720+1000=1720		0,99   0,98   0,96	238*0,986=234,67   238*0,981=233,48   1720*0,96=1651,2	Gα2=2119,35
1 – 1 внутр.	720+1000=1720		0,97	1720*0,97=1668,4	Gα3 = 1668,4
2 – 2   3 – 3 внутр.	720+1000=1720		0,95   0,96	238*0,951=226,34   1720*0,96=1651,2	Gα1=1877,54

 

 

Объём массы песка 2000 кгс/ м³

Ширина мешка 0,5 м

Рассчитаем вес 1м² = 1000 кгс/ м²

Уменьшим площадь оконных проёмов на 10%

Определим суммарный вес против углов.

Gα_{1(2 – 2; 3 – 3)} = 226,34 + 1651,2 = 1877,54кгс/м²

Gα_{2(Б – Б; В – В; Г – Г)} = 234,67 + 233,48 + 1651,2 = 2119,35кгс/м²

Gα_{3(1 – 1)} = 1668,4кгс/м²

Gα_{4(А – А)} = 1634кгс/м²

=0, т.к. все значения суммарных весов больше 1000 кгс/м²

Для расчёта выбираем наименьший из суммарных весов.

Gα₄ = 1634кгс/м²

1500 10000

1634 x

х = кгс/м²

=10893,33

=0,1045

=5,6

Расположение низа оконных проёмов 1,5м

К₀ = 0,15*а

=33м² - Уменьшаем до 29,7

=4488

K =0,15*0,007=0,001

К_м = 0,78

К_ш = 0,69

 

 

Вывод: При дополнительных расчётах видно, что коэффициент защиты 34,52 по-прежнему меньше 50, следовательно, здание не соответствует нормативным требованиям и не может быть использовано в качестве противорадиационного укрытия.

 

Заключение

После произведённых расчётов определили, что граница очага ядерного поражения радиусом 45,71 км, после воздушного ядерного взрыва мощностью 57000 кт., а Граница очага ядерного поражения радиусом 25 км., после наземного ядерного взрыва мощностью 11000 кт. Следовательно распространение воздушного взрыва больше и несёт большие разрушения чем наземный. Так же выяснили, что после ядерного взрыва спад уровня радиации происходит интенсивнее. Доза 538,62 Зв - превышает норму радиации после аварии на радиационном объекте, поэтому способна вызвать отрицательные эффекты и доза 444,62 Зв тоже превышает норму радиации. Коэффициент защиты 33,13 показывает, что здание не соответствует нормативным требованиям и не может быть использовано в качестве противорадиационного укрытия. В связи с этим мы решили провести такие мероприятия как: укладка мешков с песком вдоль внешних стен здания, уменьшение площади оконных проёмов. Получили коэффициент защиты - 34,52 , который по-прежнему не соответствует нормативным требованиям. Следовательно, данное здание не может быть использовано в качестве укрытия даже после дополнительной защиты.

Необходимость научиться сосуществовать с ядерной энергией. Вопрос не стоит — вступать или не вступать нам в ядерный век. Мы уже в нем. Поэтому необходима высокая степень ответственности, точности и осторожности при использовании атомной энергии. Если проанализировать причины аварий в США и СССР, то они возникали не от самой ядерной энергии, а из-за человеческих ошибок. Еще один урок заключается в том, что аварии, подобные Чернобыльской, затрагивают не только ту страну, в которой они произошли, но и ряд соседних стран.

Список литературы

1. Белов С.В «Безопасность жизнедеятельности»- Москва 2008г

2. СНиП Защитные сооружения гражданской обороны/ Госстрой СССР.- м.: ЦИТП Госстроя СССР,1987.-60с.

3. «Политика предотвращения технологических аварий и катастроф» - Москва 2002г

4. «Предупреждение и ликвидация ЧС обусловленных террористическими актами, взрывами, пожарами- методическое пособие Москва 3003г

5. Журнал: «Гражданская защита»

6. Журнал: « Основы безопасности жизни»

7. http://www.libozersk.ru

8. http://base.safework.ru

Приложения

 

Рис. 1. Границы очага ядерного поражения и радиусы зон разрушения после воздушного ядерного взрыва мощностью 57000 кт.

 

 

Рис. 2. Границы очага ядерного поражения и радиусы зон разрушения после наземного ядерного взрыва мощностью 11000 кт.

 

 

Рис. 3. Закономерность спада уровня радиации